虚拟现实技术在农业中的应用与推广,农业推广论文

虚拟现实技术在农业中的应用与推广,农业推广论文农业当代化是以科学技术当代化为基础的，这就决定了农业信息技术尤其是多媒体技术和虚拟现实技术在农业领域及实现农业当代化中将扮演着重要角色[1].将虚拟现实技术应用到农业中去已经成为一个推动农业当代化进程的必然要求。从我们国家对虚拟现实技术在农业领域中的研究来看有下面几个方面的优势：一是简化科研流程，为农业科研的成功提供保障；二是完善农业机械设备的功能，提高使用效率；三是更合理地利用农业资源；四是模拟农产品市场以及农业生产管理流程；五是辅助农业技术的培训等。因而，虚拟现实技术应该用来为农业服务，相关研究人员也应以此为契机，让虚拟现实技术有更大的用武之地。一、概念解析〔一〕虚拟现实概述。虚拟现实技术集成了计算机图形学、计算机仿真、人工智能、传感、显示、网络并行处理等技术，是一种由计算机生成的高技术模拟系统[2].除了大家所熟知的游戏和室内设计领域，虚拟现实技术正在广泛地应用于军事、医学、工业仿真、文物保卫、农业和教育等方面。1.在军事领域。利用虚拟现实技术进行虚拟军事训练，不仅能够提高的训练质量还能够削减大量的训练费用。虚拟现实技术在军事武器的研制方面也发挥着很大的作用。2.在医学领域。虚拟现实技术主要是用于外科手术、远程遥控手术、虚拟超音波影像、药物合成等方面。传统的手术训练一般是训练者通过在现场观察或者亲身操作来把握手术要领，在手术中难免会对操作对象造成一些不必要的伤害，并且手术经过是不可逆的。而利用虚拟现实技术模拟虚拟手术训练场景，训练者能够自主控制手术进度，反复练习直到技能熟练。3.在工业仿真领域。利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，缩短开发周期，降低成本，改良产品设计质量，提高面向客户与市场需求的能力[3].4.在文物保卫领域。将虚实结合，开发网上虚拟文物博物馆，这样不仅给民众提供了一个参观游览的平台，而且对于文物的保卫也起着很大的作用。假如在文物及遗址的挖掘经过中使用虚拟现实技术，那么遗址和文物遭到毁坏的几率就会降低很多。5.在农业领域。除了利用虚拟制造技术来研制农业机械外，还能够利用软件模拟生物的生长环境和生长经过，通过传感器采集生物信息，重构生物的生命经过[4~5].6.在教育领域。利用虚拟现实建立起来的虚拟实训基地，能够提供教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、应急演练等各种职业技能的训练，逼真的虚拟环境使学生能够全身心地投入到学习环境中去。〔二〕农业推广概述。根据对诸多文献的分析，本文中将农业推广概括为一个能够促进农业发展的农业活动，它包括将新的科学技术和知识传递给需要的人并且应用到相应的生产活动中，互通农业信息。而在这一活动中的介入者能够各取所需，实现双赢。从我们国家当前的农业推广现在状况来看，我们国家的农业推广服务体系仍不够完善，外界的各种障碍使得农业推广难以顺利进行。比方农业推广经费以及推广人员的短缺造成部分地区不能及时获得先进的科学技术和农业知识，文化程度的差异和沟通不畅的问题更让农业推广步履维艰。固然虚拟现实不能牵涉农业推广的各个方面，但是在某些方面虚拟现实技术能够为农业推广的问题解决提供新的方式方法和途径。二、虚拟现实技术在农业中的应用〔一〕虚拟动物。虚拟动物是利用当代技术，通过计算机整合重构动物三维立体构造模型，在计算机可视化环境下模拟动物在不同营养状态下的生长经过。相较于传统畜牧医学实验的较长周期，采用虚拟现实技术的模拟实验只需要几分钟就能够得到实验结果。〔二〕虚拟植物。虚拟植物是在计算机可视化环境下其在虚拟环境中的生长发育。利用虚拟植物能够模拟农药从喷雾器中喷出后的空间运行轨迹，直观地观察农药在植物群体中的空间分布与害虫的位置关系，进而找到一种既能对付虫害又不污染环境的农药喷施方式方法[6].〔三〕农业机械产品的虚拟设计开发。利用虚拟现实技术建立虚拟样机，生成逼真的三维虚拟环境，在虚拟环境中实时观察虚拟农机产品的农业生产活动，及时发现问题并进行修改，进而提早作出决策与优化施行方案。相对于传统的农机产品设计方式方法，利用虚拟现实技术设计开发农机产品不仅极大地提高了设计成功率，还在很大的程度上解决了资源浪费的问题[2].〔四〕农业试验仿真。在农业试验中有时碰到一些在现实世界中无法进行的情况，此时能够利用虚拟现实技术建立相应的虚拟模型进行试验，解决了实验无法开展的难题，而且还能够节约试验成本，缩短实验周期。〔五〕农业教学。利用虚拟植物模型建立虚拟农科教室，在虚拟教室中，学生能够从任意角度观察作物生长的动态经过。三、虚拟现实技术对农业推广的作用〔一〕建立农业数据库，农业生产可视化。通过建立集场景三维拍摄、远程实时传输、远程沉浸式显示等功能为一体的可视化技术体系，能够获取作物的三维信息，了解作物长势以及病虫害问题，以便及时作出应对[7].在河南鹤壁的农科院有一个智能的农业监测系统，该系统以图像和数据的方式直观地呈现出此时此刻农田中的生态环境参数，甚至于植物吸收光的能力和转化光的能力也一览无余，随着镜头的推进，单株植物的生长状况清楚明晰可见，害虫也将无处藏身。有了这样的监测系统，农户在家就能够实现对问题农田的操作，既快速省力，又能够避免太多的农药对生态环境造成不良影响。〔二〕培育新品种以及品种改进。为了提高农作物产量，需要培育高产的农作物新品种。建立虚拟育种系统及虚拟育种实验室，使用虚拟现实技术设计模拟出农作物的不同株型，在虚拟环境下定量模拟虚拟植物吸收光的能力和光合作用的能力，从中选育出最优株型。虚拟育种实验能够科学指导育种试验，减少了外界一些不可避免的因素，在一定程度上解决了某些在现实世界难以进行的育种试验。〔三〕开发虚拟农场，寓教于乐。虚拟农场〔VirtualFarm〕是一个基于虚拟现实的三维游戏，主要包括四个模块：一是作物种植；二是动物养殖；三是农产品加工；四是农机使用。在游戏中体验者能够通过与游戏中的NPC对话学习农业知识，根据系统提示对植物、动物进行必要的操作，然后将得到的农产品加工，进行交易，获得利润。游戏开场后的第一个场景是游戏提供应体验者的住宅公寓,如此图1所示，通过操作键盘上的方向键能够控制人物的行走。体验者从住宅公寓出发，向前直走就是农场，农场中有农田，如此图2所示，在这个场景中，体验者能够进行开垦、播种、浇水、喷药、施肥、收割等操作。〔四〕辅助传统农技推广。一直以来，国家都对农业问题给予高度重视，不断强调农技推广的重要性，但在实际的工作中，农业推广技术员欠缺、经费不到位等问题一直得不到解决。农技推广机构在乡镇中无站无址，农业技术设备不完善，甚至一些地方的农技推广队伍已经名存实亡，加上农民的文化程度相对较低，对于科技推广的接纳度不够，导致了农技推广工作难以开展。由国家高技术研究发展计划支持，中国农业科学院农业信息研究所王剑、周国民研究的虚拟果树修剪系统是虚拟现实技术在农技推广中的一个重要成果。该系统包含大量的果树修剪知识，不管用户使用什么样的修剪方式方法，系统都会迅速地反应出修剪结果，用户能在短时间内看到不同修剪方式方法带来的不同效果，对于农民来讲，如此直观的方式方法更具有讲服力。〔五〕建立农业数字博物馆，传承传统农业文化。我们国家农业历史悠久，发展农业不仅仅是科学技术的发展，更是对传统农业文化的传承。科学普及农业科技知识，提高全民对三农的认识也应该作为农业推广的主要工作。北京农业数字博物馆集网上展示、知识分享、传播与科学互动体验为一体，将文字、图像，视频、动画、虚拟现实等多媒体进行整合，使用户能够不受时间空间的限制，任意选择想要观看的内容。〔六〕建立虚拟农业展厅，促进农业贸易。建立网上虚拟农业展厅，让全程全方位展示农业生产成为可能，解决了因农产品生长周期长、生产经过难以具体表现出以及鲜活农产品不易保存运输的问题。与传统的农业展厅相比，虚拟农业展厅有下面优势：一是突破了时间和空间的限制，通过网络使得网上虚拟展厅的传播范围更广泛；二是低碳环保，节约大量参展成本；三是互动广泛，效率高，开启全新的营销形式。以甘肃省农业科学院的三维数字展厅为例，为了展示甘肃省农业科学院多年的研究成果，甘肃省农业科学院于2020年建立了3D虚拟科技成果展厅。该虚拟展厅使用最先进的三维技术，集成了互联网数据库系统，是一个具有虚拟体验的查询平台。四、结束语随着农业当代化进程的加速，农业的发展对农业推广的要求也越来越高，有必要研究怎样将虚拟现实技术更好地应用到农业推广中，因而分析虚拟现实技术在农业推广中的作用就具有一定的现实意义。同时由于虚拟现实技术本身发展的不完善，在某些方面还不能很好地为农业推广服务，比方虚拟环境与现实环境还有一定的差距，在信息的收集和处理方面不够智能，这就需要我们要努力解决阻碍虚拟现实技术应用的技术问题，以便虚拟现实技术更好地服务于农业推广和其它的领域。【以下为参考文献】[1]杨沛。虚拟现实技术及其在农业中的应用[J].安徽农学通报，2008,14〔23〕[2]潘峰。虚拟现实技术及其在建筑业中的应用研究[D].哈尔滨工业大学，2003[3]熊光楞，李伯虎，柴旭东。虚拟样机技术[J].系统仿真学报，2001,13〔1〕[4]张杜鹃。基于无线网的农