數(shù)字農(nóng)作技術(shù)

前言

數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)體系的重要組成部分。數(shù)字農(nóng)業(yè)是以數(shù)字化技術(shù)為工具，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的信息化農(nóng)業(yè)，旨在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的信息化和數(shù)字化管理。由于農(nóng)作生產(chǎn)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和主導(dǎo)，數(shù)字農(nóng)作技術(shù)已成為當(dāng)今現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的重要手段和研究前沿，也是現(xiàn)代信息高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理中應(yīng)用的突出標(biāo)志。數(shù)字農(nóng)作是通過綜合運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)研究種植業(yè)系統(tǒng)中的信息獲取、處理和過程管理決策的技術(shù)集成應(yīng)用系統(tǒng)，可對農(nóng)作系統(tǒng)過程的信息流實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)測、預(yù)測、設(shè)計和管理。數(shù)字農(nóng)作的實踐有助于優(yōu)化農(nóng)作系統(tǒng)的種植區(qū)劃、長勢監(jiān)測、產(chǎn)量預(yù)測和管理決策的數(shù)寧化、精細(xì)化、科學(xué)化，可以明顯提高農(nóng)作系統(tǒng)的土地產(chǎn)出率和資源利用率，推動農(nóng)業(yè)信息化和現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程。近20年來，該書主要作者緊跟國際農(nóng)業(yè)高新技術(shù)發(fā)展趨勢，將信息學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的理論與技術(shù)創(chuàng)造性地應(yīng)用于作物生長和生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化表達(dá)，圍繞數(shù)字農(nóng)作的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)，組織開展了全面深入的研究工作，重點(diǎn)在作物生長模擬模型、作物管理知識模型、作物生長無損監(jiān)測、農(nóng)作空間信息管理、作物生產(chǎn)過程管理決策支持系統(tǒng)等不同領(lǐng)域取得了一系列研究成果，可應(yīng)用于通過信息化和定量化的形式，對農(nóng)作過程進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)測、預(yù)測、設(shè)計和管理，得到了國內(nèi)外同行科學(xué)家的贊賞和肯定?！稊?shù)字農(nóng)作技術(shù)》一書是基于作者長期以來所取得的相關(guān)研究成果、學(xué)術(shù)積累和工作思考，重點(diǎn)論述數(shù)字農(nóng)作的基本理論、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)、發(fā)展前景等，形成了比較全面系統(tǒng)而富有深度的數(shù)字農(nóng)作理論與技術(shù)體系，綜合體現(xiàn)了數(shù)字農(nóng)作技術(shù)的先進(jìn)性、知識性、應(yīng)用性，具有較高的學(xué)術(shù)水平和參考價值。發(fā)達(dá)國家十分重視基于過程模型及全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感技術(shù)(RS)等3S技術(shù)的數(shù)字化和精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā)，并在規(guī)?；痉稇?yīng)用中獲得了明顯的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。而我國在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和智能化專家系統(tǒng)應(yīng)用的同時，也已逐步拓展到作物生長模擬、農(nóng)情信息監(jiān)測、精細(xì)農(nóng)作等不同的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是國內(nèi)許多科研院校在開展數(shù)字農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)研究的同時，相繼開始培養(yǎng)農(nóng)業(yè)信息學(xué)的博士與碩士研究生，他們也迫切需要數(shù)字農(nóng)業(yè)特別是數(shù)字農(nóng)作技術(shù)方面的科技參考書籍。相信該書的出版將有力地推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)信息學(xué)的教學(xué)和研究工作，加快我國數(shù)字農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字農(nóng)作技術(shù)》以農(nóng)作信息的獲取、處理、模擬、調(diào)控為主要環(huán)節(jié)，重點(diǎn)論述數(shù)字農(nóng)作的基本理論、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)、發(fā)展前景等，主要包括數(shù)字農(nóng)作的產(chǎn)生、特征及作用，數(shù)字農(nóng)作研究的原理與方法，數(shù)字化種植設(shè)計技術(shù)，作物管理知識模型，作物生長模擬模型，作物生長監(jiān)測診斷，農(nóng)作空間信息管理，數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)，數(shù)字農(nóng)作技術(shù)發(fā)展前景等9章內(nèi)容，形成較為全面深入的數(shù)字農(nóng)作理論與技術(shù)體系，具有突出的系統(tǒng)性、先進(jìn)性、知識性和應(yīng)用性?！　　稊?shù)字農(nóng)作技術(shù)》可作為從事農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究與應(yīng)用的教學(xué)、科研和管理人員以及相關(guān)學(xué)科研究生的科技參考書。

作者簡介

曹衛(wèi)星，男，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，漢族，1958年8月生，江蘇南通人，現(xiàn)任南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長；民盟中央常委，民盟江蘇省委主委，全國人大代表，江蘇省政協(xié)副主席；江蘇省自然科學(xué)基金委副主任，江蘇省信息農(nóng)業(yè)高技術(shù)研究重點(diǎn)實驗室主任，全國作物栽培專業(yè)委員會副主任，863計劃重大項目總體專家組組長。                                        主要研究作物生態(tài)和信息農(nóng)學(xué)，先后主持完成國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、863計劃、國際合作項目及省部級科研項目等40多項。已發(fā)表核心期刊論文362篇，其中SCI收錄65篇；出版著作5部；登記國家軟件著作權(quán)22項。獲得國家科技進(jìn)步二等獎1項，教育部科技進(jìn)步一等獎2項、二等獎1項，江蘇省科技進(jìn)步一等獎、教學(xué)成果一等獎各1項。入選教育部“跨世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃”、人事部“百千萬人才工程”，獲國務(wù)院政府特殊津貼、全國優(yōu)秀教師、全國留學(xué)回國人員成就獎等。

書籍目錄

序前言第1章  數(shù)字農(nóng)作的產(chǎn)生、特征及作用1.1  數(shù)字農(nóng)作的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1  數(shù)字農(nóng)作的產(chǎn)生背景1.1.2  數(shù)字農(nóng)作的發(fā)展過程1.2  數(shù)字農(nóng)作的技術(shù)內(nèi)涵與特征1.2.1  數(shù)字農(nóng)作的內(nèi)涵1.2.2  數(shù)字農(nóng)作的關(guān)鍵技術(shù)1.2.3  數(shù)字農(nóng)作的基本特征1.3  數(shù)字農(nóng)作的作用與應(yīng)用1.3.1  數(shù)字農(nóng)作的作用第2章  數(shù)字農(nóng)作研究的基本原理與方法2.1  農(nóng)作系統(tǒng)分析2.1.1  系統(tǒng)分析的基本概念2.1.2  農(nóng)作系統(tǒng)的等級性2.1.3  農(nóng)作系統(tǒng)的水平2.1.4  農(nóng)作系統(tǒng)的表示2.2  農(nóng)作信息獲取方法2.2.1  試驗設(shè)計與實施2.2.2  觀察與測定2.2.3  文獻(xiàn)資料獲取2.3  農(nóng)作信息處理技術(shù)2.3.1  定量分析2.3.2  算法構(gòu)建2.4  農(nóng)作信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)2.4.1  系統(tǒng)總體設(shè)計2.4.2  系統(tǒng)構(gòu)件設(shè)計2.4.3  系統(tǒng)集成開發(fā)2.4.4  系統(tǒng)的測試檢驗與應(yīng)用第3章  數(shù)字化種植設(shè)計技術(shù)3.1  作物生態(tài)適應(yīng)性評價3.1.1  作物氣候適應(yīng)性評價3.1.2  作物土壤適應(yīng)性評價3.1.3  作物地域生態(tài)適應(yīng)性評價3.2  作物空間分區(qū)技術(shù)3.2.1  作物空間分布特點(diǎn)3.2.2  作物空間分區(qū)技術(shù)3.2.3  作物空間分區(qū)實例3.3  作物周年布局技術(shù)3.3.1  復(fù)種潛力指數(shù)估算3.3.2  熟制類型確定3.3.3  作物周年布局3.4  種植優(yōu)化設(shè)計及效益評價3.4.1  種植模式優(yōu)化設(shè)計3.4.2  種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計3.4.3  作物種植模式效益評價3.4.4  種植結(jié)構(gòu)效益評價第4章  作物管理知識模型4.1  作物管理知識模型的定義、特征與作用4.1.1  作物管理知識模型的產(chǎn)生背景4.1.2  作物管理知識模型的定義與特征4.1.3  作物管理知識模型的作用與意義4.2  作物管理知識模型的構(gòu)建4.2.1  作物管理知識模型的框架結(jié)構(gòu)4.2.2  作物栽培方案設(shè)計模型4.2.3  作物生長指標(biāo)設(shè)計模型4.3  基于知識模型的作物管理方案設(shè)計4.3.1  作物管理方案的實例分析4.3.2 作物管理方案的測試與檢驗第5章  作物生長模擬模型5.1  作物生長模擬模型的概念、特征及作用5.1.1  作物生長模擬模型的概念5.1.2  作物生長模擬模型的特征5.1.3  作物生長模擬模型的作用5.2  作物生長模擬模型的構(gòu)建5.2.1  作物生長模擬模型的構(gòu)建方法5.2.2  作物階段發(fā)育模型5.2.3  作物器官建成模型5.2.4  物質(zhì)生產(chǎn)與分配模型5.2.5  作物品質(zhì)形成模型5.2.6  作物養(yǎng)分動態(tài)模型5.2.7  土壤-作物系統(tǒng)水分平衡模型5.3  可視化作物生長系統(tǒng)的構(gòu)建5.3.1  作物形態(tài)結(jié)構(gòu)模型5.3.2  作物形態(tài)可視化技術(shù)5.3.3  數(shù)字化可視化作物生長系統(tǒng)5.4  智能化作物集成建模輔助系統(tǒng)5.4.1  系統(tǒng)原理與構(gòu)建方法5.4.2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及內(nèi)容5.4.3  系統(tǒng)功能及核心部件5.4.4  應(yīng)用分析：重構(gòu)小麥生長模型第6章  作物生長的遙感監(jiān)測6.1 農(nóng)業(yè)遙感的基本原理與方法6.1.1  農(nóng)業(yè)遙感的生物物理基礎(chǔ)6.1.2  農(nóng)業(yè)遙感信息獲取與處理方法6.2  作物生長的遙感監(jiān)測模型6.2.1  作物反射光譜的變化模式6.2.2  作物生長特征的監(jiān)測模型6.2.3  作物生理參數(shù)的監(jiān)測模型6.2.4  作物生產(chǎn)力的監(jiān)測模型6.2.5  基于地空信息融合的作物生長監(jiān)測6.3  作物生長監(jiān)測系統(tǒng)6.3.1  作物生長監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計與研制6.3.2  作物生長監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建與實現(xiàn)6.3.3  作物遙感技術(shù)與模型技術(shù)的耦合第7章  農(nóng)作空間信息管理7.1  農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)7.1.1  地理信息系統(tǒng)的概念與特征7.1.2  農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建7.1.3  農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域7.2  基于GIS的農(nóng)作空間信息管理7.2.1  農(nóng)作空間信息的變化特征7.2.2  農(nóng)作空間信息分析技術(shù)7.2.3  GIS與GPS和RS集成的機(jī)制與模式7.2.4  農(nóng)作空間信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建與實現(xiàn)7.3  基于GIS和模型的農(nóng)作生產(chǎn)力評價7.3.1  農(nóng)作潛在生產(chǎn)力7.3.2  農(nóng)作現(xiàn)實生產(chǎn)力7.3.3  基于GIs和知識模型的農(nóng)作生產(chǎn)力評價7.3.4  基于GIS和生長模型的農(nóng)作生產(chǎn)力評價7.3.5  農(nóng)作生產(chǎn)力優(yōu)化第8章  數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)8.1  農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的概念、特征與功能8.1.1  決策支持系統(tǒng)的基本概念和結(jié)構(gòu)8.1.2  農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的類型與特征8.1.3  農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的功能與應(yīng)用8.2  數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)的構(gòu)建與實現(xiàn)8.2.1  數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)的技術(shù)支撐8.2.2  數(shù)字農(nóng)作關(guān)鍵技術(shù)的耦合機(jī)制8.2.3  數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)8.3  數(shù)字農(nóng)作支持系統(tǒng)的應(yīng)用評價8.4  數(shù)字化農(nóng)作管理儀的研制與實現(xiàn)8.4.1  系統(tǒng)目標(biāo)、特性及功能需求8.4.2  關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)8.4.3  系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試第9章  數(shù)字農(nóng)作技術(shù)發(fā)展前景9.1  數(shù)字農(nóng)業(yè)的總體發(fā)展趨勢9.2  數(shù)字農(nóng)作技術(shù)的發(fā)展方向9.2.1  遙感監(jiān)測技術(shù)9.2.2  過程模擬技術(shù)9.2.3  知識工程技術(shù)9.2.4  系統(tǒng)集成技術(shù)9.3  數(shù)字農(nóng)作技術(shù)的前景展望9.3.1  信息農(nóng)作9.3.2  3S農(nóng)作9.3.3  數(shù)字農(nóng)作9.3.4  虛擬農(nóng)作9.3.5  精確農(nóng)作參考文獻(xiàn)索引

章節(jié)摘錄

信息技術(shù)的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化提供了新的方法和手段，也為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造和提高注入了新的活力?；谛畔⒖茖W(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)交叉融合而形成的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)正快速發(fā)展成為一門新興的高技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供全新的技術(shù)支持和全方位的信息服務(wù)，使農(nóng)業(yè)逐步走上數(shù)字化、精確化、高效化和科學(xué)化的軌道，從而促使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的變革和創(chuàng)新，帶來巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。數(shù)字農(nóng)業(yè)是用數(shù)字化信息技術(shù)，對農(nóng)業(yè)所涉及的對象和過程進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)、設(shè)計、控制和管理，是數(shù)字地球的理論與知識在農(nóng)業(yè)上的拓展和深化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)巾最基礎(chǔ)和本質(zhì)的部分，因此，數(shù)字農(nóng)作技術(shù)是數(shù)字化農(nóng)業(yè)需要研究和發(fā)展的基礎(chǔ)性和向?qū)怨ぷ鳎彩菙?shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用的突出標(biāo)志，是當(dāng)今信息農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的前沿領(lǐng)域和必然趨勢。針對數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，美國、澳大利亞、法國、加拿大、荷蘭、英國等發(fā)達(dá)國家十分重視建立基于農(nóng)作系統(tǒng)模型和地理信息系統(tǒng)(geographic information system．GIS)技術(shù)的數(shù)字化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實驗系統(tǒng)，并在研究和示范應(yīng)用中獲得了顯著的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。與此同時，我國在繼續(xù)發(fā)展和完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)的同時，在作物生長模擬、農(nóng)情信息監(jiān)測、精確農(nóng)作技術(shù)等方面也進(jìn)行了比較深入系統(tǒng)的研究工作，并在應(yīng)用示范中取得了良好的成效，為構(gòu)建數(shù)字農(nóng)作理論與技術(shù)體系奠定了基礎(chǔ)。

編輯推薦

《數(shù)字農(nóng)作技術(shù)》是關(guān)于介紹“數(shù)字農(nóng)作技術(shù)”的教學(xué)用書，書中重點(diǎn)論述數(shù)字農(nóng)作的基本理論、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)、發(fā)展前景等，主要包括數(shù)字農(nóng)作的產(chǎn)生、特征及作用，數(shù)字農(nóng)作研究的原理與方法，數(shù)字化種植設(shè)計技術(shù)，作物管理知識模型，作物生長模擬模型等9章內(nèi)容。 《數(shù)字農(nóng)作技術(shù)》可作為從事農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究與應(yīng)用的教學(xué)、科研和管理人員以及相關(guān)學(xué)科研究生的科技參考書。

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