农业信息技术
1 农 业 信 息 技 术
目录第一章信息技术发展概述第一节现代信息技术发展概况信息与信息技术S信息技术发展历程三、现代信息技术简介四、信息技术发展与数字地球·第二节农业信息技术发展概况·6农业信息技术的概念与发展·6二、计算机在我国农业领域的应用与发展·三我国农业数据库与信息系统发展四、我国农业信息网络建设和网络技术的开发8五、我国农业多媒体制作技术与声像媒体技术发展：9六、我国农业图书馆自动化建设和数字化图书馆第三节农业信息技术与作物智能栽培学10作物智能栽培学的形成和定义·10作物智能栽培学的基本特征二、三、作物智能栽培学的研究内容1四、作物智能栽培学前景展望14第二章农业信息采集：16第一节计算机数据采集管理系统概述16数据采集管理系统的典型结构··16数据采集管理系统的基本功能·17第二节农田生物信息的采集与处理…18农田生物系统的信息.18二、农田生物信息采集与处理系统:19三、农田生物弱信息的增强技术22四、农田生物多元信息的提取技术23五、农田生物宏观形态结构信息的提取·.23第三节农田气候信息的采集与处理·25农田气候信息采集与处理系统的一般构成·-25二、农田气候信息采集与处理系统的硬件构成·26三、·27农田气候信息采集与处理系统应用软件第四节土壤信息的采集与处理·28-28土壤水盐含量的电磁监测一一TDR法二、·29其它土壤湿度监测方法三、土壤养分成分的监测30四、31智能化农田节水灌溉监控系统·五、区域水盐含量监测预报系统一一PWSIS·322
2 目 录 第一章 信息技术发展概述.1 第一节 现代信息技术发展概况.1 一、 信息与信息技术.1 二、 信息技术发展历程.2 三、 现代信息技术简介.3 四、 信息技术发展与数字地球.4 第二节 农业信息技术发展概况.6 一、 农业信息技术的概念与发展.6 二、 计算机在我国农业领域的应用与发展.7 三、 我国农业数据库与信息系统发展.7 四、 我国农业信息网络建设和网络技术的开发.8 五、 我国农业多媒体制作技术与声像媒体技术发展.9 六、 我国农业图书馆自动化建设和数字化图书馆.9 第三节 农业信息技术与作物智能栽培学.10 一、 作物智能栽培学的形成和定义.10 二、 作物智能栽培学的基本特征.11 三、 作物智能栽培学的研究内容.11 四、 作物智能栽培学前景展望.14 第二章 农业信息采集.16 第一节 计算机数据采集管理系统概述.16 一、 数据采集管理系统的典型结构.16 二、 数据采集管理系统的基本功能.17 第二节 农田生物信息的采集与处理.18 一、 农田生物系统的信息.18 二、 农田生物信息采集与处理系统.19 三、 农田生物弱信息的增强技术.22 四、 农田生物多元信息的提取技术.23 五、 农田生物宏观形态结构信息的提取.23 第三节 农田气候信息的采集与处理.25 一、 农田气候信息采集与处理系统的一般构成.25 二、 农田气候信息采集与处理系统的硬件构成.26 三、 农田气候信息采集与处理系统应用软件.27 第四节 土壤信息的采集与处理.28 一、 土壤水盐含量的电磁监测——TDR 法.28 二、 其它土壤湿度监测方法.29 三、 土壤养分成分的监测.30 四、 智能化农田节水灌溉监控系统.31 五、 区域水盐含量监测预报系统——PWSIS.32
第五节设施农业环境监控与管理33温室环境的监控与管理3336果蔬贮藏环境监控与管理·第六节农业信息的遥感监测··37遥感技术概述37遥感图象处理系统43三我国的农业遥感技术系统44第三章农业数据处理·49第一节49统计分析软件概述SAS..49二、SPSS.49三、BMDP.50四、SYSTAT50五、STATISTICA51六、MINITAB51七、STATA51八、NCSS&PASS200052第二节统计分析软件需要的基本数据结构52数据文件的基本结构….52数据的结构形式转换··53·54第三节采用SAS进行数据管理和预处理54为什么选择SAS·二、SAS基本概念·?55三、SAS数据步59四、SAS过程步.-67五、SAS服务过程-68第四节采用SAS进行数据挖掘和分析74描述性统计74t测验和方差分析79三、相关和回归分析·-88四、聚类分析·95第四章地理信息系统102第一节地理信息系统的基本概念102信息、数据、系统和信息系统·102102地理空间数据与地图二、三、地理信息系统的定义与类型·103四、地理信息系统的构成-105第二节地理信息系统的基本原理·107地图的基本原理…-107S二、数字地图的存储、显示与输出·1093
3 第五节 设施农业环境监控与管理.33 一、 温室环境的监控与管理.33 二、 果蔬贮藏环境监控与管理.36 第六节 农业信息的遥感监测.37 一、 遥感技术概述.37 二、 遥感图象处理系统.43 三、 我国的农业遥感技术系统.44 第三章 农业数据处理.49 第一节 统计分析软件概述.49 一、 SAS.49 二、 SPSS.49 三、 BMDP.50 四、 SYSTAT.50 五、 STATISTICA.51 六、 MINITAB.51 七、 STATA.51 八、 NCSS&PASS2000.52 第二节 统计分析软件需要的基本数据结构.52 一、 数据文件的基本结构.52 二、 数据的结构形式转换.53 第三节 采用 SAS 进行数据管理和预处理.54 一、 为什么选择 SAS.54 二、 SAS 基本概念.55 三、 SAS 数据步.59 四、 SAS 过程步.67 五、 SAS 服务过程.68 第四节 采用 SAS 进行数据挖掘和分析.74 一、 描述性统计.74 二、 t 测验和方差分析.79 三、 相关和回归分析.88 四、 聚类分析.95 第四章 地理信息系统.102 第一节 地理信息系统的基本概念.102 一、 信息、数据、系统和信息系统.102 二、 地理空间数据与地图.102 三、 地理信息系统的定义与类型.103 四、 地理信息系统的构成.105 第二节 地理信息系统的基本原理.107 一、 地图的基本原理.107 二、 数字地图的存储、显示与输出.109
三、GIS的数据组织与处理方法.·113四、GIS的数据来源··116第三节GIS的软件系统..·116GIS软件在不同发展时期的技术特点-116国内外主要GIS软件系统简介·118三、·120GIS软件的结构与基本功能.第四节122地理信息系统的意义和特点地理学第三代语言122·122二、定量与空间分析相结合的新型综合地理思维工具三、123地理信息系统区别于其他计算机软件系统的特点：第五节地理信息系统的应用与发展趋势··124GIS的应用.·*.124公GIS的发展趋势.125第六节GIS应用实例一北方旱地农业类型分区信息系统126北方旱地农业类型分区概述·.126开发北方旱地农业类型分区信息系统的目的.-127二、三、基础条件·-127四、方法步骤·128第五章作物生长模型·135.-135第一节作物生长模型概述·135作物生长模拟模型开发进展·三、作物生长模拟模型应用进展·-141三、-143作物生长模拟模型开发与应用中的问题与对策·.144第二节作物生长模型CERES一小麦结构描述·-144无水肥亏缺时小麦生长发育过程的模拟描述-二、土壤水分平衡的模拟描述150三、氮素平衡的模拟描述…--154第三节160作物生长模型运行所需数据库组建：逐日气象资料数据库组建.-160,土壤特性资料数据库组建.·161二、三、作物品种遗传特性参数数据库的组建.-161第四节作物生长模型在黄土高原的应用研究163-163黄土高原地区作物生产潜力模拟研究二、黄土高原地区主要作物栽培方案优化模拟研究168三、黄土高原地区主要种植模式的模拟与优化选择研究·170四、黄土高原地区主要作物轮作方式的模拟与优化选择.174第六章农业专家系统·179第一节专家系统技术概述179人工智能与专家系统·-179二、专家系统基本原理.1804
4 三、 GIS 的数据组织与处理方法.113 四、 GIS 的数据来源.116 第三节 GIS 的软件系统.116 一、 GIS 软件在不同发展时期的技术特点.116 二、 国内外主要 GIS 软件系统简介.118 三、 GIS 软件的结构与基本功能.120 第四节 地理信息系统的意义和特点.122 一、 地理学第三代语言.122 二、 定量与空间分析相结合的新型综合地理思维工具.122 三、 地理信息系统区别于其他计算机软件系统的特点.123 第五节 地理信息系统的应用与发展趋势.124 一、 GIS 的应用.124 二、 GIS 的发展趋势.125 第六节 GIS 应用实例—北方旱地农业类型分区信息系统.126 一、 北方旱地农业类型分区概述.126 二、 开发北方旱地农业类型分区信息系统的目的.127 三、 基础条件.127 四、 方法步骤.128 第五章 作物生长模型.135 第一节 作物生长模型概述.135 一、 作物生长模拟模型开发进展.135 二、 作物生长模拟模型应用进展.141 三、 作物生长模拟模型开发与应用中的问题与对策.143 第二节 作物生长模型 CERES—小麦结构描述.144 一、 无水肥亏缺时小麦生长发育过程的模拟描述.144 二、 土壤水分平衡的模拟描述.150 三、 氮素平衡的模拟描述.154 第三节 作物生长模型运行所需数据库组建.160 一、 逐日气象资料数据库组建.160 二、 土壤特性资料数据库组建.161 三、 作物品种遗传特性参数数据库的组建.161 第四节 作物生长模型在黄土高原的应用研究.163 一、 黄土高原地区作物生产潜力模拟研究.163 二、 黄土高原地区主要作物栽培方案优化模拟研究.168 三、 黄土高原地区主要种植模式的模拟与优化选择研究.170 四、 黄土高原地区主要作物轮作方式的模拟与优化选择.174 第六章 农业专家系统.179 第一节 专家系统技术概述.179 一、 人工智能与专家系统.179 二、 专家系统基本原理.180
三、专家系统基本结构182四、知识表示技术-183五、推理策略·184六、知识获取·.185七、专家系统开发工具：187第二节农业专家系统概述·-188农业专家系统发展概况-188二、农业专家系统研究的必要性-189三、·190农业专家系统的特点·四、农业专家系统的类型·-191五、·192农业专家系统研究和应用中存在的问题第三节小麦综合管理专家系统·.-193工作基础：·193二、研究方法··193三、总体设计：.193四、小麦管理专家系统数据库、知识库、模型库的建立·194五、小麦管理专家系统的知识获取-198六、小麦管理专家系统的推理机制·199-七、小麦管理专家系统的功能和特点.200八、.-200系统推广应用的增产效果和经济效益第四节决策支持系统及其农业应用--201-201决策支持系统概述203二、智能决策支持系统IDSS·三、·204决策支持系统在农业中的应用实例·第七章精确农业技术…207第一节207精确农业技术概述精确农业的概念·207.-208二、精确农业技术思想的内涵及其技术体系·三、精确农业技术发展.211四、精确农业发展中的问题与对策..-214+第二节全球卫星定位系统GPS216216GPS系统组成..二、GPS系统定位原理··218三、差分GPS定位原理·-218第三节.-220智能化农业机械装备技术DGPS农机定位与导航要求与误差：-220I-220二、生成作物产量分布图的智能收获机·三、作物处方图的生成与智能变量控制农业机械·-222四、农机监控系统-225-228第八章农业信息网络5
5 三、 专家系统基本结构.182 四、 知识表示技术.183 五、 推理策略.184 六、 知识获取.185 七、 专家系统开发工具.187 第二节 农业专家系统概述.188 一、 农业专家系统发展概况.188 二、 农业专家系统研究的必要性.189 三、 农业专家系统的特点.190 四、 农业专家系统的类型.191 五、 农业专家系统研究和应用中存在的问题.192 第三节 小麦综合管理专家系统.193 一、 工作基础.193 二、 研究方法.193 三、 总体设计.193 四、 小麦管理专家系统数据库、知识库、模型库的建立.194 五、 小麦管理专家系统的知识获取.198 六、 小麦管理专家系统的推理机制.199 七、 小麦管理专家系统的功能和特点.200 八、 系统推广应用的增产效果和经济效益.200 第四节 决策支持系统及其农业应用.201 一、 决策支持系统概述.201 二、 智能决策支持系统 IDSS.203 三、 决策支持系统在农业中的应用实例.204 第七章 精确农业技术.207 第一节 精确农业技术概述.207 一、 精确农业的概念.207 二、 精确农业技术思想的内涵及其技术体系.208 三、 精确农业技术发展.211 四、 精确农业发展中的问题与对策.214 第二节 全球卫星定位系统 GPS.216 一、 GPS 系统组成.216 二、 GPS 系统定位原理.218 三、 差分 GPS 定位原理.218 第三节 智能化农业机械装备技术.220 一、 DGPS 农机定位与导航要求与误差.220 二、 生成作物产量分布图的智能收获机.220 三、 作物处方图的生成与智能变量控制农业机械.222 四、 农机监控系统.225 第八章 农业信息网络.228