基于3S技术的农业信息服务系统建设

目录一、项目概况政策背景 (1)项目背景 (2)项目研究的主要内容、关键技术及项目要达到的目标 (3)项目技术难点 (4)二、拟解决的问题对本地区发展的影响、制约程度 (5)三、市场需求、应用前景分析 (6)四、经济、社会效益分析 (7)五、目前国际、国内的相关研究情况 (8)六、项目已有的研究基础与条件(与本项目有关的研究工作积累和已取得的阶段研究成果) (10)七、投资估算 (13)基于3S技术的太原市农业科技信息服务系统建设一、项目概况（一）政策背景十七大以来，同全国一样，太原市已经进入全面建设小康社会的新阶段，发展现代农业、走农村新型化道路、促进农村经济结构的战略性调整、统筹城乡经济社会协调发展、增加农民收入、转移农村富余劳动力已成为解决好“三农”问题和推进农村小康建设的必然要求。

十七届三中全会的召开，为太原市现代农业的发展提供了有利的契机，运用现代信息与通讯技术改造传统农业、传统的农业服务方式、传统的农产品交易方式等与“三农”有关的问题就是一条必选的道路。

2006年，太原市人民政府出台了《关于加强农村科技服务体系建设的意见》等一系列关于农业科技发展的指导性文件，并作为新时期农业科技工作的纲领方针，农业科技信息服务体系建设就此被提上议程。

农业科技信息服务体系建设可以促进农业现代化持续、稳定、协调发展，在提高农民素质、促进农民增收及推进社会主义新农村建设等方面意义重大。

但是，农业科技信息服务体系建设是一项长期的、涉及到多种因素的系统工程建设，需要长期的逐步推进，需要多个部门如通讯服务提供商、农业系统专家、科技信息服务部门等的通力合作。

目前太原市基本完成通讯网络基础设施建设，完成农业科技信息“村村通”网络工程，农民综合素质、农民信息意识、信息资源状况有了较大的提高，信息获取成本有了明显降低，但是全市农村信息服务水平相对来说仍然还很薄弱，服务方式、服务手段还较贫瘠。

本项目就是从信息化的角度提升农业现代化水平，提高服务农民的水平，提高农产品交易量，以此进一步建立并完善太原市农业科技信息服务体系，为全市“三农”服务。

（二）项目背景在全球信息化的大环境下，“数字农业”、“精准农业”受到越来越多的重视。

目前，以美国为代表的发达国家在数字农业领域已经取得了一定成就，其内容也从最初简单的农业科学计算发展到七、八十年代的农业决策支持与自动控制。

自九十年代进入网络化时代以来，以人工智能、3S 技术为依托的数字农业、虚拟农业、精准农业更是飞速发展。

数字化已经渗透到从单株植物生长到宏观农业经济分析的各个环节，为美国农业产值的增长做出了巨大贡献。

我国信息农业发展较晚，自80年代初期开始，农业信息技术的发展经历了起步、普及、发展和提高等阶段。

进入21世纪以来，国家对农业数字化投入逐年加大。

以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点，大力开展数字化农业基础研究并应用于实际。

基本路线图如下：我国农业信息化建设虽然具备了一定的发展基础，但与发达国家相比还落后很多，主要表现在：农业信息基础设施薄弱，信息化与网络化发展不均衡，城乡信息鸿沟加大；农业信息网络建设缺乏统一的协调和规划；农用软件研究与开发明显滞后；特别是已建设成的农业基础系统与实际应用的脱节较大，以至于已建成的许多系统都束之高阁。

目前，由于山西电信部门的大力推动，我省信息化基础通讯条件得到极大的改善和提高，为本项目实施奠定了坚实的基础。

太原作为山西省现代信息技术高速发展的中心，农业信息化、农业智能化建设也如火如荼地进行。

本项目应用当前先进的信息技术，包括“3S”技术、网络技术、仿真虚拟技术、GPRS技术等，来研究解决全市农业生产、农作物生长、农产品销售方面的问题，以真正实现农业“数字化”。

（三）项目研究的主要内容、关键技术及项目要达到的目标项目开发的具体内容主要包括基于GPS定位的“数字化土壤信息管理系统”、基于GPS和短信息技术的“测土配方智能施肥系统”、基于短信息及视频技术的“重大生物灾害数据库系统”、“智能专家系统”、“农村信息化培训系统”和基于CA及短信息的“农产品智能交易系统”。

项目要解决的关键技术有五个方面，一是基于GPS定位的智能土壤土质分析，二是基于短信息的智能数据回复，三是高质量智能指导施肥中的数据传输技术，四是基于视频技术的专家系统开发，五是农产品交易的CA 认证发布技术。

项目要达到方便实用、数字准确、信息即时，目标一是GPS定位后土壤元素的智能分析，二是智能指导施肥（系统自动分析得出），三是短信息智能回复（无需人工干预），四是病虫害远程诊断，五是农产品诚信交易；（四）项目技术难点主要有以下几点：1、基于GPS（全球定位系统）的土壤定位智能土质分析系统GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益定位的显著特点，它的应用给农业领域带来一场深刻的技术革命。

目前太原市基于GIS（地理信息系统）的土壤信息数据库已经建立，基于地理信息的土壤系统存在应用不方便的缺点，使用者想获得某点的土壤信息时需要进行多项工作，而信息提供方需要人为定位、分析、反馈。

GPS与GIS结合，并通过计算机软件直接完成土壤成份分析是本项目开发的一个难点。

2、手机短信息在农业应用方面的技术问题在国内手机的普及程度已达70%，特别是我市地理环境多山，农民对外的沟通联络主要靠手机，在这种状况下，手机已成为本项目一种关键的信息工具。

但如何与GPS、GIS结合应用，实现信息的智能回复，是技术开发中的一个空白，也是一个难点。

3、高质量智能指导施肥系统智能施肥是指得知土壤的成份后，能自动分析所缺失的养分量，并按不同的种植物给予指导施肥，把得出的结果通过短信息的方式发到获取者手中。

建设高质量的指导施肥智能系统，是本项目建设的关键，也是技术开发的难点。

4、基于视频的农业生产管理专家系统农业专家系统汇集农业领域知识、模型和专家经验等，采用合宜的知识表示技术和推理策略，运用多媒体技术以信息网络为载体，声、图、文、动画并茂，一问一答、生动形象地提供系统的农业专家知识，同时经过科学推理，智能化地帮助农民咨询决策，指导科学种田。

农业专家系统广泛应用于大田作物的科学施肥、品种选择、病虫害防治、科学灌溉等生产管理，畜禽饲养、水产养殖中的疾病防治、各阶段的饲料配臵管理，温室环境的管理控制，以及粮食的储存管理、农业生产的经济效益分析、农业机械的故障诊断与检修、农业生态环境监测控制等。

高压缩率的视频信号的传输是该系统的技术难点。

二、拟解决的问题对本地区发展的影响、制约程度尽管我国从80年代中期已开始实施农业信息化工程，如如“八五”期间实施的“863智能化农业信息技术应用示范工程”、“九五”期间实施的“国产化GIS（地球信息系统）应用示范工程”、“十五”期间实施的863计划“数字农业重大专项”等等，也开发出了一大批产品，申报了一系统专利，但只可以说完成了基础性的研究工作，实际应用程度不高。

比如在北京、上海、吉林、黑龙江、新疆等地已建立城郊型、设施农业型和大规模机械化生产型的数字农业应用技术体系，也推出了5个具有较高水平的农业专家系统开发平台；开发出“高产型”、“经济型”、“优质型”的实用农业专家系统200多个等等，但由于自然地理条件、基础设施、实施手段、价格费用等限制，无法大规模应用，当然也无法从根本上改变农业发展状况。

而目前信息技术的发展包括网络、GPS、GPRS、传感器、多媒体等技术的发展已大大提高了服务应用能力，通讯基础也极为改善，已具备实际应用的条件。

采用国际通用的技术实现太原市农业数字平台，在国内首次把多种信息技术集成创新地应用到农业领域，特别是项目解决的问题、方式，使用上的便捷，在全省乃至全国，部分应用在国际上也是先进的，对传统农业及提倡应用开发数字农业的我国来说影响重大，能极大地推进农业现代化、数字化的实际应用，并能整合部分已建设的基础数据平台，为太原市农业生产提供技术支撑，为农民增收和政府决策提供技术服务，促进全市农业可持续发展。

本项目的实施必将极大推动太原市农业信息化、数字化的发展，对全省农业生产也将产生质的飞跃，为我市乃至全省全国农业发展走出一条新路，也为本地区的发展找到新的经济增长点。

三、市场需求、应用前景分析山西省农业人口占全省人口的三分之二左右，在党的十七大报告中明确提出要提高务农人口的收入水平。

解决太原市务农人口收入的首要，就是要给农民提供致富的手段和便利条件。

太原农业数字服务平台是GIS、GPRS、GPS、INTERNET、多媒体、网络技术和农业指导信息结合应用的一种创新。

平台建成后可为务农者提供及时有效的农业生产、农作物生长、农产品销售的服务，可为农民务农提供技术性指导，为农民增收提供强有力保障。

太原农业数字服务平台是附载在GIS、GPRS、GPS、INTERNET网络中的，信息传输快捷方便，农民在本地就可以了解土壤、指导施肥、发布查看农产品商情、进行农产品交易等。

太原农业数字服务平台可对不同地区土壤、种植、施肥等作出建议。

太原农业数字服务平台建成后可以缓解太原地区农业技术人员不足问题。

四、经济、社会效益分析本项目的实施使人们对信息技术的使用、对科学利用农业资源和作物生产管理观念产生深刻的变革，促进农业科技界突破传统的以单学科研究为主的工作方式，运用多种信息技术通过多学科的融合和协调，将多种科技成果组装集成，直接为农业生产的持续发展服务。

分析土壤成份，提高肥料使用效率，提高产品质量；提升农业重大病虫草鼠害的预防科技水平；促进诚信电子交易，将农业实用技术信息通过多种途径及时下达相关部门和人员，真正解决信息技术与农业专业知识结合落后的难题，对提升太原农业整体的科技水平、数字化水平将起到积极的推动作用，加速太原农业信息化的进程。

预计在项目完成后，通过互联网、手机短信息等多终端全方位多层次地为太原地区提供农业信息资源服务，受益人口覆盖了太原地区的农业生产户、农业龙头企业以及农业科技应用、研究的科研、政府部门。

针对太原地区在土壤成份分析、系统施肥、市场信息、实用技术信息的实际需求，信息服务累计将可增加6200万元/ 年的经济效益，如果辅助以其他途径，经济效益将更加可观。

五、目前国际、国内的相关研究情况随着信息时代的来临，信息技术的飞速发展改变了人类的生活，这一技术在农业上的应用改变了几千年来传统农业的生产方式，翻开了农业发展的崭新一页。

基于“3S”技术即遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和信息网络技术在农业中的应用，20世纪90年代中期以来，精准农业在美国、日本等发达国家中的实验研究与实践有了快速的发展，被誉为“信息时代作物生产管理技术思想的革命”。

目前代表数字农业技术最高成就的美国，美国AGNET建立于1975年，是世界上最大的农业信息网络，可提供200多个不同用途的农业软件，投资效益比达1： 250；已实现如下农业应用：英国的AGRINET可提供天气与市场信息；美国的Agcomputing Inforlinc、AGRI–STAR、GRIN，日本的CAPTAIN，澳大利亚的CISC，荷兰的EPIPRE，加拿大的Giass Rots Informart等等都是较有名的农业信息网络。