现代农业信息技术

农业信息技术
1.什么是信息技术？信息技术包括哪四个部分？P1
信息技术是指获取、处理、传递、存储、使用信息的技术，是能够扩展人们的信息功能的技术。

信息技术包括信息采集技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。

2.什么是物联网？物联网包括几种技术？各自应用于什么领域？P7
物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络。

从物联网的层次划分，物联网的技术包括：
感知层：包括传感器技术、RFID、近距离通信技术、视频分析与识别、智能终端，等等；网络层：包括有线与无线通信技术、通信工程、计算机通信、TCP/IP等等；
应用层：主要是数据处理、各行各业的专属技术
3.什么是云计算？它的原理是什么？P8
云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。

原理：通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。

这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

4.什么是遥感技术？它有什么特点？P69
遥感技术是指从不同高度的平台上，使用不同的传感器，收集地球表层各类地物的电磁波谱信息，并对这些信息进行分析处理，提取各类地物的特征，探测和识别各类地物的综合技术。

特点：1、综合性
2、宏观性
3、时效性
4、经济性
5、客观性
6、局限性
5.农田生物信息采集的信号有什么类型？在系统中传输，这些信号要如何处理？P20
农田生物信息采集的信号的类型包括1、农作物生理功能信息
2、农作物结构信息
3、农作物病虫草害信息
处理方法：采集信息
A/D D/A
6.农田生物宏观形态结构信息包含哪几种信息？P25
包括1、几何形状结构信息
2、纹理特征信息
3、颜色特征信息
7.土壤水分测定传感器大致有几种？他们各自的特点和工作原理？P30
土壤水分测定传感器大致有6种。

●TDR土壤水分测定系统原理：通过测定电磁波沿插入土壤的探针传播时间来测定
土壤介电常数，进而计算整个探针长度土层土壤平均体积含水量。

特点：优点：直
接、快速、方便、可靠地同时独立监测土壤水盐状况，测定结果于土壤类型、密度、温度等因素无关，无需埋中子管。

缺点：仪器价格昂贵
●负压计土壤湿度监测系统原理：将陶瓷杯埋于所测的土壤中，负压计内部的水分
通过陶瓷杯上的微孔同土壤水分进行交换而使内外水势渐趋平衡，由于水分渗入和
渗出使负压计读数发生变化，仪器上所指示的负压值即代表土壤水势。

特点：优点：负压计结构简单、易于制造、价钱便宜、使用方便、可以连续多次观测。

缺点：负
压计安装前要注水除气、密封和标定，负压计不适合于干旱土地，易于受环境温度
的影响，仪器稳定性差。

●中子土壤湿度仪原理：利用中子热化原理，快中子源发出的中子在遇到氢原子后，
失去部分动能转化成慢中子，仪器根据测出的慢中子数量计算出土壤含水量。

特
点：优点：中子仪使用方法简单、能快速、周期性地反复测定深层土壤含水量而不
破坏土壤。

缺点：当土壤有机质含量高时测定精度差，设备成本高，有辐射危害。

●电阻/电容式土壤湿度监测系统原理：电阻式土壤湿度监测系统通过测量埋入土
壤中的感湿元件的电阻值得到感湿元件的湿度，从而间接求得土壤湿度。

电容式土
壤湿度监测系统根据土壤介电常数随土壤湿度变化的原理来测定土壤湿度。

特点：
电阻式土壤湿度监测系统的测量结果易受土壤盐分影响，有滞后性；电容式土壤湿
度监测系统受土壤盐分的影响较小；二者都适用于干燥土壤环境
●FDR土壤水分测定系统原理：利用电磁脉冲原理，根据电磁波在介质中传播频率
来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤容积含水量。

特点：简便安全、快速
准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定
土壤水分遥感监测原理利用卫星遥感监测土壤水分特点：宏观、高时效、经济、视野广、周期快和动态条件好
8.遥感平台的类型及其各自的特点？P79
A.地面平台地面平台是指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等，高度为
100m以下
B.航空平台航空平台主要是指高度在30km以内的遥感飞机
C.航天平台航天平台是指高度在150km以上的人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨
道站和航天飞机等
9.遥感技术的探测波段分为几种？各自的特点？P71
A.紫外遥感探测波段为0.01~0.4um
B.可见光遥感探测波段为0.4~0.7um
C.红外遥感探测波段为0.7um~1mm
D.微波遥感探测波段为0.001~1m
E.多波段遥感探测波段在可见光波段和红外线波段范围内
10.反射率与含水量以及植物叶绿素含量的关系如何？P94
植物叶片有三个水吸收带，在1.45μm、1.94μm和2.7μm处形成强吸收谷，在1.65μm和2.2μm处反射率达到峰值；有两个叶绿素吸收带，在0.45μm和0.66μm附近形成两个吸收谷，在0.55μm处形成一个一个反射峰，表现出“蓝边”、“绿峰”、“黄边”、“红谷”等独特光谱特征，同时，在0.7μm到0.78μm处形成“红边”，叶绿素含量增加时，吸收波段变宽，红边会向长波方向移动，即红移，而当遭受病虫害、污染和叶片衰老时，红边会向短波方向移动，即蓝移。

11.土壤的高光谱遥感反射曲线的主要特征是什么？P95
土壤光谱反射率曲线总体变化平缓，不同类型土壤光谱反射率曲线形态上很相似，在可见光波段反射率不高，在1400nm和1900nm附近有明显水分吸收谷，在2200nm和2300nm 附近有较弱水分吸收谷，。

12.什么是大气窗口？大气窗口各个波段各自适合于什么应用？P74
大气窗口是指电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段。

1)0.3~1.3um，即紫外、可见光、近红外波段，是摄影成像的最佳波段，也是许多卫
星传感器扫描成像的常用波段。

2) 1.5~1.8um和2.0~3.5um，即近红外、中红外波段，是白天日照条件好时扫描成像的
常用波段，用以探测植物含水量以及云、雪，或用于地址制图等
3) 3.5~5.5um，即中红外波段，除通过反射光外，也通过地面物体自身发射的热辐射
能量。

4)8~14um，即远红外波段，主要通过来自地物热辐射的能量，适于夜间成像。

5)0.8~2.5cm，即微波波段，穿云透雾能力强，可以全天候观测，而且是主动遥感方式。

13.GIS的空间数据结构包括哪两种类型？各有什么特点？P136
GIS的空间数据结构包括矢量数据结构和栅格数据结构。

矢量数据结构的优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；缺点为数据结构复制，多边形叠加分析比较困难。

栅格数据库结构的优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，显示性较强；缺点为数据量大，投影转换比较复制。

14.简述DBMS的主要功能和结构，常用的代表性数据库管理系统有哪些？P55
DBMS的主要功能是数据定义、数据存取、数据库运行管理、数据库建立和维护功能、数据库的传输等。

DBMS的层次结构由高级到低级依次为应用层、语言翻译处理层、数据存取层、数据存储层和操作系统。

常用的代表性数据库管理系统包括Oracle、Microsoft SQL Server、Microsoft Access
15.什么是数据库管理技术？农业数据库的类型有哪些？P55 P60
数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。

农业数据库包括1、农业资源数据库
2、农业技术数据库
3、农业统计数据库
4、农业生产数据库
5、农业政策法规数据库
6、农业科技文献数据库
16.什么是地理信息系统？它有何基本特征？P123
地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策提供服务的计算机技术系统。

①GIS是一个空间型的信息系统，具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息
的能力，具有空间性和动态性。

②以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析和动
态预测的能力。

③GIS的操作对象是地理数据，既有空间数据，又有属性数据，并通过数据库管理
系统将二者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了一种认识地理现象的新方法。

④在计算机系统支持下，利用空间分析模型，完成空间地理数据管理、地理分析、
地里决策。

现代地理系统是具有地形图形和空间定位的空间型数据管理系统。

⑤能够对空间信息数据进行图形化输出，表达形象直观，便于决策应用。

⑥GIS与地球科学、环境科学、管理科学、应用数学、遥感、GPS、空间数据库、图
形图像处理及各种应用技术有着不可分割的密切关系。

⑦一些GIS软件还提供了和其他系统软件的数据接口，实现和其他软件的数据共享，
还提供了二次开发工具，方便用户进行二次开发。

17.什么是3S技术？3S技术如何集成？各自有何特点？P147 P124
3S即RS（遥感）、GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）。

RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以及从RS和GPS提供的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。

特点：RS：综合性、宏观性、时效性、经济性、客观性、局限性。

GPS：全球覆盖、全天候、高精度、多功能、自动化、高效率、高效益。

GIS：见16题
18.请根据你对精确农业关键技术的了解，简述精确农业技术实施的流程。

P223
带定位系统和产量传感器的测产联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据→通过计算机处理，生成作物产量分布图→根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图→根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方，农业机械按小区实施目标投入和精确农作管理
19.什么是人工智能和专家系统？专家系统包括哪些类型？P188
人工智能是指研究人类智能活动的规律，利用计算机构造一个人工系统来模拟人类思考问题，使计算机具有人类智能行为，以实现人类脑力劳动自动化的技术。

专家系统就是一种在相关领域中具有与人类专家同等解决问题能力的只能程序系统，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来解决该领域的复杂问题。

专家系统包括1、诊断专家系统
2、预测专家系统
3、解释专家系统
4、设计专家系统
5、规划专家系统
6、监视专家系统
7、控制专家系统
8、咨询专家系统
9、教学专家系统
10、调试与修理专家系统
20.DGPS的工作原理？P240
DGPS（差分GPS）就是把一部地理位置已知的接收机作为作为基准站，由基准站确定所有视界以上卫星伪距的偏差值并发送改正值，由用户接收机接收并对其测量结果进行改正，以获取精确的定位结果。

21.结合3S技术，精确农业技术，物联网技术，谈谈你自己的看法以及对未来的展望？
3S技术：是指RS（遥感）、GIS（地理信息系统）与GPS（全球定位系统）技术。

精确农业技术：是基于“3S”技术、决策支持技术和智能装备技术对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统，是一种基于信息和知识的现代农业生产精确管理思想。

物联网技术：是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。