國內外農業信息化現狀分析

浙江廣播電視大學高級工程師 吳吉義

    在實現農業現代化以後，進入農業信息化建設，這是歷史的長期發展過程。與農業現代化類似，世界各國進入農業信息化建設的時期、方式、速度和類型也是各不相同的，各國對於農業信息化水平的判斷指標也各具特色。我們必須加快研究農業信息化的發展規律，掌握農業信息化建設的主動權。

    一、世界各國農業信息化現況
    世界農業信息技術的發展大致經過三個階段：第一個階段是20世紀50-60年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段；第二個階段是20世紀70-80年代的計算機數據處理和知識處理階段；第三個階段是20世紀90年代以來農業數據庫開發、網絡和多媒體技術應用和農業生産自動化控制等的新發展階段。目前，農業信息技術研究主要集中在以下各方面：農業信息網絡技術、農業數據庫系統、農業管理系統、農業專家系統、3S（遙感技術、地理信息系統和全球定位系統，編者注）系統、農業自動化控制技術、多媒體技術、精準農業技術、生物信息技術和數字化圖書館技術。在農業信息技術方面處於世界領先地位的國家有美國、德國、日本等。美國是農業信息技術的領頭羊，日本、德國、法國等發達國家緊隨其後；印度、韓國等發展中國家雖然起步較晚，但發展較快；越南也認識到農業信息化的重要性，正在加緊追趕。
    1．美國
    美國的農業信息化是從20世紀60年代開始，大致可以分為三個階段，即20世紀50-60年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段；20世紀70-80年代的計算機數據處理和知識處理信息化階段；20世紀90年代至今的知識的處理、自動控制技術的開發以及網絡技術的應用。
    （1）20世紀50-60年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段
    從20世紀50年代開始，美國的農業信息化進入廣播、電話階段。據美國農業部統計數字顯示，20世紀50年代，電視已基本在美國農村地區普及。1954年美國農村居民的電話普及率為49%，到1968年這個數字已經達到83%。從1962年開始，美國開始資助在農村建立教育電視臺。電話和聲像廣播在農村的普及，可以把大量的農産品市場信息和科技信息傳遞給農業生産者，起到促進農業科技進步和穩定農産品市場行情的作用。
    （2）20世紀70-80年代的計算機農業數據處理和農業數據庫開發階段
    電子計算機的商業化經營和實用化推廣，帶動了美國農業數據庫建設、計算機網絡等方面的建設。1985年，美國對世界上已發表的428個計算機化的農業數據庫進行了編目。這些數據庫是當代最重要的農業信息資源。其中最著名、應用最廣的是：美國國家農業圖書館和美國農業部共同開發的AGRI-COLA，它存有雜誌論文、政府出版物、技術報告等；由聯合國糧農組織生産的AGRIS，存有10萬份以上的農業科技參考資料；還有“當前信息研究系統”（CRIS），該庫可提供美國農業部所屬各研究所、試驗站、學府的研究摘要。數據庫應用系統則有不同的目標，它們分別服務於農業生産、管和科研。如美國還建有全國作物品種資源信息管理系統，可在全國範圍內向育种家提供服務。現有60萬植物資源樣品信息被計算機化，可用計算機和電話索取。
    （3）20世紀90年代至今的自動控制技術的開發及網絡技術應用階段
    20世紀70年代以來，美國的計算機應用逐步推到農場範圍；到1985年，美國已有8%的農場主使用計算機處理農業生産，其中一些大農場則已計算機化。如今，計算機的應用給美國的農場管理與生産控制、研究和生産帶來了高質量、高效率和高效益。
    2．德國
    20世紀50年代中期至70年代，德國農業廣播、電話、電視等通信技術快速發展，並在農村地區普及，是德國農業信息傳播的初級階段。
    20世紀70年代中期至80年代中期，是德國計算機數據處理、建立數據存儲等農業信息化技術從初級階段走向成熟的階段，如早在1976年就使用計算機計算每塊地的面積、登記每塊地的類型及價值，並在此基礎上建立了各地區、村莊、道路的信息系統。80年代中期，德國政府委託有關研究部門建立了全德國的地區農業經濟模型，後來經過不斷地補充和修正，成為很成熟的農業信息處理系統，為有關決策提供服務。
    20世紀80年代中期至90年代初，是德國計算機數據處理、數據模擬模型技術開發走向應用的階段。在此時期，德國在農業數據庫的技術研究開發與建設方面做了很多工作。如B.Hau（1985）設計了害蟲管理數據庫系統，用於作物害蟲信息的採集、存儲、查詢和應用。J.Lipinski（1988）設計了農藥殘留數據庫INTERPRET，科學地管理農藥殘留數據。G.Teubner（1989）設計了植物保護劑數據庫，用於植物保護劑的數據管理和開發利用。E.moll（1990）建立了蘋果害蟲管理數據庫，將蘋果害蟲的生物學特徵、發生與危害、防治方法等信息科學有序地管理起來，方便查詢與開發利用。D.Blumenbach（1986）研究建設植物保護文獻數據庫PHYTOMED，用於德文和英文文獻的管理。
    進入20世紀90年代，信息技術在德國得到進一步的發展，電腦廣為普及。通過Internet聯網，德國已擁有了發達的通訊網絡。90年代中期以來，國際互聯網絡的出現，使農業信息的傳播發生了根本性的變化，以前大型而低效的數據存儲設施被高效的計算機系統所取代。目前，德國通過各種網絡的連接，可查找到各種專業研究信息、科技管理信息和經濟等方面的信息。
    3．日本
    日本農林水産省對農村地區的信息化建設從上個世紀50年代中期的農事廣播（有線放送）的基礎設建設開始，隨著信息通訊技術的發展，開始逐步建立完善農業管理（計算機）中心、以及農村有線電視（CATV）等基礎設施的建設。到了20世紀60年代期，日本提出“綠色烏托邦（Green Utopia）構想”，順應了當時新聞傳媒的潮流，對農村信息化的發展起到了巨大的推動作用。到了80年代末，由於各種信息機械的迅速普及和網絡化的發展，農村信息化政策不斷得到擴充，農村地區的信息化程度也進入快速發展階段。
    到1998年底，在日本各都道府縣建立的與農業信息化相關的網絡中心等機構有67個，平均每個縣有1.5個農業信息中心。另外，在全國各地有38個研究機構在開展信息化軟體開發以及信息化應用研究等課題。
    日本20世紀90年代初建立了農業技術信息服務全國聯機網絡，即電信電話公司的實時管理系統（DRESS），其大型電子計算機可收集、處理、儲存和傳遞來自全國各地的農業技術信息。每個縣都設DRESS分中心，可迅速得到有關信息，並隨時交換信息。

    二、我國農業信息化的發展
    從上世紀80年代以來，我國開展了系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統、地理信息系統等技術應用於農業、資源、環境和災害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“國家經濟信息化聯席會議”第三次會議上提出了建設金農工程，目的是加速和推進農業和農村信息化，建立“農業綜合管理和服務信息系統”。金農工程系統結構的基礎是國家重點農業縣、大中型農産品市場、主要的農業科研教育單位和各農業專業學會、協會。目前，我國的農業信息化建設在數據庫、信息網絡、精細農業以及農業多媒體技術等領域都取得了一定成效。
    1．現代信息網絡建設
    現代信息網絡建設是提高農業綜合生産能力的一項重要基礎工程。1993年以來，農業部信息中心逐步增加農業經濟信息網絡建設的投入，通過電話網與各省農業廳局進行了計算機聯網，促進了全國農業經濟信息的交流。1997年10月，中國農業科技信息網絡中心建成，這是“金農工程”的骨幹工程，現在已經能夠與全球的農業科技信息網聯網，而且也實現了與國內各農業網絡的聯網。與此同時，一部分省、區、市的信息網絡建設也進入了起步階段。各省（區、市）在加強本級信息網絡建設的同時，加快了向基層延伸的步伐。據問卷調查，2001年，全國地（市）級農業部門中有105個建立了局域網，134個建立了互聯網站，分別佔地（市）總數的32％和40％；全國縣級農業部門中有315個建立了局域網，460個建立了互聯網站，分別佔總數的11％和16％。在信息網絡向基層延伸方面，安徽、黑龍江、江蘇、浙江、北京、天津、上海等地工作進展較快。
    2．農業數據庫
    目前，農業系統開發應用的有代表性的數據庫有：中國農林文獻數據庫，中國農業文摘數據庫，農副産品深加工題錄數據庫，植物檢疫病蟲草害名錄數據庫，農牧漁業科技成果數據庫，中國畜牧業綜合數據庫，全國農業經濟統計資料數據庫，農産品集市貿易價格行情數據庫，農業合作經濟數據庫等。我國還引進了世界4個大型數據庫，即聯合國糧農組織的農業系統數據庫（AGRIS），國際食物信息數據庫（IFIS），美國農業部農業聯機存取數據庫（AGRI－COLA），國際農業生物中心數據庫（CAB1）。這4種大型農業數據庫的引進，為我國廣大農業工作者及時了解世界農業科學技術和生産動態，提供了大量的國際農業信息資源，也推動了我國數據庫技術的進步。
    3．農業管理信息系統
    農業管理信息系統（Management Information System-MIS）是收集和加工管理過程中有關信息、為決策提供幫助的一類信息處理系統。管理信息系統給農業管理帶來了高效率、高質量和高效益。用計算機輔助農業計劃管理可以增加産值，縮減管理費用，減少消耗和廢品率。農業管理信息系統將在5個領域發揮作用：會計和財務管理，家禽養殖管理，作物生産管理，灌溉管理，農業環境監測。我國已開發的系統有：農業經營管理信息系統，鄉鎮企業管理信息系統，農村能源及環境監測管理信息系統，水稻栽培計算機模擬系統，小麥生産管理計算機輔助系統，玉米生産計算機諮詢系統，棉花生産管理模擬系統等。
    4．農業決策支持系統和專家系統
    農業決策支持系統（Decision Supporting System-DSS）和專家系統（Expert System-ES），是利用知識和數學模型，通過計算機分析或模擬、人機對話，解決複雜現實問題的計算機系統。我國已開發的農業決策支持系統和專家系統有：中國農電管理決策支持系統，縣（市）農業規劃預測系統，小麥玉米品種選育專家系統，小麥計算機專家管理系統，水稻主要病蟲害診治專家系統，柑園專家系統等，不少己達到國際先進水平和國內領先水平。
    5．精細農業
    所謂“精細農業”，就是將現代化信息高新技術與作物栽培管理輔助決策支持技術、農學、農業工程裝備技術集成應用於農業，獲取農田高産、優質、高效的現代化農業精耕細作技術。“精細農業”利用遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）等現代化信息技術手段，定量獲取田區內影響作物生長因素及最終生成的空間差異性信息，運用科技手段調控，最終達到對田區資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的産量的目的，所以該技術又稱3S技術。我國已經在這方面開始了研究，並取得了初步進展。
    6．農業信息隊伍建設及資金投入
    調查顯示，全國333個地（市）中有260個設立了農業信息服務機構，佔地（市）總數的78％；全國2800個縣（市、區）中有1210個設立了農業信息服務機構，佔總數的43％；全國43000多個鄉鎮中，有7000多個建立了信息服務機構，佔鄉鎮總數的18％。近幾年來，各級農業部門對信息體系建設的投資不斷增加。目前，全國省、地、縣三級農業部門在信息網絡建設方面的投資已達4.12億元，其中省級1.18億元、地（市）級1.22億元、縣（區）級1.72億元。黑龍江、廣東、浙江和江蘇等省的投資額較大，分別為6800萬元、5500萬元、4900萬元和4100萬元。

    三、我國農業信息化的戰略選擇
    我國要想使農業效率躍居世界先進水平，就應當形成一個長遠科技戰略的共識。從現在起，就要為本世紀前半葉的農業信息化建設做好基礎工作和戰略安排:
    一是制訂中國農業信息化戰略，提出建設中國信息農業的長遠規劃，把農業重大信息技術列入“十一五”、“十二五”等系列發展規劃；可行性強的項目，就要及早立項。
    二是重點加強中國農業科技、教育和經濟信息網絡中心的建設，並逐步推進和支持省、地、縣、鄉信息網絡的建設。
    三是選建農業信息化和信息農業的實驗基地，充分利用先進技術和自動控制技術，組織多學科力量，進行系統組裝實驗，逐步提高系統運行水平。
    四是加強國家農業信息科學和技術的合作和交流，充分吸收發達國家的先進信息技術成果，加快中國農業信息化進程。
    五是加快培養農業信息化科技人才，在大專院校設置農業信息化專業，選擇重點單位設置碩士、博士學位點，同時要吸引國外信息科技人才回國工作。
    從農業現代化走向農業信息化，是農業發展的必然規律。在努力加快農業現代化建設的過程中，必須加快農業信息化的進程，把握住這一難得的歷史機遇，主動地迎接正在興起的一場新的技術革命和知識創新的挑戰。