国内外农业信息化现状分析

浙江广播电视大学高级工程师 吴吉义

    在实现农业现代化以后，进入农业信息化建设，这是历史的长期发展过程。与农业现代化类似，世界各国进入农业信息化建设的时期、方式、速度和类型也是各不相同的，各国对于农业信息化水平的判断指标也各具特色。我们必须加快研究农业信息化的发展规律，掌握农业信息化建设的主动权。

    一、世界各国农业信息化现况
    世界农业信息技术的发展大致经过三个阶段：第一个阶段是20世纪50-60年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段；第二个阶段是20世纪70-80年代的计算机数据处理和知识处理阶段；第三个阶段是20世纪90年代以来农业数据库开发、网络和多媒体技术应用和农业生产自动化控制等的新发展阶段。目前，农业信息技术研究主要集中在以下各方面：农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、农业专家系统、3S（遥感技术、地理信息系统和全球定位系统，编者注）系统、农业自动化控制技术、多媒体技术、精准农业技术、生物信息技术和数字化图书馆技术。在农业信息技术方面处于世界领先地位的国家有美国、德国、日本等。美国是农业信息技术的领头羊，日本、德国、法国等发达国家紧随其后；印度、韩国等发展中国家虽然起步较晚，但发展较快；越南也认识到农业信息化的重要性，正在加紧追赶。
    1．美国
    美国的农业信息化是从20世纪60年代开始，大致可以分为三个阶段，即20世纪50-60年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段；20世纪70-80年代的计算机数据处理和知识处理信息化阶段；20世纪90年代至今的知识的处理、自动控制技术的开发以及网络技术的应用。
    （1）20世纪50-60年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段
    从20世纪50年代开始，美国的农业信息化进入广播、电话阶段。据美国农业部统计数字显示，20世纪50年代，电视已基本在美国农村地区普及。1954年美国农村居民的电话普及率为49%，到1968年这个数字已经达到83%。从1962年开始，美国开始资助在农村建立教育电视台。电话和声像广播在农村的普及，可以把大量的农产品市场信息和科技信息传递给农业生产者，起到促进农业科技进步和稳定农产品市场行情的作用。
    （2）20世纪70-80年代的计算机农业数据处理和农业数据库开发阶段
    电子计算机的商业化经营和实用化推广，带动了美国农业数据库建设、计算机网络等方面的建设。1985年，美国对世界上已发表的428个计算机化的农业数据库进行了编目。这些数据库是当代最重要的农业信息资源。其中最著名、应用最广的是：美国国家农业图书馆和美国农业部共同开发的AGRI-COLA，它存有杂志论文、政府出版物、技术报告等；由联合国粮农组织生产的AGRIS，存有10万份以上的农业科技参考资料；还有“当前信息研究系统”（CRIS），该库可提供美国农业部所属各研究所、试验站、学府的研究摘要。数据库应用系统则有不同的目标，它们分别服务于农业生产、管和科研。如美国还建有全国作物品种资源信息管理系统，可在全国范围内向育种家提供服务。现有60万植物资源样品信息被计算机化，可用计算机和电话索取。
    （3）20世纪90年代至今的自动控制技术的开发及网络技术应用阶段
    20世纪70年代以来，美国的计算机应用逐步推到农场范围；到1985年，美国已有8%的农场主使用计算机处理农业生产，其中一些大农场则已计算机化。如今，计算机的应用给美国的农场管理与生产控制、研究和生产带来了高质量、高效率和高效益。
    2．德国
    20世纪50年代中期至70年代，德国农业广播、电话、电视等通信技术快速发展，并在农村地区普及，是德国农业信息传播的初级阶段。
    20世纪70年代中期至80年代中期，是德国计算机数据处理、建立数据存储等农业信息化技术从初级阶段走向成熟的阶段，如早在1976年就使用计算机计算每块地的面积、登记每块地的类型及价值，并在此基础上建立了各地区、村庄、道路的信息系统。80年代中期，德国政府委托有关研究部门建立了全德国的地区农业经济模型，后来经过不断地补充和修正，成为很成熟的农业信息处理系统，为有关决策提供服务。
    20世纪80年代中期至90年代初，是德国计算机数据处理、数据模拟模型技术开发走向应用的阶段。在此时期，德国在农业数据库的技术研究开发与建设方面做了很多工作。如B.Hau（1985）设计了害虫管理数据库系统，用于作物害虫信息的采集、存储、查询和应用。J.Lipinski（1988）设计了农药残留数据库INTERPRET，科学地管理农药残留数据。G.Teubner（1989）设计了植物保护剂数据库，用于植物保护剂的数据管理和开发利用。E.moll（1990）建立了苹果害虫管理数据库，将苹果害虫的生物学特征、发生与危害、防治方法等信息科学有序地管理起来，方便查询与开发利用。D.Blumenbach（1986）研究建设植物保护文献数据库PHYTOMED，用于德文和英文文献的管理。
    进入20世纪90年代，信息技术在德国得到进一步的发展，电脑广为普及。通过Internet联网，德国已拥有了发达的通讯网络。90年代中期以来，国际互联网络的出现，使农业信息的传播发生了根本性的变化，以前大型而低效的数据存储设施被高效的计算机系统所取代。目前，德国通过各种网络的连接，可查找到各种专业研究信息、科技管理信息和经济等方面的信息。
    3．日本
    日本农林水产省对农村地区的信息化建设从上个世纪50年代中期的农事广播（有线放送）的基础设建设开始，随着信息通讯技术的发展，开始逐步建立完善农业管理（计算机）中心、以及农村有线电视（CATV）等基础设施的建设。到了20世纪60年代期，日本提出“绿色乌托邦（Green Utopia）构想”，顺应了当时新闻传媒的潮流，对农村信息化的发展起到了巨大的推动作用。到了80年代末，由于各种信息机械的迅速普及和网络化的发展，农村信息化政策不断得到扩充，农村地区的信息化程度也进入快速发展阶段。
    到1998年底，在日本各都道府县建立的与农业信息化相关的网络中心等机构有67个，平均每个县有1.5个农业信息中心。另外，在全国各地有38个研究机构在开展信息化软件开发以及信息化应用研究等课题。
    日本20世纪90年代初建立了农业技术信息服务全国联机网络，即电信电话公司的实时管理系统（DRESS），其大型电子计算机可收集、处理、储存和传递来自全国各地的农业技术信息。每个县都设DRESS分中心，可迅速得到有关信息，并随时交换信息。

    二、我国农业信息化的发展
    从上世纪80年代以来，我国开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出了建设金农工程，目的是加速和推进农业和农村信息化，建立“农业综合管理和服务信息系统”。金农工程系统结构的基础是国家重点农业县、大中型农产品市场、主要的农业科研教育单位和各农业专业学会、协会。目前，我国的农业信息化建设在数据库、信息网络、精细农业以及农业多媒体技术等领域都取得了一定成效。
    1．现代信息网络建设
    现代信息网络建设是提高农业综合生产能力的一项重要基础工程。1993年以来，农业部信息中心逐步增加农业经济信息网络建设的投入，通过电话网与各省农业厅局进行了计算机联网，促进了全国农业经济信息的交流。1997年10月，中国农业科技信息网络中心建成，这是“金农工程”的骨干工程，现在已经能够与全球的农业科技信息网联网，而且也实现了与国内各农业网络的联网。与此同时，一部分省、区、市的信息网络建设也进入了起步阶段。各省（区、市）在加强本级信息网络建设的同时，加快了向基层延伸的步伐。据问卷调查，2001年，全国地（市）级农业部门中有105个建立了局域网，134个建立了互联网站，分别占地（市）总数的32％和40％；全国县级农业部门中有315个建立了局域网，460个建立了互联网站，分别占总数的11％和16％。在信息网络向基层延伸方面，安徽、黑龙江、江苏、浙江、北京、天津、上海等地工作进展较快。
    2．农业数据库
    目前，农业系统开发应用的有代表性的数据库有：中国农林文献数据库，中国农业文摘数据库，农副产品深加工题录数据库，植物检疫病虫草害名录数据库，农牧渔业科技成果数据库，中国畜牧业综合数据库，全国农业经济统计资料数据库，农产品集市贸易价格行情数据库，农业合作经济数据库等。我国还引进了世界4个大型数据库，即联合国粮农组织的农业系统数据库（AGRIS），国际食物信息数据库（IFIS），美国农业部农业联机存取数据库（AGRI－COLA），国际农业生物中心数据库（CAB1）。这4种大型农业数据库的引进，为我国广大农业工作者及时了解世界农业科学技术和生产动态，提供了大量的国际农业信息资源，也推动了我国数据库技术的进步。
    3．农业管理信息系统
    农业管理信息系统（Management Information System-MIS）是收集和加工管理过程中有关信息、为决策提供帮助的一类信息处理系统。管理信息系统给农业管理带来了高效率、高质量和高效益。用计算机辅助农业计划管理可以增加产值，缩减管理费用，减少消耗和废品率。农业管理信息系统将在5个领域发挥作用：会计和财务管理，家禽养殖管理，作物生产管理，灌溉管理，农业环境监测。我国已开发的系统有：农业经营管理信息系统，乡镇企业管理信息系统，农村能源及环境监测管理信息系统，水稻栽培计算机模拟系统，小麦生产管理计算机辅助系统，玉米生产计算机咨询系统，棉花生产管理模拟系统等。
    4．农业决策支持系统和专家系统
    农业决策支持系统（Decision Supporting System-DSS）和专家系统（Expert System-ES），是利用知识和数学模型，通过计算机分析或模拟、人机对话，解决复杂现实问题的计算机系统。我国已开发的农业决策支持系统和专家系统有：中国农电管理决策支持系统，县（市）农业规划预测系统，小麦玉米品种选育专家系统，小麦计算机专家管理系统，水稻主要病虫害诊治专家系统，柑园专家系统等，不少己达到国际先进水平和国内领先水平。
    5．精细农业
    所谓“精细农业”，就是将现代化信息高新技术与作物栽培管理辅助决策支持技术、农学、农业工程装备技术集成应用于农业，获取农田高产、优质、高效的现代化农业精耕细作技术。“精细农业”利用遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等现代化信息技术手段，定量获取田区内影响作物生长因素及最终生成的空间差异性信息，运用科技手段调控，最终达到对田区资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量的目的，所以该技术又称3S技术。我国已经在这方面开始了研究，并取得了初步进展。
    6．农业信息队伍建设及资金投入
    调查显示，全国333个地（市）中有260个设立了农业信息服务机构，占地（市）总数的78％；全国2800个县（市、区）中有1210个设立了农业信息服务机构，占总数的43％；全国43000多个乡镇中，有7000多个建立了信息服务机构，占乡镇总数的18％。近几年来，各级农业部门对信息体系建设的投资不断增加。目前，全国省、地、县三级农业部门在信息网络建设方面的投资已达4.12亿元，其中省级1.18亿元、地（市）级1.22亿元、县（区）级1.72亿元。黑龙江、广东、浙江和江苏等省的投资额较大，分别为6800万元、5500万元、4900万元和4100万元。

    三、我国农业信息化的战略选择
    我国要想使农业效率跃居世界先进水平，就应当形成一个长远科技战略的共识。从现在起，就要为本世纪前半叶的农业信息化建设做好基础工作和战略安排:
    一是制订中国农业信息化战略，提出建设中国信息农业的长远规划，把农业重大信息技术列入“十一五”、“十二五”等系列发展规划；可行性强的项目，就要及早立项。
    二是重点加强中国农业科技、教育和经济信息网络中心的建设，并逐步推进和支持省、地、县、乡信息网络的建设。
    三是选建农业信息化和信息农业的实验基地，充分利用先进技术和自动控制技术，组织多学科力量，进行系统组装实验，逐步提高系统运行水平。
    四是加强国家农业信息科学和技术的合作和交流，充分吸收发达国家的先进信息技术成果，加快中国农业信息化进程。
    五是加快培养农业信息化科技人才，在大专院校设置农业信息化专业，选择重点单位设置硕士、博士学位点，同时要吸引国外信息科技人才回国工作。
    从农业现代化走向农业信息化，是农业发展的必然规律。在努力加快农业现代化建设的过程中，必须加快农业信息化的进程，把握住这一难得的历史机遇，主动地迎接正在兴起的一场新的技术革命和知识创新的挑战。