时间：2023-12-29 14:33:51
英文名称：Agricultural Engineering Technology(Agricultural Product Processing)
主管单位：中华人民共和国农业部
主办单位：农业部规划设计研究院
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：16开
国际刊号：1673-5404
国内刊号：11-5436/S
邮发代号：80-148
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：2006
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关键词：农业工程；设施农业；分类方法
促进我国农业现代化发展一直是我国发展社会经济的长期战略任务，其主要的工作内容是发展设施农业。数十年来，我国一直致力于研究设施农业工程技术，从简单的工程技术，一直发展到如今的系统性强、科学、合理的综合体系，并在其中融合了多学科、多门类科学知识，作为我国设施农业技术发展的战略指导。尽管我国大部分学者归纳和综合研究设施农业技术，但是对于其充分把握的程度还是比较低，无法更加完整和深入地研究整个设施农业工程技术体系。对设施农业工程技术进行分类，能够充分掌握其中存在的规律，为建立完善的设施农业工程技术学科体系打好基础。
1设施农业工程技术的含义
所谓设施农业工程是指综合工程手段和某种保护设施，合理控制和调节农业环境因素，为农作物改善和创造合适的生长环境条件，提高农业生产的质量、效率和产量。设施农业工程技术选用的都是先进的农业技术、新型的生产材料，以及优良的工程技术措施，充分利用光热资源作为主要生产能源，调节和控制农作物的生长环境，如光照时间、环境温度、湿度、营养等各种条件，实现设施农业的优质高产高效生产。
2设施农业工程技术分类的概念
设施农业工程技术可分为生物技术、环境技术和工程技术，但这一分类方法是根据技术的类型进行划分，只能体现出宏观层面的特征，不能够充分体现设施农业技术中更深、更细的层次结构、时代特点等各方面的特征。所以需要在设施农业工程技术广义概念基础上对其进行科学的分类。设施农业工程一直是我国农业发展先进生产力的代表，所以其包含的要素也具有一定的广义性，不仅需要根据农业工程的生产工具进行分析，同时还需要根据生产者、生产对象以及生产环境进行分析。研究和分析设施农业工程技术的广义要素，有利于构建一个联系性强、相互作用的以设施农业工程技术作为主体的有机整体，其主要内容涉及到自然技术、社会技术和人文技术等多种社会学科内容，形成合力的技术系统，并有效体现系统的人文科技精神。所以总的来说，要充分发挥设施农业工程技术的重要作用，首先要提高农业组织的管理水平和效率，增强生产者的综合素质，才能有效促进设施农业工程技术发展方式的转变，并随之解决转变过程中存在的矛盾和问题。
3设施农业工程技术分类的主要特征
设施农业工程技术实际上是一个繁杂的技术系统，系统内部的各项技术相互之间都有一定的联系性，既能够相互作用，也能够相互影响，设施农业工程技术的特定功能就体现在这些技术相互作用下，所以对设施农业工程技术系统进行合理的组织结构，能够有效放大各项技术的功能，所以在对设施农业工程技术进行分类时，应注意设施农业工程技术的主要特征：3.1层次性复杂的设施农业工程技术系统由多个小系统组合而成，所以在进行分类时，需要通过解释不同层次设施农业工程技术之间不同的结构和功能，从而完善研究内容，同时提高设施农业工程技术系统结构的稳定性，层层递进，从低到高逐渐增加分类的层次。3.2稳定性分类时，全面根据设施农业产业的发展情况、技术创新的过程以及未来的发展趋势进行分析和研究，增强系统结构的独立性、长期性和基础性，放大细分技术的功能，提高系统的功能水平，充分发挥设施农业工程技术。3.3开放性开放性是推动设施农业工程技术发展和创新的基本特征，同时也是分类工作的本质要求，能够有效长期保持技术系统的动态性和成长性。设施农业工程技术体系，是一个融合了多领域科学知识的应用型交叉社会学科，确保技术系统具有一定的开放性，能够有效保持设施农业工程技术知识的积累和实践运用的动态平衡。其次，还可以帮助技术系统不断吸收新的技术环境积极因素，提高系统自身的组织水平，增强设施农业工程技术进步的效率，但要注意的是，在吸收新型设施农业工程技术时，不宜分层太多，要注意为每一层次预留更多的延伸空间，避免降低技术系统的稳定性。
4设施农业工程技术分类方法
设施农业工程是一门典型的交叉社会学科，所以其技术系统具有一定的复杂性。为了帮助我国的设施农业工程技术系统适应技术环境的多变，尤其是合理的分析和总结某些高新农业技术、产业共性技术等新兴技术，然后根据结果进行分类。4.1横向分类设施农业工程技术的功能运行，主要是在农业产业链有效运转的基础上，同时也是我国设施农产品使用价值的重要体现，所以实现我国设施农业工程技术目标，实现和发挥农业工程技术功能作用的主要途径是实现设施农产品商业化，把设施农业工程技术内容覆盖设施农业产业链的全过程，并根据这一特征在不同层次上进行横向延伸，丰富设施农业工程技术系统的层次内容。4.2纵向分类进行纵向分类层次，能清晰、简介地解释设施农业工程技术系统的结构和功能。我国设施农业工程技术常用的纵向层次划分方式是线分类法，根据所选定的属性或者特征分次把设施农业工程技术分成相对应的类目，然后排成层次性强、逐渐开展的分类体系。一般可以分成4层，分别是大类、中类、小类以及子类，能够有效反映设施农业工程技术的链条、技术环节、技术功能以及具体技术和措施等属性。4.3设施农业工程技术分类定位方法采取这一分类方法，需要根据分类工作的稳定性特征和原则，鲜明地体现不同层次上的技术内容的特点和功能，在横向发展的同时形成并列关系，所以这种分类方法的依据是农业工程技术的主要属性和功能作用，便于在实际的应用过程中能够更好地根据实际情况选择合适的设施农业工程技术，为农作物改善甚至创造更好的生长环境。
5结语
设施农业工程技术系统是一个复杂的技术系统，所以随着社会的不断发展和变更，设施农业工程技术的动态性、成长性以及开放性必定会越来越鲜明，同时作为农业学科研究和建立完善学科体系前提，技术分类方法会随着社会农业工程技术知识和实践经验的累积不断提高，逐渐体现出设施农业工程技术集成化、手段人文化等多种现代特征。在进行分类工作时，要充分尊重农业工程技术的特点，在动态组织中把握其功能和特点。提高对设施农业工程技术分类水平，能够有效揭示存在技术系统中的普遍规律和特殊规律，同时还可以为我国的农作物改善其生长环境，提高我国的农作物生产质量和效率。要不断地发展设施农业工程技术，就要不断地推进农业科技原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，通过创新科技管理体制和合作机制，组建大团队、搭建大平台，实施大项目，有效促进农机农艺融合，有效促进农业生物技术、农业工程技术、农业信息技术、农业经营管理技术的协同创新，从而为现代农业发展和建设不断提供先进可靠的设施装备和科技支撑。科学合理的技术分类，可以在专业设置、研究方向把握、复合型科研教学人才培养方面提供全面系统的指导，特别是通过分类过程中揭示技术内在的矛盾关系，对解决不同的学科间融合与支撑的难题、形成设施农业大学科格局具有一定的指导意义。
参考文献
1杜艳艳.国内外设施农业技术研究进展与发展趋势[J].广东农业科学，2010（4）
2韩文峰，于瑞军.设施农业发展的现状及今后发展预测[J].农机使用与维修，2012（1）
3齐飞，朱明.周新群等.农业工程与中国农业现代化相互关系分析[J].农业工程学报，2015（1）
逆向工程技术是近年来逐渐发展起来的先进技术，它的出现给农业机械设计提供了一种新的思路。本文首先介绍了逆向工程技术，然后阐述了逆向工程在农业机械设计中的应用。
[关键词]
逆向工程；农业机械设计；应用
引言
随着我国农业机械化进程的逐步深入推进，农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展，这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面，多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此，在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期，降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现，为解决以上问题提供了一个新的思路。
1逆向工程简介
正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式，他的基本过程为，设计者先进行市场调查，得到研发产品的基本构思，借助CAD设计出产品的3D模型，然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中，我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型，这种情况下，需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型，这种从实物获得产品的三维模型，进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量所得的数据，采用三维建模方法，重构实物的CAD模型的过程。研究逆向工程，目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究，研制出与原型形相似，但结构、性能等方面更为先进的产品。
2逆向工程在农业机械设计中的应用
2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用
随着农业机械化现代化逐步推进，模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点，契合了模具本身的特点，故而在农业机械模具的设计中应用广泛。逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后，并不意味着模具设计的完结，而在在模具实际生产前，设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改，而这些修改均不能现在原始CAD模型上，即不能直接获得最终的CAD模型，导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术，可以对已经修改的模具进行数据扫描，然后进行点云数据处理和曲面重构，输出最终的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生产，从而缩短生产周期，降低生产成本。逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而，由于模具结构复杂，型面较多，形位精度和表面粗糙度要求较高，导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损，损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准，经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入，可以快速获得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价，提出进一步改进方案。如今，逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域，提高了模具修复效率，延长了模具使用时间，降低了生产成本。
2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用
与发达国家相比，我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段，制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白，弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因，往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据，这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。首先，需要将获得的产品拆分；然后将每一个核心部进行三维扫描，数据处理，得到最终的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”，是在理解产品的设计思想，技术理念的基础上进行二次创新，这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段，需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上，设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。
3总结
如今逆向工程技术已经广泛的应用于各个领域,其在农业机械设计中的应用也正在广泛的被工程技术人员关注。逆向工程技术可以辅助农业机械设计，减少生产成本，缩短生产周期，因而在农业设计领域中有良好的理论研究和实际应用前景。
作者：冯骥强 单位：黑龙江省畜牧机械化研究所 黑龙江八一农垦大学
参考文献
[1]金涛，童水光等著.逆向工程技术［M］.北京：机械工业出版社，2003;
关键词：精细农业 精细农作 GPS和GIS 工程技术创新
引 言
近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，关于国外“精细农业”技术的发展，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，科技部在筛选“面向21世纪解决16亿人口食物安全的关键技术”项目、组织S - 863农业高技术领域发展计划研究以及农业部948引进项目立项中，也受到了重视。有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作， 加强了和国外的学术交流与合作联系，国内学术交流也开始活跃。国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。江泽民主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者应用服务的电子信息高新技术，如：卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术的农业应用；农田信息快速采集仪器、农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术和农业工程装备及其产业化技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。 “精细农业”，即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。实际上，目前国外关于Precision Farming的研究，基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农作”译名来表达当前这一技术思想的内涵可能更为确切。“精细农作”是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农作”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农作”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农作”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。
“精细农作”技术思想的内涵及其主要支持技术：
“精细农作”技术思想的核心，是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。 千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M. Linsley和F.C.Bauer 发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（Site Specific Crop Management）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动生成以12-15m2为单元组成的农田小区产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的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，作物生长发育模拟模型，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细农作管理。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著节约投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。
“精细农作”是基于田间小区农作条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着关键的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠卫星定位系统（GPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS) 的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。转贴于
迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农作”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。建立一个完整的精细农作技术体系，需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持
图1. 精细农作技术思想示意图
（来源：Massey Ferguson Inc.）
，这为农业工程师提供了进行技术创新的机遇。
3. “精细农作”技术发展与工程技术创新
3.1 3S技术农业应用研究：
“精细农作”中的定位信息采集与处方农作实施，需要采用全球卫星定位系统（GPS）。已经建成投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。美国GPS系统包括在离地球约20，000 km 高空近似圆形轨道上运行的24颗地球卫星，其轨道参数和时钟，由设于世界各大洲的五个地面监测站和设于其本土的一个地面控制站进行监测和控制。使得在近地旷野的GPS接收机在昼夜任何时间、任何气象条件下最少能接受到4颗以上卫星的信号，通过测量每一卫星发出的信号到达接收机的传输时间，即可计算出接收机所在的地理空间位置。信号处理技术的发展，可使微弱的卫星信号为便携式或掌上型接收机的小型天线所接收。这是一个功能强大、对任何人、在全球任何地方都可以免费享用的空间信息资源。尽管美国政府对其GPS系统施加了“选择可用性政策”(SA)的影响和卫星信号在空间传输过程中发生的各种累积误差，但技术上可通过差分误差校正方式及信息处理技术使通用接收机的动态3维定位精度容易达到米级或分米级，测量型GPS接收机动态定位精度可达厘米级要求。近几年来，GPS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的DGPS产品。这类产品通常均具有12个可选择的卫星信号接收通道、动态条件下每秒能自动提供一个3维定位数据，动态定位精度一般可达分米和米级，并具有与计算机和农机智能监控装置的通用标准接口。如美国Trimble 公司Ag132 12 通道GPS接收机，可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务，提供可靠的分米级定位和0.1米/小时的速度测量精度。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。配置这一系统需要考虑本地区可能提供的差分信号现有条件，或在缺乏上述服务条件下购置两台Ag132 和配套通信电台建立独立的自用差分GPS系统，另还可配置必要的专用可选件如：基站附件、导航附件、背负式田间信息采集附件、掌上型计算机及必要的联接信号电缆等。Ashtect 公司的Ag Navigator结构设计有些不同，但功能大体相当。DGPS技术的迅速发展，使得近几年来各国提供局域差分信号免费服务的信标站迅速建设起来，至1996年末，美国这类信标站的地区覆盖范围已接近国土的2/3。信标站差分信号服务半径约计300 km。我国在东南沿海原交通部也建立了近20个这类信标站。以近地卫星作为星载GPS广域差分信号服务系统在今后几年内也可望在我国部分地区相继建立。在竞争中谋求信息高新技术产品市场的商业利益，将是今后GPS技术发展竞争的总趋势。今年3月30日美国副总统戈尔在白宫新闻会上，宣布开放GPS卫星的L2频道并进一步开放L3频道民用服务，这将大大有利于进一步改善GPS卫星服务的精度和可靠性，使用户获得性能价格比更好的精确定位、定时技术服务。GPS用户系统外观结构简单，小型化，操作方便，但技术含量高。现有国外农机厂商配套的GPS产品，大多采用OEM方式引进关键部件进行二次开发后嵌入于农业机械应用系统中，可使性能价格比显著改善。DGPS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于“精细农作”，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。 地理信息系统（GIS）作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台，技术上已经成熟。它在“精细农作”技术体系中主要用于建立农田土地管理，土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息。它将纳入作物栽培管理辅助决策支持系统，与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出分析模拟模型和智能化农作专家系统一起，并在决策者的参与下根据产量的空间差异性，分析原因、作出诊断、提出科学处方，落实到GIS支持下形成的田间作物管理处方图，指导科学的调控操作。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布特征，GIS在农业中具有广泛的应用价值。在形成农业空间信息地理图形时，采样密度、采样成本与信息处理的方法如何能更准确反映参数的空间分布，仍然是尚待深入研究的课题。由于商用GIS系统的功能一般都照顾到各种类型用户的需要，针对农业资源信息管理和精细农业实践的需要和农村用户的特点，开发基于GIS设计规范的简单实用、易于向基层农村用户推广、界面友好的田间地理信息系统（FIS）已引起学术界的注意，值得我国农业工程师进行创新研究。
遥感（RS）技术是未来精细农作技术体系中获得田间数据的重要来源。它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来，RS技术在大面积作物产量预测，农情宏观预报等方面作出了重要贡献。由于卫星遥感数据目前尚达不到必要的空间分辨率和提供满足农作需要的实时性，目前还未用于作物生产的精细管理。然而，遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图象信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图象，可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性，提供农田作物生长的时空变异性的信息，在一季节中不同时间采集的图象，可用于确定作物长势和条件的变化。基于遥感产业界对“精细农作”的商业兴趣，一系列的地球观测卫星将在近几年内发射，到2005年，将有超过40个这类卫星提供服务。大部分这类卫星采集的全色图象，空间分辩率将达1～3米，多光谱图象分辩率预计可达3～15米，扫视区6～30km。由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上，卫星遥感技术可预期在近3～5年内，在“精细农作”技术体系中扮演重要角色。农业工程师应该涉足这一领域，了解有关的知识，参与应用研究，现在的RS软件已可装载在PC机上使用，性能价格比已可为普通用户所接受。
3.2 收获机械产量计量与产量分布图生成技术
作物产量是许多因素综合影响形成的结果和评价种植管理水平的基础。“精细农作”技术思想也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发，分析原因，指导管理决策。在“精细农业”研究发展中，虽然也有关于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收获机械产量计量及产量分布图自动生成的试验研究成果，但迄今已商品化的产品仍集中于谷类作物收获机械方面。据报导，美国目前约有20个制造商供应谷物联合收获机产量计量系统，1997年底，全国使用这一技术的联合收获机约17，000台，其中约有一半带GPS定位系统可支持产量分布图自动生成。一个主要生产厂商宣称，至2001年其生产的90%谷物联合收获机将装备产量监视器。迄今已进入商品化的这类产品主要是基于冲击式-力传感技术（如美国John Deree和Case IH）、容积式光电计量技术（如英国RDS产品）和γ射线流量传感技术（如Massey Ferguson产品）等。在谷物流量自动传感过程中，还可同时测量净粮含水量，在小区产量分布图基础上结合定位处方投入的成本分析直接显示小区经济效益分布图（Gross Margin Variability Map）。“精细农作”体系中的产量图自动生成技术，需要解决如下的科学技术问题：
流量传感器的计量精度、稳定性、通用性、标定简便性的进一步改善；
产量计量中同时获得收获机的实际割幅和前进速度信息；
生成产量分布图需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGPS定位系统；
针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型，以校正产量分布信息的动态误差；
研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或IC智能卡中，能一次存储至少一个作业班内的全部数据，然后再传入PC机进行处理和生成产量分布图；
开发PC上进行产量分布图生成的软件，含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化、显示方式等；
上述技术都还需要继续完善。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点、适于不同作物和更为精确的上述各环节的智能化技术，仍然是农业工程师面临的挑战。谷物联合收获机电子装置，包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术，是当代农机研究的一个重要方向，也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于改善易地收获、农机社会化服务，提高农机作业信息化意识，促进作物生产科学管理，都有十分重要的现实意义，应是世纪之交我国农机技术创新的重要课题。 3.3 田间变量信息采集与处理技术
快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是实践“精细农作”的重要基础。优先需予考虑的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田间信息快速采集技术的研究仍大大落后于支持精细农作的其它技术发展，已成为国际上众多单位攻关研究的重要课题。现有的土壤信息采集方法是基于定点采样与实验室分析相结合，耗资费时、空间尺度大、难于较精细地描述这些信息的空间变异性。技术创新的方向是研究开发可快速操作，有利于提高采样密度，测量精度能满足实际生产要求的新传感技术和进一步改善空间分布信息的定量描述与近似处理方法。部分参数将可用扫描方式通过安装于作业机械上的传感器连续采集和进一步自动生成空间信息分布图。已经取得实用化或具有良好开发前景的成果，如：土壤含水量测量将在TDR成熟技术基础上，在开发经济实用的基于驻波比、频域法原理、近红外技术的快速测量仪方面拓宽研究领域。土壤主要肥力因素（N、P、K）测量仪器开发方面，基于传统化学分析技术基础上的快速肥力分析仪，目前国内已有实用化产品投入使用，其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进，但对农田主要肥力因素的快速近似测量具有实用价值；一种基于近红外技术通过间接叶面反射光谱特性进行农田氮肥肥力水平快速评估仪器已在试验使用，它与遥感技术的农业应用密切相关，可以相互借鉴相关技术研究成果；一种基于离子选择场效应晶体管（ISFET）集成元件的土壤主要矿物元素含量测量技术的研究在国外已取得进展，将是值得关注的技术突破性研究方向。土壤耕作层深度对评价土壤持水能力和指导定位处方耕作，确定播种深度、施肥用量密切相关，在美、加、澳等已经开发出不接触式、基于电磁场测量土壤电导率用于评价土层深度分布图的仪器已试验使用，可对指导定位处方深耕取得良好的经济效益；关于SOM传感器，早在数年前已有报导，通过 NIR原理研制的可用于田间在线测量的多光谱SOM测量仪已有商品化产品。在作物生长有关变量信息的采集方面，田间杂草识别是“精细农业”支持技术中引起广泛关注的领域。在杂草识别的光谱响应特性方面已有许多研究成果及参考数据可供借鉴。其它田间作物变量传感与空间信息处理技术方面的研究，将围绕新的物理原理与数学方法的应用，如多光谱识别、NIR视角技术、图象模式识别、人工智能方法（ANN、Fuzzy 系统分析、ES应用）、状态空间分析、小波分析、卡尔曼滤波方法等。在实践“精细农作”方面，开发基于新的物理原理的近似快速信息采集技术与改善空间地理信息处理方法，仍然是科技工作者面临的艰巨任务。
3.4 智能型处方农作机械
七十年代中期微电子应用技术的迅速发展，使得工业化国家的农业机械进入到一个以迅速融合电子技术向机电一体化方向发展的新时期。农业机械的设计中，广泛引入了微电子监控技术用于作业工况监测和控制。八十年代后期起，其监控系统又迅速趋向智能化，由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。这新一代农业机械装备技术的发展，与过去十多年来基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展，都是近五年来“精细农作”技术得以进入日益广泛试验实践的重要条件。虽然，迄今支持“精细农作”的若干主要农机装备，除了如前述带产量图自动生成的谷物收获机以外，实施按处方图进行农田投入调控的智能化农业机械， 如安装有DGPS定位系统及处方图读入装置的，可自动选择作物品种（二选一）、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机；可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品，并在继续完善。拖拉机驾驶室已安装智能化显示器，在一个LED显示屏上，可随意调用各种图形化可视界面， 监控机器各部分的工况和显示处方作业和导航信息。现代带有多处理器的智能型农业机械，已经引用了工业部门中采用的控制器局部网总线技术（CAN），相互间采用光缆传输信息，建立了工业化设计标准。我国当今农业机械技术水平从总体上看与发达国家落后了不止20年，需要在某些领域推动高新技术的应用研究与实践。开发适于我国国情的先进技术。“精细农作”的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。 3.5 系统集成技术
“精细农业”技术体系是一个集成系统，它涉及到多种学科知识的支持，需要学习应用不同子系统已经形成的硬、软件设计规范、标准、数据格式与通信协议，应用已有的单项技术成果，研究建立某些支持技术的新标准。近几年来，国外研究实践中已经积累了一些进行“精细农业”技术体系集成组装的经验。我国科技工作者要研究这方面的进展，参与国际交流。作为工程师，要善于根据工程项目的整体目标，既能从具体技术角度去思考和研究问题，具有不断突破现有解决实际问题的观念与模式的创新意识；又能注意进行项目目标的整体评估，协调技术先进性与经济可行性的综合优化目标，提出推动技术进步的试验实践方案。
问题与思考
迄今，国际上关于“精细农业”的研究仍处于发展的幼年时期，支持技术产品也尚待不断深化研究。其革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品，为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题： 4.1 加强对国际有关研究发展信息和经验的研究。九十年代以来，国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点，注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义，即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性，实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的，在我国可先在规模化农场和农业高新技术综合开发试验区，力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小，生产手段仍较落后，实现广域的农田精细经营尚需有较长的发展过程，有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究，并应结合农业技术推广性试验和农业社会化服务方式创新中，开拓出新的服务领域。这样，既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨，又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村推广的先进农作技术体系。 4.2 在“精细农作”试验研究与实践过程中，注意组装一批基于信息和知识的单项适用先进技术支持当前的“科技兴农”。如：GPS、GIS技术用于农田管理、节水灌溉、环境监测的实用技术；面向农业生产者应用的电子仪器、实用监控设备；农业装备信息化技术；精细测土配方施肥、病虫草害快速实用监测技术；智能化农业生产管理辅助决策支持系统的推广及支持农业社会化服务体系的先进装备技术与工具的开发等。 4.3 迄今国外进行的精细农业（Precision Agriculture）的实践，实际上是面向大田作物生产的精细农作（Precision Farming）系统。实现基于信息和知识的农业产业系统精细经营的技术思想，应该扩展到种、养、加，产前、产中、产后的整个过程，即过渡到建立“精细农业”的技术体系。实际上，“精细农业”的技术思想，早在七十年代后期开始，已优先在发达国家奶牛场根据奶牛产奶量定量配料系统中得到了广泛的推广应用。近十多年来，全自动化设施园艺业的发展和养殖业中动物生长预测模型与配料、环境调控自动化系统的结合，农产品产后储藏、保鲜、加工为达到高品质、高附加值产品的过程中，都已吸收了电子信息科技前沿的成就。“精细农业”的技术思想，尤应在设施园艺，集约养殖，农产品品质优选、加工增值产业中先付诸实践与推广，这对我国目前处于传统农业的结构性调整时期和开始重视强调实现农业增产方式的转变中，依靠先进技术装备和农业精细经营技术的支持，对农业增产、农民增收，具有重要的现实意义。 4.4 在试验研究中加强多部门、多学科间的相互联系，协同攻关.发展学术讨论交流，加强国际合作，重视应用基础研究。在高等农业工程院系的学科建设与教学内容改革中，要逐步创造条件开设有关GPS、GIS、RS应用课程，加强必要的实验研究设施与课程建设等。转贴于
中国农业大学“精细农业研究中心“近二年多来已经启动了有关研究工作，内容涉及DGPS、GIS农业应用，田间信息采集传感技术，智能型农业机械监控技术，精细农作技术的系统集成与发展战略研究。与国外有关研究中心和企业界已建立了比较广泛的联系，积累了比较丰富的信息，我们愿意与国内有关单位、企业发展合作，共同为推动我国农业工程技术创新与“精细农业”技术在我国的应用示范与实践作出贡献。
参 考 文 献
National Research Council， Precision Agriculture in the 21st Century， Geospatial and Information Technologies in Crop Management， National Academic Press， Washington， D.C. 1997.
J.K Schueller， Technology for Precision Agriculture， Proceedings of the First European Conference on Precision Agriculture， Warwick University， U.K. 8-10， September 1997.
A.B.McBrathey and M.J.Pringle， Spatial Variability in Soil-implications for Precision Agriculture， Proceedings of the First European Conference on Precision Agriculture， Warwick University， U.K. 8-10， September 1997.
Kenneth A. Sudduth， Engineering for Precision Agriculture - Past， Accomplishments and Future Directions， USDA agricultural Research Service， Copyright 0 1998，Society of Automotive Engineers， Inc.
Simon Blackmore， A Yield Map Primer， Cranfield University， October 1998.
汪懋华，“精细农作” 一 知识经济时代的农田精耕细作技术， 纪念中国科协成立40周年 "科学技术面向新世纪" 学术年会，"科技进步与学科发展"论文集上册， pp.296-299， 周光召主编， 中国科学技术出版社出版， 1998.9。
[7].汪懋华，“精细农业”研究的发展与农业装备科技创新，中国农业机械学会第六次全国代表大会暨学术年会论文集，上海，1998.11。
The Development of Precision Agriculture and
Innovation of Engineering Technology
Research Centre for Precision Agriculture， China Agricultural University
Abstract
This paper summarizes the target of recent precision agriculture research and its technical ideas and discusses the direction of technical innovation for the support technologies. Some proposals for the applied research in the country are presented. Recent research on precision agriculture in the world is still concentrated on precision farming for crop production. The interpretation of the phrase "precision agriculture" into Chinese shall be implicated in the Site Specific Crop Management. Following the rapid application of information technology into the agricultural sector， the ideas for precision management of agricultural resources and production would be expanded into all fields of agricultural system， such as: precision facilities horticulture， precision raising， precision processing to keep high productivity， high efficiency， low cost and less environmental pollution as well as with high value-added technology and so on. Then a real precision agriculture system will be established to support overall sustainable agriculture development based on the new information and biological technological revolution.
1.1在设施种植中的应用阿勒泰地区农机推广总站于2009年开始引进现代物理农业工程技术进行试验示范,目前已推广3DFC-450型温室电除雾防病促生长系统、JL-C型声波助长仪、3DJ-200型静电杀虫灯、WLTA型温室栽培智能气肥增效器和WLT-CY02型温室栽培消毒灭菌机(臭氧发生器)等65台(套)设备,在全地区6县1市建立了15个现代物理农业技术种植示范棚,在示范区内配置农业环境检测仪,用于检测大棚中的空气、土壤温湿度、光照度和二氧化碳含量。
1.2在设施养殖中的应用在全地区6县1市共引进3DDF-450型畜禽舍空气电净化自动防疫系统、3DDC-6型等离子体粪道灭菌除臭系统等现代物理农业设备32台(套),建立了10个猪、牛、鸡现代物理农业技术养殖示范棚,并引进了有害气体检测仪、粉尘检测仪对畜禽舍内氨气、一氧化碳、甲醛等有害气体及粉尘粒子数进行检测。
1.3在菌类种植中的应用引进了3DCF-450型蘑菇房空气电净化促蕾防病系统、JL-C型声波助长仪和杀虫灯等12台设备,建立了双苞菇示范棚。
1.4在水产养殖中的应用在全疆最大的水产养殖基地福海县引进了15台杀虫灯,用于冷水鱼养殖。
2取得的成效
2.1设施种植
(1)在蔬菜大棚中生产的蔬菜较对照温室提前5~7d上市,发病率普遍降低,黄瓜较常规种植增产12%;辣椒较常规种植增产13%;西红柿较对照棚单产提高16%,糖度提高1.44个百分点(见表1)。实现了蔬菜的绿色无毒化生产,达到了减少农药用量的目的。(2)采用物理农业设备有效去除温室中的雾气,提高光照度,有效提高了农作物的光合作用,促进作物生长,经测试,采用温室电除雾防病促生长系统后,与对照温室比较,湿度降低11.66个百分点,光照度提高11%,如表2所示。
2.2设施养殖在禽舍中使用物理农业设备使禽死亡率下降了8%。使用空间电场及粪道等离子除臭系统的鸡舍较对照鸡舍中空气中粉尘、雾气和臭气明显减少,经测试,试验鸡舍与对照鸡舍相比氨气浓度降低11.8%,PM10可吸入颗粒物质浓度降低33%,粒子数降低53.08%,如表3所示。
2.3食用菌种植双苞菇产量提高17%以上。由于使用静电杀虫灯有效杀灭菇蝇,提高了蘑菇品质,一级品率提高10%以上。
2.4水产养殖经测试,平均每台杀虫灯每天可杀灭蚊虫475g,如表4所示,为鱼类提供了活体饵料,降低了饵料系数,同时也提高了鱼类的品质。
3经济效益分析
3.1黄瓜经济效益分析
黄瓜经济效益分析见表5。试验棚比对照棚增产460kg,增幅12%,增加产值1380元。试验棚比对照棚减少农药使用量60%,节约农药120元,试验棚比对照棚实际增收679元。4.2西红柿经济效益分析西红柿经济效益分析见表6。试验棚比对照棚增产601kg,增幅16%,增加产值1803元。试验棚比对照棚减少农药使用量53.3%,节约农药80元,试验棚比对照棚实际增收1052元。
3.3辣椒经济效益分析
辣椒经济效益分析见表7。试验棚比对照棚增产371kg,增幅13%,增加产值1484元。试验棚比对照棚节约农药100元,试验棚比对照棚实际增收763元。
4配置模式
(1)每座大棚中配备3DFC-450型温室电除雾防病促生系统、2台静电杀虫灯、2座大棚配备1台声波助长仪及烟气电净化二氧化碳增施机。
(2)示范区内配置农业环境检测仪,检测大棚中的空气、土壤温湿度、光照度和二氧化碳含量。
5存在的问题
(1)农民的认可存在一定难度。现代物理农业技术改变了以往农民所习惯的化学农业模式,相对于化学农业、抗生素的使用直观、见效快的特点来说,农民接受此项技术还需要一个过程。
(2)推广应用见效周期相对较长。物理农业技术相对于其他农业技术来说是一个见效周期较长的技术,在一个生产周期结束时其增产、防病效果才可得到充分体现。
(3)技术服务不能满足农民需求。现代物理农业技术是一项科技含量较高的技术,需要专业技术人员进行维修或更换配件,目前的售后服务不能满足此项要求,且配件更换需从生产企业发货,需要的时间较长,在一定程度上影响到机具的使用效果。
(4)机具价格较高,农民一次性投入成本大。一个蔬菜大棚中将物理农业装备全部配齐需要投入上万元,农民接受此价格存在一定难度。
(5)机具质量存在问题较多,影响使用效果。
6建议
(1)把现代物理农业装备技术的应用,纳入绿色、有机农业认证的标准之一,所生产的产品采用优质优价,从而提高种植户应用的积极性。
(2)与农业合作社配合推进此项技术的推广速度,农业合作社在农民中的影响力较大,借助农业合作社的带动作用可大大加快现代物理农业技术的推广应用步伐。
(3)通过媒体举办现场会、培训班等方式加大现代物理农业技术的宣传力度,一方面使农机技术人员掌握该项技术,另一方面让更多的农民了解、认知此项技术。
(4)生产厂家、销售企业做好物理农业技术的售后服务工作。
(5)采取措施降低现代物理农业设备的使用成本,以使这项技术得以快速推广应用。
关键词：现代科技，农业，机械工程
1 引言
农业机械化不仅是人类的解放，解放劳动力。这些年轻的劳动力投入到其他领域，促进中国的经济发展可以提高农业生产的效率，优化操作质量和增加作物产量，有利于农业发展和农民收入，因此，今后应重视先进技术的推广，提高农业机械化水平。目前农业机械的使用，一些机械在使用过程中不能清楚地确定作物的位置，机器在关闭过程中很容易错过，所以利用新技术在农业机械有利于弥补农业机械的脆弱性，提高机器的运作效率。
目前，高新技术的应用范围扩大，农业机械行业也开始使用高新技术，引入计算机视觉技术、自动控制技术、信息网络技术、人工智能技术、机器人技术和液压技术在农业机械的应用现状。
2 农业机械的应用技术
2.1 农业机械的应用计算机视觉技术
农业机械的应用计算机视觉技术，主要是利用计算机视觉技术在农产品质量、品位等农业产品检查，是基于图像处理，计算机视觉的学科，主要是视觉信息处理理论。表达和计算方法研究，近年来，图像处理，计算机硬件和软件，等可视化仿真技术的逐渐发展计算机视觉技术的使用功能也扩大，计算机视觉技术是用来检查农产品的质量不仅是现阶段和分级产品还用于收割、种植等。
2.2 农业机械的CAD技术
CAD技术在我国已广泛应用于机械工程设计制造从上个世纪60年代，我国40多年后独立研究开发和推广应用。但由于我国机械工程设计CAD系统的开发过程的社会主义改革开放的影响，以便后期的完美程度我国机械工程设计CAD系统程度的效率和其他性能大大受到限制，相对于我国的国外机械工程设计CAD系统仍处于较低水平。
2.3 农业机械的信息网络技术
信息网络技术在农业机械中的应用非常成功，信息网络技术和地理信息系统，结合自动化技术等技术，可以监测作物和土壤的农业生产，也可以生产作物的发展，植物病虫害，和实时监控等等，然后依靠定位系统和地理信息系统来完成现场操作。
农业机械、机器人技术应用、信息网络、计算机视觉、自动控制技术的融合。目前，已经开发了采摘机器人，嫁接机器人，机器人除草，施肥机器人喷涂机器人，等。对肥料和喷涂机器人的使用，可以避免肥料、杀虫剂和其他化学品危害人体，达到改善环境的目的。目前虽然我国机器人技术落后于发达国家，取得了一些就，但由于现代机械机器人的购买成本非常高，所以这项技术并没有得到普及。
在农业机械的设计、制造和测试，虚拟现实技术具有非常广阔的发展前景，利用虚拟现实技术建立三维模型的农业机械设计师不仅可以了解每一个部分的质量，也可以完全满足的每一部分的运行性能三维农业机械模型具有很高的精度，和农业机械制造商大规模生产的计算机数据的基础上。
在虚拟制造系统中，虚拟现实技术的基础，虚拟制造系统是由多种学科知识，利用计算机技术综合建模、仿真、生产、制造汽车。与此同时，虚拟制造系统还可以制定合理的产品检验和测试程序。目前，虚拟制造技术应用范围广泛，涉及开始工装及模具生产设备，和其他领域，可以在生产部门系统，在这一过程中完成建模、修改、分析和优化的四个工作。此外，虚拟现实技术用于柔性制造系统和计算机集成制造系统的设计。
2.4 人工智能技术
近年来，全球高端技术获得了农业机械在农业的快速发展，管理，挖掘和采摘等实现智能化，使用人工智能技术研究和开发的激光拖拉机、内部导航设备，等等，可以拖拉机的方向和具置测量，并通过建立计算机数据库将记录相关数据，使用数据库了解排水位置、土壤湿度、等等。了解土地信息后，制定合理的土地种植方案，计算机化化肥消费，数量的农药和种子。
3 先进技术的应用在农业机械化操作的保障措施
得到更好的应用程序为了促进先进技术，提高农业机械化水平，未来应该完善的技术推广体系，提高农业机械化水平，促进农业生产和发展。完善的技术推广体系，高度重视农业技术推广，建立试验示范基地，发挥作用的指导，让农民参观和学习。让他们意识到农业机械设备的重要作用，加强农业机械化的意识，接受和使用机械设备，技术推广和培训活动。让广大农民掌握农业机械和设备的使用，提高思想认识和应用技能、农业机械和农业技术应用于农业生产。
构建技术环境，当地政府应该高度重视农业机械和农业技术推广的作用。提高思想认识，加强规划和指导，增加资本投资，培训专业人才，创新工作方法，对许多人来说，完善的技术推广体系，认真履行职责，并扩大先进技术的影响。完善法律法规，充分利用其在技术和人才优势，重视技术的宣传和推广活动，增强服务意识，扩展广泛的服务渠道，更好的满足实际工作的需要，对农业技术的发展，为推广农业机械和设备创造便利。
4 农业机械新技术的发展
农业机械新技术的应用和发展是为了提高农业的生产力服务，所以农业机械新技术的发展主要是以下几点：
首先，加快新技术的使用和推广。科学技术是第一生产力，加快计算机视觉技术、自动控制技术和智能技术等新技术在农业机械的使用，同时引进国外先进的机械、新技术，促进我国农业的发展，提高农业的生产效率具有重要意义。
第二，政府补贴。购买新机器的个人组织生产、资本压力，使得他们很难机械技术推广，所以对于农业机械推广使用新技术，政府将给予补贴材料，扩大新机器的使用。
第三，提高农业资源的利用效率。机械使用以提高农业生产的效率，提高农业资源的利用率。例如，在传统的农业生产过程中，和处理农作物秸秆，绝大多数情况下燃烧，不仅浪费资源，还污染空气。但农业机械的使用新技术的农作物秸秆粉碎加工、作物秸秆可以转化成脂肪不仅材料，提高农业资源的使用效率，也减少了空气污染。
5 结束语
现代农业机械制造技术是现代农业生产技术、现代机械制造加工技术全面的产品组合，和通用机械制造技术有明显的差异，在发展现代农业过程中机械制造技术。应该开始从现代农业发展的实际需求，不断扩大该地区的农业机械化技术，一些先进的农业机械化技术，快速推广现代农业机械制造技术。
参考文献
[1]刘利.绿色技术在农业机械工程中的应用[J].农业开发与装备，2015，07：29.
[2]吴长海.浅谈先进技术在机械化农业运作过程的应用[J].农民致富之友，2015，10：223.
[3]胡静涛，高雷，白晓平，李逃昌，刘晓光.农业机械自动导航技术研究进展[J].农业工程学报，2015，10：1-10.
[关键词]逆向工程 农业机械设计 应用
[中图分类号]TP39 [文献标识码]A [文章编号]1003―1650（2016）03―0226―01
引言
随着我国农业机械化进程的逐步深入推进，农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展，这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面，多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此，在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期，降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现，为解决以上问题提供了一个新的思路。
1逆向工程简介
正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式，他的基本过程为，设计者先进行市场调查，得到研发产品的基本构思，借助CAD设计出产品的3D模型，然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中，我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型，这种情况下，需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型，这种从实物获得产品的三维模型，进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程（RE，Re-verse Engineering）。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量所得的数据，采用三维建模方法，重构实物的CA D模型的过程。研究逆向工程，目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究，研制出与原型形相似，但结构、性能等方面更为先进的产品。
应用逆向工程的基本过程如下：
2逆向工程在农业机械设计中的应用
2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用随着农业机械化现代化逐步推进，模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点，契合了模具本身的特点，故而在农业机械模具的设计中应用广泛。
逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后，并不意味着模具设计的完结，而在在模具实际生产前，设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改，而这些修改均不能现在原始CAD模型上，即不能直接获得最终的CAD模型，导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术，可以对已经修改的模具进行数据扫描，然后进行点云数据处理和曲面重构，输出最终的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生产，从而缩短生产周期，降低生产成本。
逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而，由于模具结构复杂，型面较多，形位精度和表面粗糙度要求较高，导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损，损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准，经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入，可以快速获得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价，提出进一步改进方案。如今，逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域，提高了模具修复效率，延长了模具使用时间，降低了生产成本。
2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用
与发达国家相比，我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段，制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白，弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因，往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据，这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。
首先，需要将获得的产品拆分；然后将每一个核心部进行三维扫描，数据处理，得到最终的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”，是在理解产品的设计思想，技术理念的基础上进行二次创新，这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段，需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上，设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。
1、建设农业市场信息主体
市场信息的匮乏或失真,往往会给生产者带来决策的盲目性。在中国,也只有依靠政府发挥职能,才可能建立权威性的农产品市场信息统计、分析与报告制度,为农民提供及时、全面、精确的市场信息和参考资料,成为农业市场信息最主要的传播主体。但是,这些手段和相关的专业人员往往被分割在各个不同的部门,不能形成合力,资源没有得到有效的整合和充分的利用,这就对体制改革提出要求,改变职能与行为。
在农业信息化起动阶段初期,政府必须加大农业信息化的基础投入,特别是在网络基础设施建设和公益性投入方面,给予应有的扶持和帮助。加入WTO后,已经不能依靠农产品的价格补贴来保护中国农业的发展了,而增加农业信息体系建设等基础设施投资,应在WTO的规则范围内。国家加大对农业信息体系建设的直接投资,可以实现对农产品的间接补贴,以增强中国农业的国际竞争力。
2、农业传播媒介实现多样化
2.1报纸、杂志
优点:具有非强制性传播的特点,读者有较大的主动性和选择权,因而读者会愿意自觉了解所关心的信息,可信度高,特别是国内与党政机关有联系的报纸杂志种类,被读者奉为权威。
缺点:对读者文化、社会层次要求较高,时效性差。
应用情况:太原市植保植检站每年的“粮菜果重大病虫情报”均在《太原日报》和《太原市农业信息》上,向读者及时介绍当时病虫发生情况、发生原因、防治方法。但由于“粮菜果重大病虫情报”主要针对粮、菜、果农,实际《太原日报》在农区个体农户中的普及率不高,报纸由乡镇村级传递到农户手中,造成信息的时效性较差。
2.2书籍、小册子
指各农技部门印制的在乡镇农民中传播农业技术、种植、养殖信息的材料。
优点:成本低廉,具有明显的地域性、覆盖面相对较小,但面向广大农民,符合受众需要,传播的信息针对性强,适应性、可操作性强能进行深度介绍讲解,效果显著。相比其他媒体,此种的重复阅读率及传阅率最高,能反复传播。
缺点:时效性差。
应用情况:近年来,国家农技推广服务中心印制《农业技术推广信息利用手册》、《中国植保手册》系列(苹果、水稻、玉米病虫防治分册)、《全国植物检疫性有害生物手册》等,山西省印制《植物保护实用指南》、《植物检疫技术手册》、《农药监督管理手册》、《山西蝗虫》、《无农药残毒放心菜生产技术手册》、《无农药残毒放心果生产技术手册》等实用农业技术书籍,供广大农民和农业技术推广人员参考。山西省太原市植保站印制《农业行政许可法疑难问题解答》、《毒鼠强专项整治工作宣传材料》、《农药使用注意》、《购买农药技术》、《溴敌隆使用技术》、《无公害蔬菜生产技术》等宣传单,内容精炼、方便实用,印刷成本低,但发放效果快。
2.3广播
优点:是一种简便快捷的信息传播手段,能伴随生产活动同时进行的沟通方式,不影响人的正常工作,有较好的亲和力,其信息不易被人抵触。广播失效性强,内容分时段分栏目、机动灵活、有很强的针对性,并在传播过程中能与听众实时互动交流,产生立竿见影的效果。
缺点:广播信息依时间线性传播、稍瞬即逝、保持性差、听众难以重复认知。
应用情况:现阶段,主要是农业生产资料产品(种子、化肥、农药、药械)在广播中的介绍以宣传为主。
2.4电视
优点:电视媒体能够对农业的新形式、新内容进行有深度、有内容、有说服力的报道、阐述,引导人们更深刻地理解现代都市农业的科学内涵和社会实质。
缺点:在中国农业电视节目传播过程中,电视的传播者与农村的收视群体,存在着巨大的不对等,而这种不对等的现状,则导致中国农业电视从业人员所制作的农业电视节目无法找到它的受众群体,同时,中国庞大的农民收视群体也无法在电视这个公共的媒体上,看到他们喜欢的节目和获得有价值的信息。
应用情况:太原市农作物病虫电视预报每日固定栏目、固定时间、固定模式、固定结构在山西省太原市电视台新闻频道试开播,节目针对当前全市农业生产和农作物病虫发生情况,每日播放5次,首播在当日18时54分,重播在当日22时47分,次日6时48分、7时59分、12时29分,每次播出时间30 s。据统计,2007年7月23日至年底成功播放161天、46期、805次。内容包括:番茄病毒病、番茄早疫病、番茄晚疫病、高粱蚜、红蜘蛛、茄子黄萎病、小菜蛾、白粉病、大白菜病虫(趋势预报、白菜霜霉病、软腐病、黑腐病、病毒病、蚜虫、小菜蛾、菜青虫、甘蓝夜蛾)、小麦秋播病虫防治、秋季温室病虫(趋势预报、绿叶蔬菜根结线虫病、软腐病、芹菜斑枯病、叶菜类霜霉病、野蛞蝓),农作物病虫绿色防治技术(频振式杀虫灯诱杀农林害虫、捕虫板诱杀微小害虫、性诱剂诱杀害虫、防虫网阻止外界成虫进入温室大棚)等。此项工作的开展,标志着山西省太原市农作物病虫电视预报工作上升到一个新台阶,固定栏目信息传播快、覆盖广、容量大,其播出提升了太原市植保植检站的影响力,生动有效地向群众传播了植保信息。
2.5多媒体
优点:通过计算机把文字、图形、影像、声音、动画等合成处理并组成的交互系统,最大限度地发挥各种媒体的优势。其信息存储量大、读取简便、通俗易懂、形象生动。
缺点:要求播放硬件高,成为其传播的制约因素。
应用情况:在各类植保技术培训班授课时应用较多,能够全面生动的介绍培训内容。
2.6互联网 优点:互联网集中影像、声音、文本等媒体优势,传播速度快,复制容易。时效性强、速度快、具互动性,实现信息者与受众实时交互沟通。
缺点:硬件要求高。
应用情况:各级农业网站第一时间快速传播农业信息、农业专家系统实现专家与农民的面对面植保信息交流。
关键词： 粮虫检测； 特征提取； RBF神经网络； 图像识别
中图分类号： TN911.73?34； S24 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）04?0107?04
Application of image recognition processing technology in agricultural engineering
ZHOU Qingsong， TANG Xiuzhong
（School of Technology， Puer University， Puer 665000， China）
Abstract： A grain insect detection method based on image recognition processing is studied. The image recognition processing technology is applied to the agricultural engineering. The gray processing， binaryzation， smoothing and sharpening techniques are used to preprocess the grain insect image to make it easier to conduct the edge detection and image feature extraction. The commonly?used four edge detection methods are adopted to detect the edge of the grain insect image under recognition. Eight regional descriptor features of the grain insect image are taken as the input characteristics of the grain insect recognition model. Three familiar grain insects of maize weevil， tribolium and coleoptera are selected as the research objects， and the identification model based on RBF neural network is used to recognize the geometric feature of three grain insect images.
Keywords： grain insect detection； feature extraction； RBF neural network； image recognition
0 引 言
目前储粮害虫问题是世界上很多国家所面临的困难，在很多国家每年都会因为粮食害虫而损失很多粮食。在遭受到粮食害虫的侵害以后粮食的籽粒会被破坏，容易变质、Y块、发热以及发霉，另外在老化死去害虫尸体、粪便以及有毒液体的影响下粮食会受到较为严重的污染[1]。
总的来说，目前主要有四种方法来检测粮食害虫：首先是取样法，将所制作的扦样器按照区域定点的方法安装在储粮库内。采用电机或者人工的方法吸取粮食样本，然后交由技术人员分类、鉴别以及筛选，这样就可以对库区粮食害虫密度进行确定。这种方法需要较大的劳动量，降低了工作效率，另外人为主观因素容易对最后的结果产生影响，因此产生了较大的误差。其次是诱捕法，通过对粮食害虫生理特性以及习性的利用来采取合适的诱捕方式，主要包括粮食害虫生理特性诱集法以及陷阱式诱集法两种。但是在应用诱捕法的过程中需要制作诱导剂以及提取粮食害虫的信息素，由于具有较强的针对性，而且具有种类繁多的粮食害虫，因此所消耗的成本比较大，所以以上两种方法也存在着一定的缺陷。再次是声测法，通过对声音监测装置的应用，分析害虫爬行以及吃食时的声音，进而就可以获取粮食害虫密度信息。在应用这种方法的过程中会在周围产生较大的噪音，同时需要花费较大的资金来制造声音监测装置，所以目前这种方法并没有得到广泛的应用。最后一种方法是近红外反射光谱识别法，粮食害虫的C，H，N成分存在着很大的差距，因此就会产生不同的近红外线光谱，这种不同种类的粮食害虫就可以通过NIR 的扫描来进行识别。但是这种方法仍然存在着一定的缺陷，例如粮食的不完整颗粒以及颗粒大小等物理因素会对扫描结果产生一定的影响，使得无法获得准确和清晰的NIR 扫描图像[2?3]。
除了使用声音检测方法外，其他方法不利于实现自动化粮虫检测，人工检测方法效率低、成本高，因此本文研究一种基于图像识别处理的粮虫检测方法，将图像识别处理技术应用于农业工程。
1 粮虫图像预处理
1.1 图像灰度化处理
在分析粮虫图像的过程中首先需要进行图像颜色之间的转换，通常是将彩色转换为灰色，这样既能够加快图像的处理速度，另外还能够方便地将处理后的信息向原来的图像上进行转移。
通常利用最大值法、加权平均法以及平均值法来进行彩色图像和灰色图像之间的转换。本文在进行彩色图像灰度化处理的过程中主要采用了最大值法，这种方法比较简单，采用三原色R，G，B来对图像的灰度值进行描述[4]。
1.2 二值化
采用二值化手段来处理粮虫图像，这样能够重点显示对象区域，对于后续的分析和辨别非常有利。由于在灰度上目标图像与背景图像存在着较大的差距，因此可以根据灰度值的不同来对目标图像进行区分。分别用0和1来表示目标图像和背景图像，这样就能够实现灰色图像和二值图像之间的转换，具有较高的识别度。本文只对单个的背景和图像进行了分析。因此在数据对比的过程中使用了一个阈值Th，达到分类像素群的目的。将图像中的背景灰度值以及目标灰度值分别设置[5]为1和0。
1.3 图像平滑
本文使用邻域平均法对粮虫图像进行平滑处理。所应用的均值滤波的邻域平均法实际上就是进行空域平滑处理，首先在相同的窗口上放置图像，平均所有的像素灰度值，通过对中心部位像素灰度值的替代就能够达到平滑的目的。均值滤波和低通滤波器具有相同的作用，输出的图像可以用离散卷积来进行表示[6]。
1.4 图像锐化
通过对图像的锐化处理能够达到修复外部形状以及进行图像边缘聚焦的目的。通过图像灰度颜色的加深以及外援色彩数值的对比能够对图像的清晰度进行提升。目前Sobel算子、Laplace算子以及Robert算子是图像锐化过程中经常采用的算子，本文在图像锐化的过程中采用了Robert算子。
2 边缘检测
在经过上述的预处理后，能够显著地提升图像的质量，但是还需要采用图像边缘检测技术来对图像中的背景和目标进行区分[7]。
（1） Roberts 边缘检测算子。Roberts 边缘检测算子是使用局部差分算法实现。其中原始图像用f（x，y）表示，边缘检测后输出的图像用g（x，y）表示：
（1）
利用互相垂直方向上的差分Roberts 边缘检测算子就可以对梯度进行计算，另外边缘之间的检测可以利用对角线方向相邻像素之差来实现。
通过对模板的利用能够对Roberts 的梯度幅度G进行计算，进而得到合适的阈值T，当G>T时，该点就是阶跃边缘点，进而获取边缘图像。
（2） Sobel 边缘检测算子。Sobel边缘检测算子考察各个像素的邻域加权差，加权差值最大的点就是边缘点：
（2）
算子模板为：
（3）
（3） Prewitt 边缘检测算子。算子和算子具有相似的特点：
（4）
算子模板为：
（5）
（4） Laplacian 边缘检测算子。边缘检测算子，通过在边缘处产生陡峭的零交叉来实现边缘检测的目的[8]：
（6）
本文选取常见的玉米象、拟谷盗和锯谷盗三种粮虫为研究对象，使用上述四种边缘检测方法对粮虫图像边缘进行检测，其中检测效果最好的是使用边缘检测算子，检测效果最差的是使用边缘检测算子。两种算子检测结果如图1所示。
图1 两种算子对玉米象、拟谷盗和锯谷盗三种粮虫的边缘检测
3 粮虫图像特征提取
区域描述子特征在图像分析的过程中具有非常强的实用效果。因此本文使用粮虫图像的八种区域描述子特征作为粮虫识别模型的输入特征[9?10]：
（1） 面积A：图像中待识别对象面积像素点个数总和：
（7）
（2） 周长P：待识别对象的周长：
（8）
式中，SUM（in）为4邻域内像素均为待识别对象的像素个数总和。
（3） 相对面积RA：待识别对象面积占图像总体比例：
（9）
（4） 延伸率S：待R别粮虫图像的最小外接矩形的宽度比上长度值[11]：
（10）
（5） 复杂度C：待识别对象紧凑性：
（11）
（6） 占空比B：反应待识别对象的复杂程度：
（12）
（7） 等效面积圆半径R：
（13）
（8） 偏心率E：待识别对象长短轴长度之比，描述了待识别对象的紧凑性，使用Tenebaum近似计算公式对偏心率E求解：
平均向量求解：
（14）
j+k阶中心矩求解：
（15）
方向角求解：
（16）
偏心率E近似求解[12?13]：
（17）
4 粮虫识别实验
本文选取常见的玉米象、拟谷盗和锯谷盗三种粮虫为研究对象，对其图像进行处理识别。分别使用边缘检测算子、边缘检测算子、边缘检测算子和边缘检测算子对其图像进行边缘检测，并提取其图像的面积A、周长P、相对面积RA、延伸率S、复杂度C、占空比B、等效面积圆半径R和偏心率E这八个特征用于对三种粮虫的识别，具体特征值如表1所示。
使用基于RBF神经网络的识别模型对三种粮虫图像的几何形态特征进行识别，识别原理如图2所示。
选取50张玉米象图像、50张拟谷盗图像和50张锯谷盗图像以及20张无粮虫图像对基于RBF神经网络的识别模型进行训练，提高其识别粮虫图像的泛化能力。
基于RBF神经网络的识别模型的输入向量为粮虫图像的八种特征，即输入节点数为8；基于RBF神经网络的识别模型的输出向量结果为玉米象图像、拟谷盗图像、锯谷盗图像以及无粮虫图像4种，即输出节点数为4；隐含层节点数根据经验公式计算。
分别使用20张玉米象图像、20张拟谷盗图像和20张锯谷盗图像对训练后的基于RBF神经网络的识别模型进行测试。
能够得到使用边缘检测算子、边缘检测算子、边缘检测算子和边缘检测算子对其图像进行边缘检测后，以及使用基于RBF神经网络的识别模型对粮虫图像的识别结果如图3所示。
从基于RBF神经网络识别模型的粮虫识别结果可以看出，分别使用边缘检测算子、边缘检测算子、边缘检测算子和边缘检测算子对其图像进行边缘检测后，识别模型对三种粮虫的平均识别率为80.65%，81.96%，80.34%和78.56%，说明在其他情况相同情况下，使用Sobel 边缘检测算子对粮虫图像边缘检测对于粮虫图像识别准确率是最有利的，而使用Laplacian 边缘检测算子后粮虫图像的识别率最低。
5 结 论
本文研究一种基于图像识别处理的粮虫检测方法，将图像识别处理技术应用于农业工程。选取常见的玉米象、拟谷盗和锯谷盗三种粮虫为研究对象，对其图像进行处理识别。分别使用边缘检测算子、边缘检测算子、边缘检测算子和边缘检测算子对其图像进行边缘检测，并提取其图像的面eA、周长P、相对面积RA、延伸率S、复杂度C、占空比B、等效面积圆半径R和偏心率E这八个特征用于对三种粮虫的识别，使用基于RBF神经网络的识别模型对三种粮虫图像的几何形态特征进行识别。结果表明，在本文的研究条件下，使用边缘检测算子对粮虫图像边缘检测对于粮虫图像识别准确率是最有利的，而使用边缘检测算子后粮虫图像的识别率最低。
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新科种子有限公司
河南敦煌种业新科种子有限公司成立于2004年5月，是注册资金3000万元的一家大型种子有限公司。
河南敦煌种业新科种子有限公司作为河南省最大的种子企业，以农作物种子的科研、开发、生产、销售为主业，以高新农业技术开发、农产品精深加工和农业科技咨询服务等为配套产业，拥有我国中西部地区最具竞争力的优质农作物种子生产基地6670万平方米，其产业为国家、省地重点扶持发展的产业，具有十分明显的产业优势。
公司主推小麦品种：新麦21、新麦18、新麦19、新麦208、
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后续品种：新麦22、23、25、26
地址：河南省新乡市新汲路114号 邮编：453003
电话：0373-3031296 6202080 传真：0373-3075080
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濮阳市农友种业有限公司
濮阳市农友种业有限公司是一个集科研、生产、加工销售及服务于一体的现代化企业。近年来，经营业绩不断攀升，销售网络遍及周边县市，以良好的质量、诚实的信誉赢得了农民的信赖，得到了主管部门领导的认可。一直承担国家良种补贴任务；2008年公司投巨资购买了小麦新品种漯四—168的自主生产经营权，拥有玉米新品种农乐168的自主知识产权。公司拥有完整的质量保证体系及技术保障服务体系，能够为农民开展产前、产中、产后各项服务工作。公司始终坚持“质量第一，信誉第一”的原则，愿与种业界同仁携手合作，共播希望的种子，同获成功的喜悦。
主推品种：
小麦新品种漯麦4-168（豫审麦2007006）
玉米新品种农乐168（豫审玉2008016）
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董事长：曹现防 13938317389
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河南国家小麦工程技术开发有限公司
河南国家小麦工程技术开发有限公司是以国家小麦工程技术研究中心为依托，专门从事农业科技成果转化推广的现代化企业。公司1998年成立，下设办公室、基地建设部、市场营销部、质量监控部、财务室和技术服务部。
公司注重产品质量、推行品牌战略。国家工商局注册的“国麦”品牌荣获2001年北京农业国际博览会名牌产品称号，2006年又获中国郑州首届农业博览会金奖，2008、2009年被郑州市种子管理站评为“诚信经营单位”。“国麦”产品和品牌深受农民朋友的信赖和欢迎。
主营品种：
小麦：汝麦0319、豫农949、阜麦936、豫农9676、
漯麦4-168等
玉米：京科220、泽玉54、晋玉904、峰玉287、泽玉2号
棉花：皖棉23
地址：郑州市农业路62号 邮编：450002
电话：0371-63558200
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高新技术企业
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守合同重信用企业
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农业产业化省级重点龙头企业
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ISO9001-2008国际质量管理体系认证
“周科”牌周麦系列小麦被评为“河南名牌”称号
2005-2010年连续六年荣获“河南省诚信种子企业”称号
2011年主推小麦品种周麦系列—国审周麦23、国审周麦22、国审周麦18、国审周麦16
董事长：李文纯 总经理：李青竹
营销热线：0371-67858851 67858852
网址：
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河南省兆丰种业公司
河南省兆丰种业公司（许昌市农科所、许昌市农场）是集科研、生产、经营于一体，以种业为主，种业、工业、商贸多业并举的科研型种子企业。
公司以种业为主导产业，主营主要粮食作物原良种、果树种苗、瓜果蔬菜种子。在种业界率先达到了品种名优化、布局区域化、加工机械化、质量标准化、经营合法化、销售标牌化等“六化”标准。走上了依靠科技创新、体制创新促生产经营的可持续发展道路。
可供品种：
小麦品种：许农5号、淮麦29、豫农949等
大豆品种：许豆3号、豫豆15号、豫豆22号、豫豆29号等
棉花品种：豫棉19、邯郸109、冀棉668、中棉45、豫杂35等
销售地址：许昌市魏南农资批发市场南段（市卫校北邻）
电话：0374-8312596 13782256536
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河南锦绣农业科技有限公司
河南锦绣农业科技有限公司是集科研、繁育、开发为一体的民营高新技术企业，注册资金500万元。公司以“服务三农、造福农民”为经营理念，以“诚信为本、以质取胜”为企业宗旨，立足中原，面向全国，以高效的管理体制、过硬的种子质量、优良的售后服务来赢得顾客。公司拥有健全的营销网络和技术服务体系，良种繁育基地1334万平方米，技术力量雄厚，加工设备先进，检验仪器齐全；有稳定的种子销售渠道和技术服务网络。
主推玉米品种：滑玉14（审定编号：豫审玉2008006）
高产 抗病 出籽率高 适应性广
地址：郑州市高新区瑞达路96号
1我国农村农业技术推广现状
分析农村农业技术推广现状，发现虽然在国家的支持和推动下农村农业技术推广已取得了阶段性的成果，但在实际发展过程中，仍存在一定的问题，对农村农业技术推广效果产生了一定的不良影响。1.1新技术推广体系的建设不够完善。现阶段，负责农村农业推广技术的部门对自身职责的定位不够明确，导致部门工作人员的工作积极性偏低，农村农业技术推广效果也受到影响，不利于农村农业技术推广工作的优化开展[1]。同时，相关工作人员在农村农业技术推广工作中忽视技术的创新，造成新技术的推广作用受到限制，甚至农村工业技术的推广工作失去了原有的意义，无法为农村农业工作的持续稳定发展提供相应的支持和辅助。1.2技术推广管理体制不够健全。现阶段，我国农业技术推广工作中还没有建立健全的管理体制，导致相关工作人员对技术推广工作的掌控力度不够具体，无法做到明确的人员分工，技术推广人员的工作自受到一定的限制，也会对技术推广工作的优化开展以及技术成果的转化产生限制性影响。1.3新农技推广工作的开展需要较大的资金投入。随着农村农业技术推广工作的普及性发展，新农技推广工作人力、物力、财力方面的投入都有所增加，在一定程度上要求相关部门技术推广工作中投入更大的经费支持，只有保证资金的充足，新技术推广工作才能更为全面和具体，产生更大的影响。但在当前开展推广工作的过程中，相关部门所提供的经费不足以支撑推广工作的全面开展，也极大地制约了农村农业技术推广工作的优化创新。
2提高农村农业技术推广水平的措施
针对当前我国农村农业技术推广工作中存在的各类型问题，要想改善现状，借助农村农业技术推广为农村建设提供良好的支持，就应结合具体的问题进行深入分析，并制定科学合理的措施，希望能够促进农村农业技术推广工作的全面优化开展，为农村农业技术推广工作作用的发挥提供相应的保障。具体来说，相关部门可从以下方面入手探索提高村农业技术推广水平的措施。2.1提高农业生产人员对农业技术推广的认识。在开展农村农业技术推广工作的过程中，涉及的主要服务对象是广大农民群众，并且在具体的工作实践中，为了确保新农业技术和新农业生产设备能够在农业生产中得到相对广泛的应用，应积极开展宣传教育工作，让农业生产人员能够认识到农村农业技术推广工作的重要性，并积极配合农村农业技术推广工作的优化开展，希望能为农村农业技术推广工作的开展奠定群众基础，促进整体推广效果的发挥，为农业生产力水平的提高创造良好的条件[2]。在具体操作实践中，相关推广人员可以尝试带领农民群众到生产基地中参观学习，让农业生产者能够真正认识到新技术和新设备在辅助开展农业生产工作方面的重要作用，开拓其眼界，让其对农业新技术和新设备形成更为明确的认识，积极配合农业技术推广工作的优化开展。唯有如此，农村农业技术推广工作才能获得群众基础，整体推广工作水平也能够得到显著提高，对农村农业技术推广工作的持续稳定发展产生重要的影响。2.2进一步加大资金投入力度。在农业地区积极探索现代化建设的过程中，资金投入发挥着重要的作用，农业技术推广工作人员只有认识到农技推广工作的重要性，并在相关部门资金投入的支持下对农村农业技术推广工作进行有效完善，才能够循序渐进的提高农村农业技术推广工作的整体水平。所以在积极开展和创新农村农业技术推广工作的过程中，政府部门应该积极加大资金投入力度，对农业技术推广工作内容进行适当的完善，引入高素质的农业技术推广工作人员，保证推广效果[3]。只有这样，才能在充足资金的支持下促进农村农业技术推广工作的全面优化开展。例62页）如，在对某地区推广新种子技术的过程中，政府部门就结合技术推广工作的实际需求，加大资金投入，为农民群众提供部分免费的优良种子进行试种植，并对农民群众的种植工作进行有效的指导，让农民群众能够亲身感受到先进技术对农业生产工作的重要作用，增强农民群众对农村农业技术推广工作的认同感，进而全面推进农业生产工作的持续稳定发展。2.3积极引入先进的信息技术。随着信息技术的发展和信息时代的到来，信息技术在社会各行各业中得到了普遍应用，对农村农业技术推广工作的开展也产生了相应的影响。所以新时期在积极探索提高农村农业技术推广效果的过程中，应积极引入先进的信息技术，为农村农业技术推广工作提供相应的支持，提高工作效率和工作效果，提高农业信息技术的普及速度[4]。同时，在应用信息技术开展农业技术推广工作的过程中，相关工作人员也应有意识地提高自身信息技术专业素质，保证与信息时代农村农业技术推广工作的开展相适应，促进农村农业技术推广工作的顺利推进，更好地为农民群众提供相应的支持和辅助，有效加快社会主义新农村建设进程。2.4全面推进农村农业技术推广示范基地建设。在开展农村农业技术推广工作的过程中，要想实现对农民的正确引导，有效地创新技术推广工程，满足农民群众增产增收的实际需求[5]。相关工作人员应认识到新技术示范基地建设的重要性，通过建设示范基地，让农民在学习新生产技术的过程中也能切实感受到新技术应用效果，增强对新技术的认同度和信任感，进而积极参与到农村农业技术的推广工作实践中，保证农村农业技术推广工作的实际效果，为我国社会主义新农村建设提供良好的支持，全面推进我国和谐社会建设工作在新时期背景下能够取得新的发展成效。
3结语
在当前我国农村农业技术推广工作中，一些问题的存在对推广效果产生了严重的不良影响，甚至限制了农村经济建设水平的提高，无法为社会主义新农村建设提供相应的支持和辅助。所以在当前社会背景下，应全面分析农村农业技术推广优化措施，增强农村农业技术的推广效果，为农村经济在新时期背景下的持续稳定发展提供良好的支持和借鉴。
作者:蓝松年 单位:广西忻城县安东乡农业技术推广站
参考文献
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科技的进步在很大程度上能促了进农业的发展。为探究现代化农业技术的发展形势，以当前影响农业技术推广的应用进行分析，结合实际情况，对现代化农业技术的具体推广措施进行分析。
关键词：
农业技术推广；策略
农业一直是我国发展的重要基础性产业，先进的农业技术能够促进农业发展，农业推广机制成为农业技术工作的重要基础。在实践过程中需要从农业发展现状入手，满足农业推广技术的要求。由于技术形式本身比较特殊，因此在实践过程中会存在技术推广困难的情况，严重影响农业的后续发展。
1影响基层农业技术发展的因素
基于农业发展形势的特殊性，在实践过程中需要满足现代化农业发展技术的要求，确定消极影响因素，进而制定有效的推广措施。以下将对影响基层农业技术发展的因素进行分析。
1.1基层技术推广困难
在新形势下，农业的发展对国民经济发展有一定的指导性意义，但是由于农民的整体文化素质比较低，学习能力比较差，因此在生产过程中会存在力不从心的情况，无法在短时间内掌握关键的技术，进而对技术形式的推广造成严重的影响。此外，基层工作人员在为农民讲解先进的技术的过程中缺乏热情，没有认识到基层农业技术推广的重要性，导致技术推广工作寸步难行，增加了现代化农业的发展难度[1]。
1.2推广方式落后
农业技术的推广农作的最终目的是让广大农户了解更多的农业技术，发挥生产的最大化作用。因此需要以新型的推广方式为主，落实具体的技术类型，不断扩展技术的应用范围。但是在实践过程中存在推广方式落后的情况，导致推广内容不健全，严重制约了农业技术的后续应用，阻碍了推广工作的顺利进行，无法满足农民的实际需求。
1.3推广人员素质低
技术工作者的自身能力对技术推广工作的落实有一定的指导性意义，在实践过程中，必须告知广大农户相关技术的类型，增加农户的知识程度。但是在实践过程中存在技术推广队伍素质低的情况，多数农业技术人员不重视推广工作，因此无法满足技术推广工作的相关需求，导致推广队伍的素质比较低，无法达到理想的推广成效。
2现代化农业技术推广的意义
根据现代化农业发展形势的要求，在实践过程中必须了解技术体系的类型，从实际情况入手，减少干预因素的消极影响。以下将对农业技术推广的意义进行分析。
2.1满足农业发展需求
科学技术是第一生产力，随着技术体系的不断更新发展，对农业技术的应用也有了更高的要求。现代化农业要想取得理想的发展效果，必须紧紧跟随时代的发展需求，不断对技术形式进行更新，掌握新型技术推广原则，并将其灵活应用到实践中。随着时代的不断发展，传统的农业经营和发展形势无法适应已有发展体系的要求，为了适应社会发展形势的要求，要将现代化农业技术落实到实处，强化现代化农业的发展[2]。
2.2提升农业的抗风险能力
我国地域面积比较广，农业的发展对经济发展有一定的促进作用，在实践中必须不断提升农业的抗风险能力，强化风险体系的应用。农业作为经济发展的重点所在，其持续发展能力意义重大。在新形势的发展背景下，合理应用现代化推广技术能满足社会主义建设的需求，提升农业的抗风险能力。先进有效的技术体系能改变当前农业的发展现状，提升农业的整体发展水平，促进农业的可持续发展。
2.3增加农民的经济收益
农民作为弱势群体，其经济收益能力低一直是当前社会各界关注的重点。在农业发展阶段，采用现代化农业技术能不增提高农民的经济收益。我国的农业建设是一条特色的发展道路，以往的农业发展是以牺牲环境为代价的，随着时代的不断发展，农业发展必须实现转型，在现有的技术形式基础上，创新科技形式。不断进行农业科技创新，并加大力度推广能够为我国农业发展方式的成功转型提供重要的保障，在全新的现代化农业发展道路上，我国农民的收益将得到极大的提升。
3新形势下现代化农业技术的推广方式分析
针对农业技术的特殊性，在后续发展过程中需要满足技术形式的整体性要求，确定有效的推广策略。以下将对新形势下现代化农业技术的推广方式进行分析。
3.1强化农业科技创新工作
近年来，我国的农业发展形势出现了不同程度的变化，在技术的应用和发展阶段，必须从实际情况入手，满足技术体系的整体性要求。由于农业发展竞争力比较大。因此，必须落实农业科技的创新工作，将农业科技的相关创新工作落实到实处。政府需要增加资金投入，将农业科研成果转化为生产力，增加经济收益的同时，满足社会发展形势的要求。此外，不能仅进行试验探究，要将科研形式和生产发展体系结合在一起，进而保证创新工作的有序进行。
3.2落实农民技术培训工作
农民的技术培训工作本身比较复杂，由于农民本身素质比较差，因此要想落实技术培训工作，必须从农业实际发展现状入手，将基层农业技术推广到农民的手中。此外，在实践过程中，需要邀请农业科技专家进行指导培训，强化农业对基层生产技术的认识，保证生产技术落实到实处。部分地区农民对现代化农业技术的了解来自于农民间的交流，因此需要鼓励农民做好日常交流和互动工作，不断促进农民生产方式的调整。必要时聘请专家开展讲座的形式，亲身进行演示，让农民对其有一定的认识，进而保证后续技术推广工作的有序进行[3]。
3.3增加农业社会保障
由于农业生产形势比较特殊，为了促进基层工作的有序进行，必须适当增加农业社会保证，从技术形式的应用现状入手，满足新形势发展体系的具体要求。国家和政府部门必须建立健全社会保障措施，减少农民应用新技术的风险。农民在农业生产过程中要合理应用新型技术形式，从当前农业的发展趋势入手，解决实际问题，促进农业生产水平的提升。责任负责人在工作阶段要以技术形式为准，根据农作物类型，合理应用不同的农业技术[4]。
4结语
基于现代化在农业技术推广的重要性，在实践过程中必须对影响因素进行分析，确定最佳控制形式。在实际操作过程中，由于工作形式比较特殊，在优化管理阶段，要及时调整农村的生产结构，保证基层农村的推广和建设工作符合农业产业发展结构的要求。政府要发挥引导性的作用，不断对农业技术进行推广，开展有效的评价活动，促进农业技术推广工作的提高。
作者：曾凡宇 单位：贵州省仁怀市九仓镇农业服务中心
参考文献
[1]夏刊,张爱华,王美英,等.我国农业技术推广运行机制研究[D].长沙:中南大学,2012.
[2]钟秋波.我国农业科技推广体制创新研究[D].成都:西南财经大学,2013.
