计算机在农业上的应用论文怎么写
计算机模拟与生物学研究的新趋势摘要：随着生物学知识的积累和计算机技术的发展，出现了研究生物学的新方法：计算机模拟。典型的是日本Keio大学学者设计的电子细胞和美国康涅狄格州州立大学学者设计的虚拟细胞，允许生物学实验在这样一个人工环境里运行。生物学家将有可能利用这种新的工具来研究对于常规实验技术来说要漫长或复杂困难的生命过程机制。这是实验生物学进步的必然，也将为理论生物学成为整个生命科学的先锋带来莫大的机遇。 关键词：模拟、复杂、细胞、计算机 Computer simulation and new tendency of method in biological research field Zhou Jian-Jun、Wu Cai-Hong， College of Life Sciences，Peking University 100871 Feng Mei-Fu， Institute of Zoology，Chinese Academy of Sciences 100080 Abstract: A new research method， which is marked by its artificial laboratory with the assistance of high quality computer and software， has emerged in biological The most important model platforms may be the electronic cell or virtual cell， designed by Tomita from Keio University， Japan and Schaff and Loew from Connecticut University，USA， Biologists will utilize the distinguished tool to accumulate knowledge on complex life mechanisms that seem to be difficult or far-reaching for conventional experimental Like physics and economics， theoretical biology will stand as the pioneer in the development of life Key Words:simulation、complexity、cell、computer 有这样一个奇怪的现象，理论家在物理学、经济学中占据王者地位，在生物学研究中却恰恰相反，试图从数学计算进行理论研究的人处于被忽视的地位。人们包括实际从事生物学领域工作的研究者心中的生物学必然是诞生于充满各种离心机、电泳槽和奇形怪状的瓶瓶罐罐的实验室，文章写作的模式也几乎千篇一律，先是前言，再是材料与方法，然后是结果与讨论。分子生物学家就是在这样的生活与研究环境中，基于直接的观察和实验，一点一滴地收集着有关生老病死的数据材料，整天忙于单个基因的克隆和功能分析，单个信号分子与直接相关蛋白的作用方式；而在怎样将生命本身作为复杂系统从总体上进行研究，大家还顾不上考虑，更不要说运用什么模型进行演绎和预测了。 不过还是有些"傻瓜"或者"疯狂"的的幻想者继续做着他们的梦想，他们时时刻刻想把现实世界中生命形式和美妙过程映射到计算机模拟的环境中，创造数字形式的"人工生命"，美国加州的Santa Fe Institute（SFI）就有这么一群"疯子"。类似眼下颇为流行的人工智能，"人工生命"是用计算机来模拟基本的生物学机制和生命本身，而人工智能的研究范围是在模拟人思维过程。Chris Langton在70年代初即开始了这方面的尝试。他在阅读中发现计算机的老祖宗冯•诺意曼从40年代起就对诸如自我繁殖等问题发生了兴趣，而这个现象是生物最本质性的自然规律之一从DNA 复制、细胞分裂到两性生殖。Langton把阅读地来的兴趣化为决定毕生追求的工作，召集起志同道合的研究人员，并于1987年与SFI和苹果计算机公司召开了首届关于人工生命的国际研讨会，从蚂蚁王国的集体行为、蛋白质分子的自组织到生态系统的计算机演化无所不包。其中最引人注目的是曾写作《Selfish Gene》而名扬天下的牛津大学著名生物学家Richard Dawkins演示的一个程序，它用反复对一个初始模拟生物形式使用若干简单的规则的方法居然在计算机上描绘出与真实生物界惊人相似的生命演化和灭绝的过程。 人们正在从计算机创造出的虚拟空间中寻造真实世界的替身，完成实际情况下难于控制代价高昂和对于社会和实验者自身过于危险的实验研究。 生命过程在很大程度上是一种化学过程，至少现在主要研究的或有能力研究的是这样。而本世纪二三十年代量子力学的主要框架确定之后，理论上就能从原子外层电子的行为解释和计算化学反应的过程，可怜那会儿没有计算机，即使在六七十年代，用程序来计算模拟分子之间的化学反应也不能引起化学家们的兴趣。然而现在的情况改变了，名叫Gaussian98的这样一种软件成为了几乎所有顶尖化学研究人员的宠儿，它愈来愈表现出的模拟生物大分子相互作用的卓越能力更加吸引着生物领域苦苦奋斗的研究者。因为它的巨大成功，为它的发展而作出杰出贡献的Watter Kohn和John APople，一个发明了更加简便易算的量子化学密度函数计算方法，一个将这种理论程序化验变为可在计算机环境中模拟分子反应过程的实用工具，获得98年诺贝尔化学奖。 细胞是生物体的最基本形式，关于生命的复杂性，从细胞里能学到很多东西，特别是整体大于部分的经典的系统伦命题。怎样研究单细胞的复杂性进而规模更大的生命形式，乃至千缠万扯的生态系统，是把在生物学家面前无比挑战性的课题。传统实验研究思路和分析方式显然无法胜任这种要求，单靠生物学家的自身本事异乏掀巨澜之势，幸而计算机科学发展到今天如此发达的程度，使得一门新诞生的生物信息学横跨在两者之间，也产生了一些计算机与生物学双料精英，让两者都受益，当然本文仅从这种大趋势对生物学研究的影响来阐述。 本世纪中叶发展起来的分子生物学已将细胞内的物理化学过程描述得如此精细从基因表达到跨膜信号传递，从细胞的能量产生与消耗到其不知不觉的诞生和无声无息的死亡，然而无论我们对这些具体过程知道的是多么清楚，我们还是不可能明白这团生命的聚合体是怎样作为一个整体在运作的，因为我们曾经所做的和观察的都只是在它的一个侧面，大象不会因为知道自己要被一群瞎子去摸而自动分解为一只耳朵、一条腿、一个身子和一根尾巴。以往所有的分子生物学试验都是在盲人摸象，随着人类基因组计划和几个模式生物基因组计划的加快进行和完成，现在我们需要一个强大的而且美妙的工具去把这些支离破碎的知识组装起来，来检验一些东西，来预测一些东西。这就是计算机模拟。 在日本的Keio大学有一个名叫Masaru Tomita的生物信息学教授（这位正是所谓的计算机/生物学双料高手）领导的研究小组，正在做一个有着划时代意义的软件：E-CELL。这是一种生物学计算机模拟软件，在计算机环境中构造一个虚拟的电子细胞，它不仅仅是包括一些单一的细胞事件和过程，而是将从整体的角度为细胞描绘一幅全图。这个软件将在今年六月份在网上（-）公布β测试版。E-CELL其实一个建模的工具包或平台，它允许使用者规定细胞的基因、蛋白质以及其他分子，它们的胞内定位和估计浓度，给出各自单独的相互作用所依赖的"游戏规则"，然后剩下的工作交给计算机来完成，看这些使用者输入的"初始值"在细胞这个复杂系统里是怎样相互作用构成细胞的。电子细胞将把每个时刻特定位置特定物质的变化通过画面和数字告诉你；你可以仅仅用鼠标去轻轻敲击就能实现在分子生物学实验室费死牛劲的基因敲除、转基因或基因修饰等操作，自由的将感兴趣的细胞暴露在某一中生存环境下，无需考虑细菌的污染、RNA的降解或讨厌的放射性损害。研究者所需做的就是输入初始值，然后就是在计算机屏幕前喝杯咖啡等待友好的E-CELL模拟罢了。无疑这种方法将提供一个非常简捷经济的筛选药物和研究基因功能手段，更重要的是，我们能实时的看到某个因素和环节对细胞整体行为及生命活动的影响。目前这个程序可在UNIX或Linux操作系统下运行。Tomita的小组已用E-CELL的早期版本建构了一个"假想的细胞"，拥有大部分来自解脲支原体（最简单的细胞和最简单的基因组）的127个基因。这个虚拟的细胞就在计算机环境下"生活"着，从虚拟的培养基中吸取着葡萄糖等养分，合成各种各样的维系细胞生存的酶和蛋白质，排出乳酸等代谢废物。难道生物学与计算机科学联姻的E-CELL仅能象吸引小孩子的动画片提供一种教学节目演示吗？当可以做演示，而且它的重复性很好，绝没有人为的误差；更重要的是它在给我们一种崭新的探索环境，我们能从已知里寻找未知的联系，检验我们的思想。Tomita就有这样的意外发现：当中断虚拟细胞的葡萄糖供应时，细胞里的ATP（所有生命过程里最重要的能量供应者）水平在下降之前竟然有一个短暂的上升。根据这个简单模拟结果，Tomita推测产生ATP的系列过程前期也需要ATP本身来供应能量，那么当葡萄糖来源中断后，这种自身消耗便不再进行，而行进在ATP产生途径中后期的代谢中间产物还会维持一小会ATP的供应。可以鲜明的看出来模拟试验为在活细胞中进行的实在试验提供了最有价值的提示和线索，滤掉了许多繁琐而重复的过程，留给科学家饶有趣味的课题和材料。当然为了恰如其分的模拟，我们首先要给我们的模拟软件充实许多的素材，知道更多数目的基因及其功能，知道在柔软的细胞及生物体里潜藏的物理化学规则，最终能够模拟"真实"有机体的完整细胞。 除了Tomita对E-CELL的努力，美国康涅狄格州立大学健康中心的计算机科学家James Schaff和生理学家Leslie Loew也在做同一个梦想，他们设计了一个"Virtual Cell"，放在他们的主机上（du），用户可以以远程登陆的方式运行各自的模拟试验。除了同时将细胞作为整体来模拟，细胞生物学家还能在这个系统里研究细胞的形态体积和别的物理特征怎样影响特定生化过程的。Virtual Cell建立在 Loew对分子扩散和在活细胞内如何反应的准确测量基础上。这些结果用数学语言描述出来再写成相应的计算机程序，"组装"成现实细胞镜象般的计算机化的细胞，一个软件使用者可以免于具体生化过程制约的框架环境。比如研究人员用鼠标人为的加入虚拟细胞一定量的钙，然后观察Virtual Cell是如何解决该这个胞内重要信号分子的命运和它所关联的生物分子的参与的事件。除了看到象在活细胞中纪录到的钙振荡外，还能预测另一种信号分子IP3的动力学过程，而后者在活细胞里进行实验是难以做到的。研究人员将想看电影一样得到完整的细胞内分子事件的全过程，相比现在实验生物学家整天泡在凌乱的实验室里的辛勤，这简直一种不可思议的轻松和奢侈。 这两种模拟软件是可以互补的，而其中透露出来的信息和研究趋势正激起愈来愈多的兴趣，尤其在细胞生物学加中，没有计算机对他们研究的辅助，他们越来越感到一天比一天难活。这正是最有生命力的信息科学与生命科学在未来的21是互相交融共放异彩的明兆。愿更多的人相信。 现在越来越多的科学实验特别是比较复杂的实验采用这种方法来做，并且取得了非常有价值的结论，非常值得积极于生物学发展的工作者借鉴，比如最近Science 杂志刊登的关于长颈恐龙如何觅食的研究。长颈蜥脚类恐龙生活在侏罗纪和白垩纪。本世纪早期，蜥脚类恐龙化石第一次被发现时，其颈部被描述为水平姿态。 但近来发现的化石被重新搭建后发现它的头远远高出地面，有着天鹅般曲线的颈部几乎与地面垂直。这迅即引起了人们对这种恐龙的血液循环如何为头部提供血液的争论，一些研究者甚至认为它可能有多个心脏。但是原始的化石标本很重且易碎，难以在其关节上移动，因而很难确定它颈部的初始形态。为了解决这个问题，Steven和Parrish开发了"DinoMorph"软件来模拟两种长颈蜥脚类恐龙即Diplodocus和Apatosaurus的颈部形态。该软件模拟了每一对颈部脊椎运动的几何学细节，得到了复杂的三维图景。结果表明，它们的颈部在放松时几乎是水平的，向下倾斜的角度很小。头部离地面很近，与颈部相比又有一个向下的角度。两种恐龙的颈部没有传统假说所认为的那般柔软，Diplodocus仅能使其头部抬起来超过背部，Apatosaurus的灵活性略好一些。这意味着长颈蜥脚类恐龙是沿着湖滨吃生长在地上的植物，而不是像长颈鹿一样吃树叶。 出现了这么一种研究形式，我们有必要反思一下什么是科学和科学方法。科学，除开它已延伸开去的几乎作为真理代名词的含义，其实是在一种精神和方法指导下进行的一种社会行为，这个方法就是所谓科学方法。而其中最核心的就是可重复的受控实验思想，即可用实验来验证关于世界之所以为世界的种种假说。只有经历这样过程的理论才能真正称为科学理论。然而在自然科学研究的焦点注视到自然界最复杂的生命系统时，我们原有的酒精灯、试管、显微镜和解剖刀不再够用，甚至我们连实验的重复性都不能再很好的把握，因为生命系统的非线性，某些过程的不可逆性和复杂的受千万种实验可变因素影响的人工不可控性。我们需要在现实实验室的旁边或内部再建立一个做专门研究生命复杂体系的实验室系统，计算机虚拟实验室，开展大型的假想-预测-检验并反复循环的"生命游戏"，领导整个生物学研究的走向，给它确定最有价值的研究命题，指导它该做什么，可能会发生什么。在这个绝妙的替身里重新恢复科学的尊严，恢复人类探索未知的兴趣和自信，让理论生物学在此全面地走在实验实践的前头，支撑起21世纪常规科学的基础。 参考文献： 《复杂》129-184，276-336页，Mitchell Waldrop 1995年著；陈玲译，1997年4月北京生活•读书•新知三联书店出版。 《虚实世界-计算机仿真如何改变科学的疆域》41-197页，1996年John LCasti著；王千祥、权利宁译，1998年12月上海科技教育出版社出版。 Dennis N Building working cells 'in silico' Science 1999，284:80- Kent A Stevens， J Michael P Neck Posture and Feeding Habits of Two Jurassic Sauropod D
信息技术是当今世界发展最快的高新技术， 它正推动着全球经济朝着以计算机及信息网络为基础的信息化方向发展。农业信息化已成为现代农业的重要标志。我国农业开始从传统农业向现代农业转变， 信息技术目前被广泛应用在农业各个领域，一、信息技术信息技术是应用信息科学的原理和方法， 同信息打交道，以扩展人类信息器官的功能的技术。它集通信( C om m unication)、计算机( C om puter) 和控制( C ontrol) 技术于一体， 国外又称之为“3C ”技术， 其内容包括信息接受技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。信息技术的四大内容中， 信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心，而信息接受技术、信息控制技术是核心与外部世界的接口，四者构成一个完整的功能体系， 并与人的信息器官及其功能系统相对应。其内容互相综合， 已形成多项应用开发技术， 如数据库技术、人工智能、专家系统、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、计算机辅助决策系统、自动控制技术、多媒体技术、计算机网络技术等， 它们渗透到农业的各个方面， 充分展示了信息技术强大的生命力和广阔的应用前景。二、信息技术在农业中的主要应用（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。三、我国信息技术在农业应用中存在的问题（一）农民文化素质低，高层农业信息技术开发人才缺乏，信息化意识和利用信息的能力不强。信息技术是一项高科技， 其开发应用需要高科技人才。由于农民的文化素质较低，农民对信息的利用能力差， 成为信息农业实施的一大障碍。（二）信息农业成本过高，信息农业普及难度大。信息农业以信息技术为支撑， 信息农业技术装备如监测仪、计算机、G IS 软件、G PS 装置等设备价格昂贵。全国农民人均纯收入仅34 元， 农民无力购买昂贵的技术装备， 使信息农业难以推广。（三）农业信息化基础工作水平低，信息化、网络化程度低。我国已建成一批农业信息资源库， 但其数量和质量均远不足以形成信息产业。农业信息技术总体水平不高，信息化、网络化程度低主要表现在两个方面: 一是我国虽然已全面起动" 金" 字工程， 加快各种信息网及高速信息公路的建设，但不同地区发展很不平衡， 我国局域网连接的PC 数目平均水平很低， 只有12 个， 而美国、日本、澳大利亚、韩国分别达68、26、64、35 个; 二是数据库的开发、各种应用软件的网络化水平低， 严重制约信息技术的推广应用。（四）信息农业体系整体服务水平不高。高层农业信息技术开发人才缺乏， 利用信息技术能力低。到目前为止， 我国还没有建立起一支专业化的农业信息服务队伍， 现有的信息技术人才不足， 服务人员素质不高， 影响了信息服务质量。四、促进农业信息技术革命，加速农业信息化发展的对策（一）建立和完善农业信息产业和农业信息化体系。政府应承担起农业信息化的引导责任， 同时积极发挥社会组织、广大农民及社会其它力量的作用进行农业信息开发。应普及计算机及计算机知识， 培育农业信息市场和信息产业， 促进和完善农业信息体系， 为信息技术在农业上的应用及推广提供良好环境。（二）加强信息市场管理。应加强对农业信息资源开发和利用的统一规划和指导， 逐步建立并完善各级信息资源， 建立标准和数据更新体系， 加强数据更新技术的研究与应用。同时加强信息市场的管理和立法， 避免信息数据库的重复建设， 提高数据库的网络化水平， 增强数据的共享性， 开发和利用各省、市、县等地区的农业数据库， 促进地方农业信息化建设进程。（三）大力加强国家信息网络建设。农业信息化和信息技术的应用要依托全国信息主干网， 加快“农”工程建设。在发挥国家投资主渠道作用下， 各地及有关农业部门应加大投入， 建立区域网、局部网， 并与国内主干网、互联网接轨， 实现农业技术人员、管理人员、农户入网。加强高层农业信息技术人才培养， 增强全民信息意识。加强农业应用软件网络化、多媒体化及可视化研究， 使农业信息技术可实行远程推广， 远程教育。（四）建设农业信息技术基地，加强信息技术的示范推广。选择民众信息意识强、信息基础设施较好的地区， 建立农业信息技术示范基地， 组织农学家、信息专家、经济学家参与规划建设和实施。并加快成熟信息技术成果的推广， 边试验边应用， 根据试验情况总结经验， 成熟后向其它地区大力推广，使农业信息技术走向实际应用的“试验———推广”的道路。
可以参考一下农业大数据应用云平台，是大数据时代与农业的结合，整合了相关农业影响因素数据，如气象数据、灾害数据、播种数据、涉农宏观经济数据等。
一、定义 计算机毕业论文是计算机专业毕业生培养方案中的必修环节。学生通过计算机毕业论文的写作，培养综合运用计算机专业知识去分析并解决实际问题的能力，学有所用，不仅实践操作、动笔能力得到很好的锻炼，还极大地增强了今后走向社会拼搏、奋斗的勇气和自信。 二、分类 计算机毕业论文一般可分为四大类： 1计算机信息管理 2计算机应用 3计算机网络 4计算机软件 三、计算机毕业论文研究方向 计算机毕业论文的研究方向，通常有以下四类： 1．完成一个不太大的实际项目或在某一个较大的项目中设计并完成一个模块（如应用软件、工具软件或自行设计的板卡、接口等等），然后以工程项目总结或科研报告、或已发表的论文的综合扩展等形式完成论文。 这类项目的写作提纲是：1）引言（应该写本论文研究的意义、相关研究背景和本论文的目标等内容。）；2）×××系统的设计（应该写该系统设计的主要结论，如系统的总体设计结论（包括模块结构和接口设计）、数据库/数据结构设计结论和主要算法（思想）是什么等内容。）；3）×××系统的实现（主要写为了完成该系统的设计，要解决的关键问题都有什么，以及如何解决，必要时应该给出实验结果及其分析结论等。）；4）结束语（应该总结全文工作，并说明进一步研究的目标和方向等）。 2． 对一个即将进行开发的项目的一部份进行系统分析（需求分析，平台选型，分块，设计部分模块的细化）。这类论文的重点是收集整理应用项目的背景分析，需求分析，平台选型，总体设计（分块），设计部分模块的细化，使用的开发工具的内容。论文结构一般安排如下： 1）引言（重点描述应用项目背景，项目开发特色，工作难度等） ；2）项目分析设计（重点描述项目的整体框架，功能说明，开发工具简介等）；3）项目实现（重点描述数据库设计结果，代码开发原理和过程，实现中遇到和解决的主要问题，项目今后的维护和改进等，此部分可安排两到三节）；4）结束语。 对某一项计算机领域的先进技术或成熟软件进行分析、比较，进而能提出自己的评价和有针对性创见。这类论文的写作重点是收集整理有关的最新论文或软件，分析比较心得，实验数据等内容。论文结构一般安排如下： 1）引言（重点描述分析对象的特点，分析比较工作的意义，主要结果等） ；2）分析对象的概括性描述；3）分析比较的主要结果（如果是技术分析，给出主要数据，如果是软件分析，给出代码分析结果，实验过程等） ；4）分析比较的评价和系统应用（可以给出基于分析比较的结果，提出某些设计实现方案，和进行一些实验工作 ；5）结束语。 对某一个计算机科学中的理论问题有一定见解，接近或达到了在杂志上发表的水平。这类论文的写作重点是收集整理问题的发现，解决问题所用到的基本知识，解决问题的独特方法，定理证明，算法设计和分析。论文结构一般安排如下： 1)引言（重点描述要解决的问题的来源，难度，解决问题的主要方法等） ；2)基本知识（解决问题涉及的基本定义，定理，及自己提出的概念等）；3)推理结论（给出问题解决方案，包括定理证明，算法设计，复杂性分析等） ；4) 结束语。 四、计算机毕业论文的构成 一般，一份完整、规范的计算机毕业论文应大致包括以下项目（各院校要求不完全相同）： 摘要及关键词Abstract and Keywords 目录 正文第一章 引言1、本课题的研究意义2、本论文的目的、内容及作者的主要贡献 第二章 研究现状及设计目标1、相近研究课题的特点及优缺点分析2、现行研究存在的问题及解决办法3、本课题要达到的设计目标 第三章 要解决的几个关键问题1、研究设计中要解决的问题2、具体实现中采用的关键技术及复杂性分析 第四章 系统结构与模型1、设计实现的策略和算法描述2、编程模型及数据结构 第五章 系统实现技术1、分模块详述系统各部分的实现方法2、程序流程 第六章、性能测试与分析1、测试实例(测试集)的研究与选择2、测试环境与测试条件3、实例测试(表格与曲线)4、性能分析 第七章 结束语致谢参考文献 五、完成计算机毕业论文的各个环节： 1、计算机专业实践环节形式：毕业设计 2、毕业论文实践环节应注意的事项（1）、“毕业论文”实践环节在全部毕业学分中占有一定学分；（2）、“毕业论文”实践环节从起步到毕业答辩结束历时至少4周以上；（3）、“毕业论文”实践环节包括两部分内容：① 完成“毕业论文”所开发的应用程序；② 针对所开发的应用程序书写“毕业论文”说明书(即论文)； 3、毕业论文实践环节应先完成的工作在毕业论文实践环节之前，应向有关主管设计工作的单位或老师上报如下材料：（1）《毕业论文实践环节安排意见》（包括领导小组名单，毕业班专业、级别、性质、工作计划安排、实践环节工作步骤，指导教师名单，学生分组名单）、（2）《毕业论文（论文）审批表》一式两份（要求认真审核、填写指导教师资格，包括职称、从事专业、有何论著，每人指导学生不得超过一定人数，兼职(或业余)指导教师指导学生数根据情况酌减）。 4、关于“毕业论文”工作的过程步骤： （1）、“毕业论文”题目的选择选题时应遵循以下原则：①选题必须符合计算机专业的综合培养要求；②应尽可能选择工程性较强的课题，以保证有足够的工程训练；③毕业论文工作要有一定的编程量要求，以保证有明确的工作成果；④选题原则上一人一题，结合较大型任务的课题，每个学生必须有毕业论文的独立子课题；⑤选题应尽量结合本地、本单位的教学、科研、技术开发项目，在实际环境中进行。总之选题要体现综合性原则、实用性原则、先进性原则、量力性原则等选题时要达到以下目标：①选题与要求提高综合运用专业知识分析和解决问题的能力；②掌握文献检索、资料查询的基本方法和获取新知识的能力；③掌握软硬件或应用系统的设计开发能力；④提高书面和口头表达能力；⑤提高协作配合工作的能力。 （2）、“毕业论文”题目审核有关单位将毕业学生选择的题目填写在同一个“毕业论文（论文）审批表”中的“毕业论文安排表”相应栏目中，，审核通过后方可开展下一步工作。 （3）、“毕业论文”应用程序开发实施(大致用时安排)①需求分析阶段（约一周时间完成）②系统分析阶段（约一周时间完成），同时完成毕业论文说明书前两章资料整理工作。③系统设计阶段（约一周时间完成）④代码实现阶段（约三周时间完成）同时完成毕业论文说明书第三章、第四章资料整理工作。⑤系统调试阶段（约二周时间完成），同时完成毕业论文说明书第五章资料整理工作。⑥投入运行阶段（约一周时间完成），同时完成毕业论文说明书中第六章资料整理工作。⑦毕业论文说明书的整理定稿阶段（约二周时间完成）
计算机在农业上的应用论文
第一，计算机技术对于现代社会的全面渗透，简直是无处而不往，无往而不胜。可是，根据社会各个产业部门具体条件的不同，并结合计算机技术研究和开发的实际情况，计算机对于各个产业部门的渗透次序，往往是先工业，后农业，或者是先第二、第三产业，后第一产业。农业部门乃是计算机使用的后进单位，这既是事实，也是一种变量。根据农业在整个社会产业结构中所处的基础地位，及其在整个社会中所处的战略地位，以及它目前仍较落后的技术现状和全社会对农业不断增长的巨大需求，凡此种种，都构成推动计算机技术加速向农业渗透的强大合力。若干年以后，当第二、第三产业的计算机逐步趋向饱和的时候，而农村的确是个广阔的天地，计算机是可以在这里大有作为的。上述数项计算机在农业领域的初步应用，只作了大概的说明。第二，计算机技术在农业领域应用的鲜明特点，也是突出优点为：速度快，效益高，功能多。计算机应用于作物育种时，以计算遗传相关系数为例，供试品种60个，重复5次，20个性状间的遗传相关计算，若一个人用EL-5002计算器运算，约需400天；而在微型机上计算从输入数据到输出结果，只需3-4小时，提高计算速度1000倍以上，真是神速极了。我国江苏省农科院开发的“水稻栽培计算机模拟优化决策系统”，若在全国水稻种植面积9亿亩中推广1／10，即4900万亩，则一年可望增收稻谷12亿公斤左右。其效益之高，确实惊人。计算机在农业领域的应用，除上述作物品种资源研究、作物育种、作物栽培，作物保护、农人管理以外，还有土壤肥料研究、畜禽饲养、农业气象、农业生产管理等等。此外，我们可以看到，每一项高科技在农业领域的应用，几乎都有计算机参与，生物技术、遥感技术、核技术以及激光技术、机器人技术在农业中的实际应用，都离不开计算机这项普适性技术。计算机功能之多，使其他技术望尘莫及。第三，计算机在农业领域的广泛应用，形成了计算机技术与农业科学技术乃至社会科学内外交叉的奇异格局。早在70年代初期，在美国农业部农业研究局部署下，由美国密执安州大学教授T稪里奇主持的CERES作物模拟模型的开发项目，参加研究工作的数十位科学家，其学科专业涉及农学、生理、土壤、气象、水文和计算机等。其实，计算机应用于农业，引发的学科杂交态势错综复杂，其中包括经济学、管理学、社会学等社会科学的参与，使整个领域的学科杂交优势十分明显，这是难能可贵的。这里，与农业用计算机技术相关的科学知识和技能竞相增长，各种有关的科技人才争相荟萃。这是科学创造和技术发明必需的社会环境，也是现代农业活动逐步信息化和智能化必备的社会氛围。
计算机模拟与生物学研究的新趋势摘要：随着生物学知识的积累和计算机技术的发展，出现了研究生物学的新方法：计算机模拟。典型的是日本Keio大学学者设计的电子细胞和美国康涅狄格州州立大学学者设计的虚拟细胞，允许生物学实验在这样一个人工环境里运行。生物学家将有可能利用这种新的工具来研究对于常规实验技术来说要漫长或复杂困难的生命过程机制。这是实验生物学进步的必然，也将为理论生物学成为整个生命科学的先锋带来莫大的机遇。 关键词：模拟、复杂、细胞、计算机 Computer simulation and new tendency of method in biological research field Zhou Jian-Jun、Wu Cai-Hong， College of Life Sciences，Peking University 100871 Feng Mei-Fu， Institute of Zoology，Chinese Academy of Sciences 100080 Abstract: A new research method， which is marked by its artificial laboratory with the assistance of high quality computer and software， has emerged in biological The most important model platforms may be the electronic cell or virtual cell， designed by Tomita from Keio University， Japan and Schaff and Loew from Connecticut University，USA， Biologists will utilize the distinguished tool to accumulate knowledge on complex life mechanisms that seem to be difficult or far-reaching for conventional experimental Like physics and economics， theoretical biology will stand as the pioneer in the development of life Key Words:simulation、complexity、cell、computer 有这样一个奇怪的现象，理论家在物理学、经济学中占据王者地位，在生物学研究中却恰恰相反，试图从数学计算进行理论研究的人处于被忽视的地位。人们包括实际从事生物学领域工作的研究者心中的生物学必然是诞生于充满各种离心机、电泳槽和奇形怪状的瓶瓶罐罐的实验室，文章写作的模式也几乎千篇一律，先是前言，再是材料与方法，然后是结果与讨论。分子生物学家就是在这样的生活与研究环境中，基于直接的观察和实验，一点一滴地收集着有关生老病死的数据材料，整天忙于单个基因的克隆和功能分析，单个信号分子与直接相关蛋白的作用方式；而在怎样将生命本身作为复杂系统从总体上进行研究，大家还顾不上考虑，更不要说运用什么模型进行演绎和预测了。 不过还是有些"傻瓜"或者"疯狂"的的幻想者继续做着他们的梦想，他们时时刻刻想把现实世界中生命形式和美妙过程映射到计算机模拟的环境中，创造数字形式的"人工生命"，美国加州的Santa Fe Institute（SFI）就有这么一群"疯子"。类似眼下颇为流行的人工智能，"人工生命"是用计算机来模拟基本的生物学机制和生命本身，而人工智能的研究范围是在模拟人思维过程。Chris Langton在70年代初即开始了这方面的尝试。他在阅读中发现计算机的老祖宗冯•诺意曼从40年代起就对诸如自我繁殖等问题发生了兴趣，而这个现象是生物最本质性的自然规律之一从DNA 复制、细胞分裂到两性生殖。Langton把阅读地来的兴趣化为决定毕生追求的工作，召集起志同道合的研究人员，并于1987年与SFI和苹果计算机公司召开了首届关于人工生命的国际研讨会，从蚂蚁王国的集体行为、蛋白质分子的自组织到生态系统的计算机演化无所不包。其中最引人注目的是曾写作《Selfish Gene》而名扬天下的牛津大学著名生物学家Richard Dawkins演示的一个程序，它用反复对一个初始模拟生物形式使用若干简单的规则的方法居然在计算机上描绘出与真实生物界惊人相似的生命演化和灭绝的过程。 人们正在从计算机创造出的虚拟空间中寻造真实世界的替身，完成实际情况下难于控制代价高昂和对于社会和实验者自身过于危险的实验研究。 生命过程在很大程度上是一种化学过程，至少现在主要研究的或有能力研究的是这样。而本世纪二三十年代量子力学的主要框架确定之后，理论上就能从原子外层电子的行为解释和计算化学反应的过程，可怜那会儿没有计算机，即使在六七十年代，用程序来计算模拟分子之间的化学反应也不能引起化学家们的兴趣。然而现在的情况改变了，名叫Gaussian98的这样一种软件成为了几乎所有顶尖化学研究人员的宠儿，它愈来愈表现出的模拟生物大分子相互作用的卓越能力更加吸引着生物领域苦苦奋斗的研究者。因为它的巨大成功，为它的发展而作出杰出贡献的Watter Kohn和John APople，一个发明了更加简便易算的量子化学密度函数计算方法，一个将这种理论程序化验变为可在计算机环境中模拟分子反应过程的实用工具，获得98年诺贝尔化学奖。 细胞是生物体的最基本形式，关于生命的复杂性，从细胞里能学到很多东西，特别是整体大于部分的经典的系统伦命题。怎样研究单细胞的复杂性进而规模更大的生命形式，乃至千缠万扯的生态系统，是把在生物学家面前无比挑战性的课题。传统实验研究思路和分析方式显然无法胜任这种要求，单靠生物学家的自身本事异乏掀巨澜之势，幸而计算机科学发展到今天如此发达的程度，使得一门新诞生的生物信息学横跨在两者之间，也产生了一些计算机与生物学双料精英，让两者都受益，当然本文仅从这种大趋势对生物学研究的影响来阐述。 本世纪中叶发展起来的分子生物学已将细胞内的物理化学过程描述得如此精细从基因表达到跨膜信号传递，从细胞的能量产生与消耗到其不知不觉的诞生和无声无息的死亡，然而无论我们对这些具体过程知道的是多么清楚，我们还是不可能明白这团生命的聚合体是怎样作为一个整体在运作的，因为我们曾经所做的和观察的都只是在它的一个侧面，大象不会因为知道自己要被一群瞎子去摸而自动分解为一只耳朵、一条腿、一个身子和一根尾巴。以往所有的分子生物学试验都是在盲人摸象，随着人类基因组计划和几个模式生物基因组计划的加快进行和完成，现在我们需要一个强大的而且美妙的工具去把这些支离破碎的知识组装起来，来检验一些东西，来预测一些东西。这就是计算机模拟。 在日本的Keio大学有一个名叫Masaru Tomita的生物信息学教授（这位正是所谓的计算机/生物学双料高手）领导的研究小组，正在做一个有着划时代意义的软件：E-CELL。这是一种生物学计算机模拟软件，在计算机环境中构造一个虚拟的电子细胞，它不仅仅是包括一些单一的细胞事件和过程，而是将从整体的角度为细胞描绘一幅全图。这个软件将在今年六月份在网上（-）公布β测试版。E-CELL其实一个建模的工具包或平台，它允许使用者规定细胞的基因、蛋白质以及其他分子，它们的胞内定位和估计浓度，给出各自单独的相互作用所依赖的"游戏规则"，然后剩下的工作交给计算机来完成，看这些使用者输入的"初始值"在细胞这个复杂系统里是怎样相互作用构成细胞的。电子细胞将把每个时刻特定位置特定物质的变化通过画面和数字告诉你；你可以仅仅用鼠标去轻轻敲击就能实现在分子生物学实验室费死牛劲的基因敲除、转基因或基因修饰等操作，自由的将感兴趣的细胞暴露在某一中生存环境下，无需考虑细菌的污染、RNA的降解或讨厌的放射性损害。研究者所需做的就是输入初始值，然后就是在计算机屏幕前喝杯咖啡等待友好的E-CELL模拟罢了。无疑这种方法将提供一个非常简捷经济的筛选药物和研究基因功能手段，更重要的是，我们能实时的看到某个因素和环节对细胞整体行为及生命活动的影响。目前这个程序可在UNIX或Linux操作系统下运行。Tomita的小组已用E-CELL的早期版本建构了一个"假想的细胞"，拥有大部分来自解脲支原体（最简单的细胞和最简单的基因组）的127个基因。这个虚拟的细胞就在计算机环境下"生活"着，从虚拟的培养基中吸取着葡萄糖等养分，合成各种各样的维系细胞生存的酶和蛋白质，排出乳酸等代谢废物。难道生物学与计算机科学联姻的E-CELL仅能象吸引小孩子的动画片提供一种教学节目演示吗？当可以做演示，而且它的重复性很好，绝没有人为的误差；更重要的是它在给我们一种崭新的探索环境，我们能从已知里寻找未知的联系，检验我们的思想。Tomita就有这样的意外发现：当中断虚拟细胞的葡萄糖供应时，细胞里的ATP（所有生命过程里最重要的能量供应者）水平在下降之前竟然有一个短暂的上升。根据这个简单模拟结果，Tomita推测产生ATP的系列过程前期也需要ATP本身来供应能量，那么当葡萄糖来源中断后，这种自身消耗便不再进行，而行进在ATP产生途径中后期的代谢中间产物还会维持一小会ATP的供应。可以鲜明的看出来模拟试验为在活细胞中进行的实在试验提供了最有价值的提示和线索，滤掉了许多繁琐而重复的过程，留给科学家饶有趣味的课题和材料。当然为了恰如其分的模拟，我们首先要给我们的模拟软件充实许多的素材，知道更多数目的基因及其功能，知道在柔软的细胞及生物体里潜藏的物理化学规则，最终能够模拟"真实"有机体的完整细胞。 除了Tomita对E-CELL的努力，美国康涅狄格州立大学健康中心的计算机科学家James Schaff和生理学家Leslie Loew也在做同一个梦想，他们设计了一个"Virtual Cell"，放在他们的主机上（du），用户可以以远程登陆的方式运行各自的模拟试验。除了同时将细胞作为整体来模拟，细胞生物学家还能在这个系统里研究细胞的形态体积和别的物理特征怎样影响特定生化过程的。Virtual Cell建立在 Loew对分子扩散和在活细胞内如何反应的准确测量基础上。这些结果用数学语言描述出来再写成相应的计算机程序，"组装"成现实细胞镜象般的计算机化的细胞，一个软件使用者可以免于具体生化过程制约的框架环境。比如研究人员用鼠标人为的加入虚拟细胞一定量的钙，然后观察Virtual Cell是如何解决该这个胞内重要信号分子的命运和它所关联的生物分子的参与的事件。除了看到象在活细胞中纪录到的钙振荡外，还能预测另一种信号分子IP3的动力学过程，而后者在活细胞里进行实验是难以做到的。研究人员将想看电影一样得到完整的细胞内分子事件的全过程，相比现在实验生物学家整天泡在凌乱的实验室里的辛勤，这简直一种不可思议的轻松和奢侈。 这两种模拟软件是可以互补的，而其中透露出来的信息和研究趋势正激起愈来愈多的兴趣，尤其在细胞生物学加中，没有计算机对他们研究的辅助，他们越来越感到一天比一天难活。这正是最有生命力的信息科学与生命科学在未来的21是互相交融共放异彩的明兆。愿更多的人相信。 现在越来越多的科学实验特别是比较复杂的实验采用这种方法来做，并且取得了非常有价值的结论，非常值得积极于生物学发展的工作者借鉴，比如最近Science 杂志刊登的关于长颈恐龙如何觅食的研究。长颈蜥脚类恐龙生活在侏罗纪和白垩纪。本世纪早期，蜥脚类恐龙化石第一次被发现时，其颈部被描述为水平姿态。 但近来发现的化石被重新搭建后发现它的头远远高出地面，有着天鹅般曲线的颈部几乎与地面垂直。这迅即引起了人们对这种恐龙的血液循环如何为头部提供血液的争论，一些研究者甚至认为它可能有多个心脏。但是原始的化石标本很重且易碎，难以在其关节上移动，因而很难确定它颈部的初始形态。为了解决这个问题，Steven和Parrish开发了"DinoMorph"软件来模拟两种长颈蜥脚类恐龙即Diplodocus和Apatosaurus的颈部形态。该软件模拟了每一对颈部脊椎运动的几何学细节，得到了复杂的三维图景。结果表明，它们的颈部在放松时几乎是水平的，向下倾斜的角度很小。头部离地面很近，与颈部相比又有一个向下的角度。两种恐龙的颈部没有传统假说所认为的那般柔软，Diplodocus仅能使其头部抬起来超过背部，Apatosaurus的灵活性略好一些。这意味着长颈蜥脚类恐龙是沿着湖滨吃生长在地上的植物，而不是像长颈鹿一样吃树叶。 出现了这么一种研究形式，我们有必要反思一下什么是科学和科学方法。科学，除开它已延伸开去的几乎作为真理代名词的含义，其实是在一种精神和方法指导下进行的一种社会行为，这个方法就是所谓科学方法。而其中最核心的就是可重复的受控实验思想，即可用实验来验证关于世界之所以为世界的种种假说。只有经历这样过程的理论才能真正称为科学理论。然而在自然科学研究的焦点注视到自然界最复杂的生命系统时，我们原有的酒精灯、试管、显微镜和解剖刀不再够用，甚至我们连实验的重复性都不能再很好的把握，因为生命系统的非线性，某些过程的不可逆性和复杂的受千万种实验可变因素影响的人工不可控性。我们需要在现实实验室的旁边或内部再建立一个做专门研究生命复杂体系的实验室系统，计算机虚拟实验室，开展大型的假想-预测-检验并反复循环的"生命游戏"，领导整个生物学研究的走向，给它确定最有价值的研究命题，指导它该做什么，可能会发生什么。在这个绝妙的替身里重新恢复科学的尊严，恢复人类探索未知的兴趣和自信，让理论生物学在此全面地走在实验实践的前头，支撑起21世纪常规科学的基础。 参考文献： 《复杂》129-184，276-336页，Mitchell Waldrop 1995年著；陈玲译，1997年4月北京生活•读书•新知三联书店出版。 《虚实世界-计算机仿真如何改变科学的疆域》41-197页，1996年John LCasti著；王千祥、权利宁译，1998年12月上海科技教育出版社出版。 Dennis N Building working cells 'in silico' Science 1999，284:80- Kent A Stevens， J Michael P Neck Posture and Feeding Habits of Two Jurassic Sauropod D
计算机在农业上的应用论文题目
学术堂整理了20个计算机论文选题，供大家参考: 计算机网络在无线电台通信中的应用研究 计算机导航辅助髓芯减压自体骨髓移植治疗早期股骨头坏死 基于新工科的计算机学科发展策略 高校计算机公共机房管理模式构建策略探析 大数据时代计算机应用基础课程创新教学研究 计算机虚拟现实技术在土木建筑工程中的应用 ZrO_2/莫来石热障涂层热冲击性能计算机模拟 中职计算机高效教学的实现 创客教育背景下高职课程的改革与创新--以计算机应用技术专业为例 微课在中职计算机基础课程教学中的应用 应用职教云平台进行中职计算机专业课线上教学的探索 民族高校体育教育专业学生计算机基础操作现状及提升策略--以北方民族大学为例 计算机科学技术在计算机教育中的应用 AI背景下高职院校计算机专业人才培养和教学的思考 面向工程教育认证的计算机专业智能课程地图研究 计算机网络工程全面信息化管理应用研究 计算机病毒及隔离措施 基于深度学习模式的高职计算机应用基础课程教学改革 农业院校计算机专业人才培养模式的探索与研究 基于超星学习通的"计算机应用基础"混合式教学模式研究
信息技术是当今世界发展最快的高新技术， 它正推动着全球经济朝着以计算机及信息网络为基础的信息化方向发展。农业信息化已成为现代农业的重要标志。我国农业开始从传统农业向现代农业转变， 信息技术目前被广泛应用在农业各个领域，一、信息技术信息技术是应用信息科学的原理和方法， 同信息打交道，以扩展人类信息器官的功能的技术。它集通信( C om m unication)、计算机( C om puter) 和控制( C ontrol) 技术于一体， 国外又称之为“3C ”技术， 其内容包括信息接受技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。信息技术的四大内容中， 信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心，而信息接受技术、信息控制技术是核心与外部世界的接口，四者构成一个完整的功能体系， 并与人的信息器官及其功能系统相对应。其内容互相综合， 已形成多项应用开发技术， 如数据库技术、人工智能、专家系统、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、计算机辅助决策系统、自动控制技术、多媒体技术、计算机网络技术等， 它们渗透到农业的各个方面， 充分展示了信息技术强大的生命力和广阔的应用前景。二、信息技术在农业中的主要应用（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。三、我国信息技术在农业应用中存在的问题（一）农民文化素质低，高层农业信息技术开发人才缺乏，信息化意识和利用信息的能力不强。信息技术是一项高科技， 其开发应用需要高科技人才。由于农民的文化素质较低，农民对信息的利用能力差， 成为信息农业实施的一大障碍。（二）信息农业成本过高，信息农业普及难度大。信息农业以信息技术为支撑， 信息农业技术装备如监测仪、计算机、G IS 软件、G PS 装置等设备价格昂贵。全国农民人均纯收入仅34 元， 农民无力购买昂贵的技术装备， 使信息农业难以推广。（三）农业信息化基础工作水平低，信息化、网络化程度低。我国已建成一批农业信息资源库， 但其数量和质量均远不足以形成信息产业。农业信息技术总体水平不高，信息化、网络化程度低主要表现在两个方面: 一是我国虽然已全面起动" 金" 字工程， 加快各种信息网及高速信息公路的建设，但不同地区发展很不平衡， 我国局域网连接的PC 数目平均水平很低， 只有12 个， 而美国、日本、澳大利亚、韩国分别达68、26、64、35 个; 二是数据库的开发、各种应用软件的网络化水平低， 严重制约信息技术的推广应用。（四）信息农业体系整体服务水平不高。高层农业信息技术开发人才缺乏， 利用信息技术能力低。到目前为止， 我国还没有建立起一支专业化的农业信息服务队伍， 现有的信息技术人才不足， 服务人员素质不高， 影响了信息服务质量。四、促进农业信息技术革命，加速农业信息化发展的对策（一）建立和完善农业信息产业和农业信息化体系。政府应承担起农业信息化的引导责任， 同时积极发挥社会组织、广大农民及社会其它力量的作用进行农业信息开发。应普及计算机及计算机知识， 培育农业信息市场和信息产业， 促进和完善农业信息体系， 为信息技术在农业上的应用及推广提供良好环境。（二）加强信息市场管理。应加强对农业信息资源开发和利用的统一规划和指导， 逐步建立并完善各级信息资源， 建立标准和数据更新体系， 加强数据更新技术的研究与应用。同时加强信息市场的管理和立法， 避免信息数据库的重复建设， 提高数据库的网络化水平， 增强数据的共享性， 开发和利用各省、市、县等地区的农业数据库， 促进地方农业信息化建设进程。（三）大力加强国家信息网络建设。农业信息化和信息技术的应用要依托全国信息主干网， 加快“农”工程建设。在发挥国家投资主渠道作用下， 各地及有关农业部门应加大投入， 建立区域网、局部网， 并与国内主干网、互联网接轨， 实现农业技术人员、管理人员、农户入网。加强高层农业信息技术人才培养， 增强全民信息意识。加强农业应用软件网络化、多媒体化及可视化研究， 使农业信息技术可实行远程推广， 远程教育。（四）建设农业信息技术基地，加强信息技术的示范推广。选择民众信息意识强、信息基础设施较好的地区， 建立农业信息技术示范基地， 组织农学家、信息专家、经济学家参与规划建设和实施。并加快成熟信息技术成果的推广， 边试验边应用， 根据试验情况总结经验， 成熟后向其它地区大力推广，使农业信息技术走向实际应用的“试验———推广”的道路。
（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。
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计算机在农业上的应用论文摘要
信息技术是当今世界发展最快的高新技术， 它正推动着全球经济朝着以计算机及信息网络为基础的信息化方向发展。农业信息化已成为现代农业的重要标志。我国农业开始从传统农业向现代农业转变， 信息技术目前被广泛应用在农业各个领域，一、信息技术信息技术是应用信息科学的原理和方法， 同信息打交道，以扩展人类信息器官的功能的技术。它集通信( C om m unication)、计算机( C om puter) 和控制( C ontrol) 技术于一体， 国外又称之为“3C ”技术， 其内容包括信息接受技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。信息技术的四大内容中， 信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心，而信息接受技术、信息控制技术是核心与外部世界的接口，四者构成一个完整的功能体系， 并与人的信息器官及其功能系统相对应。其内容互相综合， 已形成多项应用开发技术， 如数据库技术、人工智能、专家系统、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、计算机辅助决策系统、自动控制技术、多媒体技术、计算机网络技术等， 它们渗透到农业的各个方面， 充分展示了信息技术强大的生命力和广阔的应用前景。二、信息技术在农业中的主要应用（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。三、我国信息技术在农业应用中存在的问题（一）农民文化素质低，高层农业信息技术开发人才缺乏，信息化意识和利用信息的能力不强。信息技术是一项高科技， 其开发应用需要高科技人才。由于农民的文化素质较低，农民对信息的利用能力差， 成为信息农业实施的一大障碍。（二）信息农业成本过高，信息农业普及难度大。信息农业以信息技术为支撑， 信息农业技术装备如监测仪、计算机、G IS 软件、G PS 装置等设备价格昂贵。全国农民人均纯收入仅34 元， 农民无力购买昂贵的技术装备， 使信息农业难以推广。（三）农业信息化基础工作水平低，信息化、网络化程度低。我国已建成一批农业信息资源库， 但其数量和质量均远不足以形成信息产业。农业信息技术总体水平不高，信息化、网络化程度低主要表现在两个方面: 一是我国虽然已全面起动" 金" 字工程， 加快各种信息网及高速信息公路的建设，但不同地区发展很不平衡， 我国局域网连接的PC 数目平均水平很低， 只有12 个， 而美国、日本、澳大利亚、韩国分别达68、26、64、35 个; 二是数据库的开发、各种应用软件的网络化水平低， 严重制约信息技术的推广应用。（四）信息农业体系整体服务水平不高。高层农业信息技术开发人才缺乏， 利用信息技术能力低。到目前为止， 我国还没有建立起一支专业化的农业信息服务队伍， 现有的信息技术人才不足， 服务人员素质不高， 影响了信息服务质量。四、促进农业信息技术革命，加速农业信息化发展的对策（一）建立和完善农业信息产业和农业信息化体系。政府应承担起农业信息化的引导责任， 同时积极发挥社会组织、广大农民及社会其它力量的作用进行农业信息开发。应普及计算机及计算机知识， 培育农业信息市场和信息产业， 促进和完善农业信息体系， 为信息技术在农业上的应用及推广提供良好环境。（二）加强信息市场管理。应加强对农业信息资源开发和利用的统一规划和指导， 逐步建立并完善各级信息资源， 建立标准和数据更新体系， 加强数据更新技术的研究与应用。同时加强信息市场的管理和立法， 避免信息数据库的重复建设， 提高数据库的网络化水平， 增强数据的共享性， 开发和利用各省、市、县等地区的农业数据库， 促进地方农业信息化建设进程。（三）大力加强国家信息网络建设。农业信息化和信息技术的应用要依托全国信息主干网， 加快“农”工程建设。在发挥国家投资主渠道作用下， 各地及有关农业部门应加大投入， 建立区域网、局部网， 并与国内主干网、互联网接轨， 实现农业技术人员、管理人员、农户入网。加强高层农业信息技术人才培养， 增强全民信息意识。加强农业应用软件网络化、多媒体化及可视化研究， 使农业信息技术可实行远程推广， 远程教育。（四）建设农业信息技术基地，加强信息技术的示范推广。选择民众信息意识强、信息基础设施较好的地区， 建立农业信息技术示范基地， 组织农学家、信息专家、经济学家参与规划建设和实施。并加快成熟信息技术成果的推广， 边试验边应用， 根据试验情况总结经验， 成熟后向其它地区大力推广，使农业信息技术走向实际应用的“试验———推广”的道路。
（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。
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计算机在农业方面的应用论文
（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。
计算机模拟与生物学研究的新趋势摘要：随着生物学知识的积累和计算机技术的发展，出现了研究生物学的新方法：计算机模拟。典型的是日本Keio大学学者设计的电子细胞和美国康涅狄格州州立大学学者设计的虚拟细胞，允许生物学实验在这样一个人工环境里运行。生物学家将有可能利用这种新的工具来研究对于常规实验技术来说要漫长或复杂困难的生命过程机制。这是实验生物学进步的必然，也将为理论生物学成为整个生命科学的先锋带来莫大的机遇。 关键词：模拟、复杂、细胞、计算机 Computer simulation and new tendency of method in biological research field Zhou Jian-Jun、Wu Cai-Hong， College of Life Sciences，Peking University 100871 Feng Mei-Fu， Institute of Zoology，Chinese Academy of Sciences 100080 Abstract: A new research method， which is marked by its artificial laboratory with the assistance of high quality computer and software， has emerged in biological The most important model platforms may be the electronic cell or virtual cell， designed by Tomita from Keio University， Japan and Schaff and Loew from Connecticut University，USA， Biologists will utilize the distinguished tool to accumulate knowledge on complex life mechanisms that seem to be difficult or far-reaching for conventional experimental Like physics and economics， theoretical biology will stand as the pioneer in the development of life Key Words:simulation、complexity、cell、computer 有这样一个奇怪的现象，理论家在物理学、经济学中占据王者地位，在生物学研究中却恰恰相反，试图从数学计算进行理论研究的人处于被忽视的地位。人们包括实际从事生物学领域工作的研究者心中的生物学必然是诞生于充满各种离心机、电泳槽和奇形怪状的瓶瓶罐罐的实验室，文章写作的模式也几乎千篇一律，先是前言，再是材料与方法，然后是结果与讨论。分子生物学家就是在这样的生活与研究环境中，基于直接的观察和实验，一点一滴地收集着有关生老病死的数据材料，整天忙于单个基因的克隆和功能分析，单个信号分子与直接相关蛋白的作用方式；而在怎样将生命本身作为复杂系统从总体上进行研究，大家还顾不上考虑，更不要说运用什么模型进行演绎和预测了。 不过还是有些"傻瓜"或者"疯狂"的的幻想者继续做着他们的梦想，他们时时刻刻想把现实世界中生命形式和美妙过程映射到计算机模拟的环境中，创造数字形式的"人工生命"，美国加州的Santa Fe Institute（SFI）就有这么一群"疯子"。类似眼下颇为流行的人工智能，"人工生命"是用计算机来模拟基本的生物学机制和生命本身，而人工智能的研究范围是在模拟人思维过程。Chris Langton在70年代初即开始了这方面的尝试。他在阅读中发现计算机的老祖宗冯•诺意曼从40年代起就对诸如自我繁殖等问题发生了兴趣，而这个现象是生物最本质性的自然规律之一从DNA 复制、细胞分裂到两性生殖。Langton把阅读地来的兴趣化为决定毕生追求的工作，召集起志同道合的研究人员，并于1987年与SFI和苹果计算机公司召开了首届关于人工生命的国际研讨会，从蚂蚁王国的集体行为、蛋白质分子的自组织到生态系统的计算机演化无所不包。其中最引人注目的是曾写作《Selfish Gene》而名扬天下的牛津大学著名生物学家Richard Dawkins演示的一个程序，它用反复对一个初始模拟生物形式使用若干简单的规则的方法居然在计算机上描绘出与真实生物界惊人相似的生命演化和灭绝的过程。 人们正在从计算机创造出的虚拟空间中寻造真实世界的替身，完成实际情况下难于控制代价高昂和对于社会和实验者自身过于危险的实验研究。 生命过程在很大程度上是一种化学过程，至少现在主要研究的或有能力研究的是这样。而本世纪二三十年代量子力学的主要框架确定之后，理论上就能从原子外层电子的行为解释和计算化学反应的过程，可怜那会儿没有计算机，即使在六七十年代，用程序来计算模拟分子之间的化学反应也不能引起化学家们的兴趣。然而现在的情况改变了，名叫Gaussian98的这样一种软件成为了几乎所有顶尖化学研究人员的宠儿，它愈来愈表现出的模拟生物大分子相互作用的卓越能力更加吸引着生物领域苦苦奋斗的研究者。因为它的巨大成功，为它的发展而作出杰出贡献的Watter Kohn和John APople，一个发明了更加简便易算的量子化学密度函数计算方法，一个将这种理论程序化验变为可在计算机环境中模拟分子反应过程的实用工具，获得98年诺贝尔化学奖。 细胞是生物体的最基本形式，关于生命的复杂性，从细胞里能学到很多东西，特别是整体大于部分的经典的系统伦命题。怎样研究单细胞的复杂性进而规模更大的生命形式，乃至千缠万扯的生态系统，是把在生物学家面前无比挑战性的课题。传统实验研究思路和分析方式显然无法胜任这种要求，单靠生物学家的自身本事异乏掀巨澜之势，幸而计算机科学发展到今天如此发达的程度，使得一门新诞生的生物信息学横跨在两者之间，也产生了一些计算机与生物学双料精英，让两者都受益，当然本文仅从这种大趋势对生物学研究的影响来阐述。 本世纪中叶发展起来的分子生物学已将细胞内的物理化学过程描述得如此精细从基因表达到跨膜信号传递，从细胞的能量产生与消耗到其不知不觉的诞生和无声无息的死亡，然而无论我们对这些具体过程知道的是多么清楚，我们还是不可能明白这团生命的聚合体是怎样作为一个整体在运作的，因为我们曾经所做的和观察的都只是在它的一个侧面，大象不会因为知道自己要被一群瞎子去摸而自动分解为一只耳朵、一条腿、一个身子和一根尾巴。以往所有的分子生物学试验都是在盲人摸象，随着人类基因组计划和几个模式生物基因组计划的加快进行和完成，现在我们需要一个强大的而且美妙的工具去把这些支离破碎的知识组装起来，来检验一些东西，来预测一些东西。这就是计算机模拟。 在日本的Keio大学有一个名叫Masaru Tomita的生物信息学教授（这位正是所谓的计算机/生物学双料高手）领导的研究小组，正在做一个有着划时代意义的软件：E-CELL。这是一种生物学计算机模拟软件，在计算机环境中构造一个虚拟的电子细胞，它不仅仅是包括一些单一的细胞事件和过程，而是将从整体的角度为细胞描绘一幅全图。这个软件将在今年六月份在网上（-）公布β测试版。E-CELL其实一个建模的工具包或平台，它允许使用者规定细胞的基因、蛋白质以及其他分子，它们的胞内定位和估计浓度，给出各自单独的相互作用所依赖的"游戏规则"，然后剩下的工作交给计算机来完成，看这些使用者输入的"初始值"在细胞这个复杂系统里是怎样相互作用构成细胞的。电子细胞将把每个时刻特定位置特定物质的变化通过画面和数字告诉你；你可以仅仅用鼠标去轻轻敲击就能实现在分子生物学实验室费死牛劲的基因敲除、转基因或基因修饰等操作，自由的将感兴趣的细胞暴露在某一中生存环境下，无需考虑细菌的污染、RNA的降解或讨厌的放射性损害。研究者所需做的就是输入初始值，然后就是在计算机屏幕前喝杯咖啡等待友好的E-CELL模拟罢了。无疑这种方法将提供一个非常简捷经济的筛选药物和研究基因功能手段，更重要的是，我们能实时的看到某个因素和环节对细胞整体行为及生命活动的影响。目前这个程序可在UNIX或Linux操作系统下运行。Tomita的小组已用E-CELL的早期版本建构了一个"假想的细胞"，拥有大部分来自解脲支原体（最简单的细胞和最简单的基因组）的127个基因。这个虚拟的细胞就在计算机环境下"生活"着，从虚拟的培养基中吸取着葡萄糖等养分，合成各种各样的维系细胞生存的酶和蛋白质，排出乳酸等代谢废物。难道生物学与计算机科学联姻的E-CELL仅能象吸引小孩子的动画片提供一种教学节目演示吗？当可以做演示，而且它的重复性很好，绝没有人为的误差；更重要的是它在给我们一种崭新的探索环境，我们能从已知里寻找未知的联系，检验我们的思想。Tomita就有这样的意外发现：当中断虚拟细胞的葡萄糖供应时，细胞里的ATP（所有生命过程里最重要的能量供应者）水平在下降之前竟然有一个短暂的上升。根据这个简单模拟结果，Tomita推测产生ATP的系列过程前期也需要ATP本身来供应能量，那么当葡萄糖来源中断后，这种自身消耗便不再进行，而行进在ATP产生途径中后期的代谢中间产物还会维持一小会ATP的供应。可以鲜明的看出来模拟试验为在活细胞中进行的实在试验提供了最有价值的提示和线索，滤掉了许多繁琐而重复的过程，留给科学家饶有趣味的课题和材料。当然为了恰如其分的模拟，我们首先要给我们的模拟软件充实许多的素材，知道更多数目的基因及其功能，知道在柔软的细胞及生物体里潜藏的物理化学规则，最终能够模拟"真实"有机体的完整细胞。 除了Tomita对E-CELL的努力，美国康涅狄格州立大学健康中心的计算机科学家James Schaff和生理学家Leslie Loew也在做同一个梦想，他们设计了一个"Virtual Cell"，放在他们的主机上（du），用户可以以远程登陆的方式运行各自的模拟试验。除了同时将细胞作为整体来模拟，细胞生物学家还能在这个系统里研究细胞的形态体积和别的物理特征怎样影响特定生化过程的。Virtual Cell建立在 Loew对分子扩散和在活细胞内如何反应的准确测量基础上。这些结果用数学语言描述出来再写成相应的计算机程序，"组装"成现实细胞镜象般的计算机化的细胞，一个软件使用者可以免于具体生化过程制约的框架环境。比如研究人员用鼠标人为的加入虚拟细胞一定量的钙，然后观察Virtual Cell是如何解决该这个胞内重要信号分子的命运和它所关联的生物分子的参与的事件。除了看到象在活细胞中纪录到的钙振荡外，还能预测另一种信号分子IP3的动力学过程，而后者在活细胞里进行实验是难以做到的。研究人员将想看电影一样得到完整的细胞内分子事件的全过程，相比现在实验生物学家整天泡在凌乱的实验室里的辛勤，这简直一种不可思议的轻松和奢侈。 这两种模拟软件是可以互补的，而其中透露出来的信息和研究趋势正激起愈来愈多的兴趣，尤其在细胞生物学加中，没有计算机对他们研究的辅助，他们越来越感到一天比一天难活。这正是最有生命力的信息科学与生命科学在未来的21是互相交融共放异彩的明兆。愿更多的人相信。 现在越来越多的科学实验特别是比较复杂的实验采用这种方法来做，并且取得了非常有价值的结论，非常值得积极于生物学发展的工作者借鉴，比如最近Science 杂志刊登的关于长颈恐龙如何觅食的研究。长颈蜥脚类恐龙生活在侏罗纪和白垩纪。本世纪早期，蜥脚类恐龙化石第一次被发现时，其颈部被描述为水平姿态。 但近来发现的化石被重新搭建后发现它的头远远高出地面，有着天鹅般曲线的颈部几乎与地面垂直。这迅即引起了人们对这种恐龙的血液循环如何为头部提供血液的争论，一些研究者甚至认为它可能有多个心脏。但是原始的化石标本很重且易碎，难以在其关节上移动，因而很难确定它颈部的初始形态。为了解决这个问题，Steven和Parrish开发了"DinoMorph"软件来模拟两种长颈蜥脚类恐龙即Diplodocus和Apatosaurus的颈部形态。该软件模拟了每一对颈部脊椎运动的几何学细节，得到了复杂的三维图景。结果表明，它们的颈部在放松时几乎是水平的，向下倾斜的角度很小。头部离地面很近，与颈部相比又有一个向下的角度。两种恐龙的颈部没有传统假说所认为的那般柔软，Diplodocus仅能使其头部抬起来超过背部，Apatosaurus的灵活性略好一些。这意味着长颈蜥脚类恐龙是沿着湖滨吃生长在地上的植物，而不是像长颈鹿一样吃树叶。 出现了这么一种研究形式，我们有必要反思一下什么是科学和科学方法。科学，除开它已延伸开去的几乎作为真理代名词的含义，其实是在一种精神和方法指导下进行的一种社会行为，这个方法就是所谓科学方法。而其中最核心的就是可重复的受控实验思想，即可用实验来验证关于世界之所以为世界的种种假说。只有经历这样过程的理论才能真正称为科学理论。然而在自然科学研究的焦点注视到自然界最复杂的生命系统时，我们原有的酒精灯、试管、显微镜和解剖刀不再够用，甚至我们连实验的重复性都不能再很好的把握，因为生命系统的非线性，某些过程的不可逆性和复杂的受千万种实验可变因素影响的人工不可控性。我们需要在现实实验室的旁边或内部再建立一个做专门研究生命复杂体系的实验室系统，计算机虚拟实验室，开展大型的假想-预测-检验并反复循环的"生命游戏"，领导整个生物学研究的走向，给它确定最有价值的研究命题，指导它该做什么，可能会发生什么。在这个绝妙的替身里重新恢复科学的尊严，恢复人类探索未知的兴趣和自信，让理论生物学在此全面地走在实验实践的前头，支撑起21世纪常规科学的基础。 参考文献： 《复杂》129-184，276-336页，Mitchell Waldrop 1995年著；陈玲译，1997年4月北京生活•读书•新知三联书店出版。 《虚实世界-计算机仿真如何改变科学的疆域》41-197页，1996年John LCasti著；王千祥、权利宁译，1998年12月上海科技教育出版社出版。 Dennis N Building working cells 'in silico' Science 1999，284:80- Kent A Stevens， J Michael P Neck Posture and Feeding Habits of Two Jurassic Sauropod D
信息技术是当今世界发展最快的高新技术， 它正推动着全球经济朝着以计算机及信息网络为基础的信息化方向发展。农业信息化已成为现代农业的重要标志。我国农业开始从传统农业向现代农业转变， 信息技术目前被广泛应用在农业各个领域，一、信息技术信息技术是应用信息科学的原理和方法， 同信息打交道，以扩展人类信息器官的功能的技术。它集通信( C om m unication)、计算机( C om puter) 和控制( C ontrol) 技术于一体， 国外又称之为“3C ”技术， 其内容包括信息接受技术、信息传递技术、信息处理技术及信息控制技术。信息技术的四大内容中， 信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心，而信息接受技术、信息控制技术是核心与外部世界的接口，四者构成一个完整的功能体系， 并与人的信息器官及其功能系统相对应。其内容互相综合， 已形成多项应用开发技术， 如数据库技术、人工智能、专家系统、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、计算机辅助决策系统、自动控制技术、多媒体技术、计算机网络技术等， 它们渗透到农业的各个方面， 充分展示了信息技术强大的生命力和广阔的应用前景。二、信息技术在农业中的主要应用（一）对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的发展，“3S”技术( 遥感技术， 地理信息系统， 全球定位系统) 已应用于国家和全球尺度的农情监测。1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下， 可实现对遥感获取的灾情信息与地面现实信息的有机结合， 进行干旱、洪涝、森林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息， 已广泛应用于信息采集和信息处理， 实现灾前预警、灾情监控、灾后评估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜沙化监测、森林火灾等。2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的应用主要在四个方面， 即作物生长模拟模型、农业专家系统、农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利用专业知识和数学模型， 通过计算机分析模拟作物生长过程， 协助解决多样化和不确定问题， 作物估产(含生长势监测)历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完成了大面积作物清查试验(LA C I 计划)， 并在国内推行以Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥感综合测产研究。专家系统是以知识为基础， 在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我国自80 年代开始， 已研制出近40 种专家系统， 如砂礓黑土小麦施肥专家系统， 水稻主要病虫害诊治专家系统， 小麦、玉米、桑蚕品种选育专家系统， 农业气象专家系统等。农业生产实时控制系统主要用于灌溉， 耕耘作业， 果实收获， 畜牧生产过程自动控制， 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。我国还利用遥感与地理信息系统技术， 研制出耕地变化监测系统， 棉花种植面积遥感调查系统， 作物产量气候分析预报系统， 作物短、中、长期预报模型， 小麦、水稻遥感估产信息系统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的现代化、信息化。3、农业环境监测。随着人口的增长， 人类对资源的掠夺式的开发， 造成了严重的环境问题， 影响了农业生产。信息技术快速查清各类农业资源及其分布， 了解和掌握环境状况; 对有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对农业资源及环境带来的可能影响， 实现资源合理开发利用，保护生态环境。（二）农产品质量检测。我国加入W T O 后， 农产品面临着国际化竞争， 农产品能否进入国际市场， 取决于产品品质的好坏， 因此， 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统， 用于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工作者为了提高农产品质量， 应用现代信息技术致力于产品品质检测系统的研究， 这些系统的研究与应用能够及时地检测产品品质质量指标， 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用， 避免化肥和农药的不必要施用而造成在产品中的残留， 影响产品品质。（三）农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条件进行综合评价， 用量化指标确定土地质量等级， 为制定有关农业政策、综合治理中、低土壤， 建立高产稳产田、促进农业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。（四）在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国家公用数字通信网， 国家公用经济信息基干通信网等国家信息国道的建设， 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已具规模， 信息扶贫致富工程正在实施， 农业部自1994 年开始，在中国农业信息网的基础上， 逐步开发农产品产销信息系统网络， 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环境， 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导， 提高办公自动化水平， 快速准确向农村、农户提供全方位的信息服务。农户只要有一台微机终端， 通过网络就能够及时获得农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息， 合理地进行农资购置与产品销售， 促进农村市场繁荣和经济增长。（五）在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业科研项目计算机管理系统( A R IC M S) ， 中国农业文献数据库，中国农业科技成果库， 中国农业研究项目数据库， 农业实用技术数据库等， 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据库， 目前， 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库， 即联合国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型数据库外， 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运行和服务都取得了社会效益和经济效益， 为农业生产提供了大量农业信息资源和科学技术， 推动了生产的发展。三、我国信息技术在农业应用中存在的问题（一）农民文化素质低，高层农业信息技术开发人才缺乏，信息化意识和利用信息的能力不强。信息技术是一项高科技， 其开发应用需要高科技人才。由于农民的文化素质较低，农民对信息的利用能力差， 成为信息农业实施的一大障碍。（二）信息农业成本过高，信息农业普及难度大。信息农业以信息技术为支撑， 信息农业技术装备如监测仪、计算机、G IS 软件、G PS 装置等设备价格昂贵。全国农民人均纯收入仅34 元， 农民无力购买昂贵的技术装备， 使信息农业难以推广。（三）农业信息化基础工作水平低，信息化、网络化程度低。我国已建成一批农业信息资源库， 但其数量和质量均远不足以形成信息产业。农业信息技术总体水平不高，信息化、网络化程度低主要表现在两个方面: 一是我国虽然已全面起动" 金" 字工程， 加快各种信息网及高速信息公路的建设，但不同地区发展很不平衡， 我国局域网连接的PC 数目平均水平很低， 只有12 个， 而美国、日本、澳大利亚、韩国分别达68、26、64、35 个; 二是数据库的开发、各种应用软件的网络化水平低， 严重制约信息技术的推广应用。（四）信息农业体系整体服务水平不高。高层农业信息技术开发人才缺乏， 利用信息技术能力低。到目前为止， 我国还没有建立起一支专业化的农业信息服务队伍， 现有的信息技术人才不足， 服务人员素质不高， 影响了信息服务质量。四、促进农业信息技术革命，加速农业信息化发展的对策（一）建立和完善农业信息产业和农业信息化体系。政府应承担起农业信息化的引导责任， 同时积极发挥社会组织、广大农民及社会其它力量的作用进行农业信息开发。应普及计算机及计算机知识， 培育农业信息市场和信息产业， 促进和完善农业信息体系， 为信息技术在农业上的应用及推广提供良好环境。（二）加强信息市场管理。应加强对农业信息资源开发和利用的统一规划和指导， 逐步建立并完善各级信息资源， 建立标准和数据更新体系， 加强数据更新技术的研究与应用。同时加强信息市场的管理和立法， 避免信息数据库的重复建设， 提高数据库的网络化水平， 增强数据的共享性， 开发和利用各省、市、县等地区的农业数据库， 促进地方农业信息化建设进程。（三）大力加强国家信息网络建设。农业信息化和信息技术的应用要依托全国信息主干网， 加快“农”工程建设。在发挥国家投资主渠道作用下， 各地及有关农业部门应加大投入， 建立区域网、局部网， 并与国内主干网、互联网接轨， 实现农业技术人员、管理人员、农户入网。加强高层农业信息技术人才培养， 增强全民信息意识。加强农业应用软件网络化、多媒体化及可视化研究， 使农业信息技术可实行远程推广， 远程教育。（四）建设农业信息技术基地，加强信息技术的示范推广。选择民众信息意识强、信息基础设施较好的地区， 建立农业信息技术示范基地， 组织农学家、信息专家、经济学家参与规划建设和实施。并加快成熟信息技术成果的推广， 边试验边应用， 根据试验情况总结经验， 成熟后向其它地区大力推广，使农业信息技术走向实际应用的“试验———推广”的道路。