全 文 ：第 10卷 第 2期
2 0 0 2年 6月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．10 No．2
June， 2002
栾城精准种植网络服务平台的建设
李红军 程一松
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)
摘 要 作 为一种新 的农 业微观经 营管理 方式 ，精 准农 业 已成 为农 业发展 的趋势 之一 ，但 中国发展 精准 农业 不 能
套搬西方的模式，而应结合我国的实际国情。阐述 了栾城精准种植网络服务平台的建设内容，指出精准农业的网
络预报服务模式适于 当前中国的农业国情，以期为我国精准农业的发展提供可行的参考模式。
关键 词 精准 农业 模 式 网络 预报服 务
Construction of the platform of precise cultivation network in Luancheng LI Hong—Jun，CHENG Yi—Song(Sh~iazhuang
Institute of Agricultural Modernization。Chinese Academy of Sciences，Shijiazhuang 050021)，CJEA，2002，10(2)：
130——132
Abstract Precise agriculture is a kind of new micro-management of agriculture and em bodies the trend of agriculture develop—
ment．Considering the current agricultural conditions of China，it is not feasible only to adopt the precise agriculture models used
in the westerrl,countries simply and blindly．The main contents of the p[atfoml of precise cultivation network service in Luancheng
are dealt with in this paper．Network service prediction modd on the basis of curent agricultural conditions in China is also put
forward with a goal of providing a reference model for China ’S preci~ agriculture development．
Key words Precise agriculture，Model，Network prediction service
精准农业(Precision Agriculture)是近几十年才出现的一种新的农业微观经营管理方式，其核心是利用
现代信息感测技术 ，实时获取各种农田信息 ，根据其空间差异分成小的生产单元 ，通过多种农业信息处理技
术分别处理，诊断其差异产生的原因，从而确定各生产单元所需生产要素如水、肥 、药等的投入量与投入时
间，实现精确作业。与传统农业相比，精准农业的主要特点是精确预测各生产单元所需生产要素的量与投入
时间，按需定点定量投入，降低生产成本，减少环境污染，达到经济、社会和生态效益的同步增长，实现农业的
可持续发展。精准农业的研究与实践在国外开展的较早，欧美一些发达国家的精准农业已由小区域试验示
范发展到较大范围内的实施，涉及农业生产的施肥、播种、水分管理、收获等多个领域，精准农业作为一种农
业可持续发展的综合技术已受到广泛重视。到 1995年美国约有 5％的作物面积不同程度应用了精准农业
技术 ，且近年来发展迅速。以色列全部实施精准灌溉技术 ，水分利用效率大幅度提高。不仅西方发达 国家重
视精准农业的技术实践 ，日本 、韩国、巴西 、马来西亚等 国亦 已开始试验示范研究 。我国农业 生产处于传统农
业向现代化农业 的转变阶段 ，在精准农业研究与实践方 面刚刚起步 ，近几年才开展精准农业 的研究与小范围
的示范推广 ，进行了某些单项技术如地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、专家系统(EPS)等在农业中的应用研
究。与美国及西欧发达国家相比，我国农业生产环境复杂，发展精准农业困难较多，必须探索一条适于中国
农业特点的精准农业发展之路。为此，在中国科学院栾城农业生态系统试验站(以下简称栾城站)进行了精
准种植示范与服务模式的研究，以期探索出适合我国国情的精准农业实施模式。
1 精准农业模式的确定与网络服务平台构建
我国农业生产 资源 约束 性 较强 ，人 均耕 地 面 积 0．094hm ，为 世 界平 均水 平 的 32 3％，人 均 水 资源
2200m ，为世界平均水平 的 25％。大部分农 田处于 田块破碎 、高低不平 的丘陵地 区，仅少部分平原农 田集 中
在北方。我 国以家庭联产承包 的形式对土地实行分散经 营，客观上限制 了农业机械化的发展 ，每万 hm 拖
拉机拥有量仅为世界平均水平的 34．7％。从农田面积大小、机械化程度及经济、技术水平而言，我国实施精
准农业的背景与西方发达国家不同，国外大面积的农场精准农业模式不适合我国的广大农村地区，以户为
* 中国科学院知识创新项目“华北平原精准种植技术体系集成与示范”(KZCX2—404—3)资助
收稿 日期：200卜08—28 改回日期：200卜09—26
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第 2期 李红军等 ：栾城 精准种植 网络服务 平台的建设 131
单位实施精准农业从资金投入、人员科技素质及经济效益均不可行，只能发展适于中国国情的精准农业模
式 。从我 国农业分散经营的特点出发 ，结 合精准农业微观经 营的思想 ，本研 究针对华北地 区水 资源匮乏现
状 ，重点开展节水 、节肥的农 田精准管理研究 ，在河北省栾城县开展了精准种植网络服务的研究与实践 ，该县
地处河北省 中部 ，辖 5镇 3乡 182个 村 ，人 口
32万 人 ，总土 地 面积 345km ，现 有耕 地 3万
hm ，为粮食生产基地县，代表了太行山前平原
250多万 hm 耕地的褐土高产农业生态类 型。
本研究在精 准种植试 区研 究示范 的基础 上对
栾城全县农田信息进行普查监测，运用多种信
息处理技术，结合精准种植指标体系，通过 In—
ternet网络为栾城 县精准种 植提供 理论指 导 ，
将 中试成果进行推广 ，服务基层农户 。平 台设
计以栾城站长期科研积累为技术依托，同时将
其作为精准农业技术的中试基地，对精准农业
的技术体系进行研究与示范 ，将 农业信息处理
技术与精准指标体 系本地化 ，组 成 1套适宜 当
地 的精准农业技术体 系，首先在栾城站小范 围
内进行研究与示范 ，进而 以精准农业预报服务
决策数据
气象数据
经济数据
墒情数据
养分数据
圆圈
圜
圜
皿
圆
圈圈
圆圈
皿
精准农业
介绍、信
息发布、
咨 询 服
务、预 测
预 报
观测数据 ll普查信息
耋 地理信息系统}-— ——r——一l
精准种植
指标体 系
精准种植决策信息
圈
工作站
Internet 网 络
农户上网
图 1 栾城试 区精准种植 网络 平台结构 图
的形式为栾城县提供较大尺度 的精 准信息 ，着 Fig．1 Structure of precise farming Web platform in Luancheng p1ot area
重对水 、肥等的投入量 、投入时 间与投入地进行提前预测预报 ，为栾城县提供精 准种植 服务。基于上述设计
思想，该网络平台的设计见图 1。在网络体系中各工作站完成栾城农田信息的整理与处理，信息来源包括栾
城站的观测数据、栾城县观测网普查数据 、社会经济数据等。这些数据一部分通过中间插件转入 sQL seⅣer
数据库中提供网上动态查询，另一部分转入地理信息系统作为下一步的分析数据，最后决策信息中的文字与
图像作为新的内容更新 www 服务器上的网页，数字信息转入 sQL server数据库提供网络动态查询。sQL
服务器以 Windows 2000作为网络操作系统，该系统具有 Windows 98的良好兼容性与 Windows NT的安全
性、稳定性，用 sQL server作为后台数据库，存储经工作站分析后产生的决策信息、预测信息及其他相关数
据如气象数据、土壤数据、经济数据等，通过 www 服务器端 ASP的调用，产生和运行动态、交互、高性能的
Web服务应用程序 ，远程用户在 www 页面上实现对后台各数据表 的录入 、查询和修改。该平 台网页挂 在
中国科学院石家庄农业现代化研究所 www 服务器上 ，主页网址 为 http：／www．sjziam．ac．cn／1c。
图 2 栾城县普 查数据散 点 图
Fig．2 Scattered spots of soil general survey in Luancheng County
2 农 田信息的采集与处理
在栾城精准种植网络平台运行中农田信息的
采集与处理是较重 要环节之 一 ，它影 响到最后 决
策信息的质量。本研究为平台运行提供了丰富的
数据资源 ，包 括栾城站精 准农业示范 区 自动监 测
数据 、栾城站观测数据 、栾城县域观测 网的观测数
据、栾城社会经济数据、地理信息数据等，数据种
类包括社会经济统计数据、常规气象数据、农田小
气候 自动观测数据 、自动气象辐射站观测数据 、波
文 比观测数据 、光合 观测数据 、高光谱 数据 、农 田
生育期调查数据 、养分动态观测数据 、地下水动态
检测数据 、全县水分与养 分普查数据等 ，各类数据
的观测年 限不 等 ，最长 的 自 1980年建站 开始 有
20年的历史数 据。因数据 种类 繁多 ，数 据量 大 ，
为方便存取、查询与管理，开发了栾城农田信息管
理系统，对数据的管理采用共享方式，可实现不同
数据类型问的转换，满足不同数据处理过程的需
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要。同时将需查询的数据转入 sQL服务器中的 sQL server数据库中，并通过中间程序实现 sQL server数
据库与农田信息管理系统的同步更新。为给精准施肥、灌溉和种植提供定量化的依据，本研究采用作物指标
(如作物生理指标、可见症状指标等)和土壤指标(土壤水分、养分指标)来反映作物的水肥状况和适宜程度，
以确定作物施肥、灌水的适宜时间和适宜数量。在确定水肥指标后对农田信息进行如下处理：在地理信息系
统中将数字化后的栾城县相关地图作为数据分析的底图，转入全县普查及县域观测网的数据，通过坐标定位
生成普查数据 的散点图(见 图 2)。分别利用作物生长模拟模型与决策支持系统对每个普查点 的数据进行模
拟预测与决策分析，预测与分析结果作为一个新的属性字段存入地理信息系统中，结合已经确定的水肥指标
体系，即可对每个普查点的灌溉、施肥给出一个推荐量与作业时间。通过数据内插将普查的散点图生成反映
全县农田状况空间差异的面状分布图，利用预测与分析结果生成不同时期的水肥管理处方图。将所有这些
决策信息中文字与图像信息以网页形式通过网络发布出去，数据信息转入 sQL server数据库，提供网络动
态查询 。
3 精准种植网站的开发
随着计算机 网络技术 的发展 ，农村也逐渐开始普及计算机 ，只要有 1根 电话线 ，计 算机就可以上网。因
此采用精准农业网站的形式将栾城县精准种植信息发布在网页上，农户可随时上网浏览或下载打印。网站
提供的主要内容有精准农业介绍，系统介绍精准农业的概念、技术体系、国内外研究状况、发展动态与趋势及
相关文章等；栾城站精准种植试区介绍，主要展示栾城站的精准种植研究与示范工作，包括示范区介绍、试验
安排、中试成果展示等相关信息；栾城县农情服务，提供栾城县相关农业信息的查询服务如气象信息、社会信
息、经济信息、农田墒情 、养分状况等；农田管理咨询服务，针对当前农业生产管理中的问题提出建议与指导
方案，同时提供网上农事论坛与 Email问答服务；农田信息预测预报，主要是对栾城县农田水分、养分等模拟
预测信息的网上查询，为栾城县农业生产的节水 、节肥提供指导。网页开发主要采用 HTML语言编程及
ASP技术 ，对文字、图像、动画、视频等信息进行有机集成，形成图、文、声并茂的www 页面。ASP(ActiveX
Server Pages)属于 ActiveX技术中的Serve端技术，通过 ASP命令调用 sQL服务器上的数据库，产生动态的
Web网页送到客户的浏览器，实现交互式主页，完成用户输入信息的处理与后台数据库的更新与查询显示。
精准种植示范与网络服务模式以示范基地为依托，通过试验研究将精准种植技术当地化，在基地以示范的形
式展示其技术力度，以网络信息服务的便捷形式为更大范围提供农业精准管理信息，在一定精度上为农业生
产提供水、肥等的精准管理信息，实现了农户分散经营的统一指导，扩大了现代高新技术的受益范围，适于在
我国广大农村地区实施推广。精准农业是一种新的农业管理方式，发展精准农业将给我国农业生产带来巨
大的社会、经济和生态效益，有助于我国农业节水节肥问题的解决，将传统的耕作种植经验与现代信息技术
相结合 ，将农业生产高新技术化，同时结合我国农业的自身特点，借鉴精准农业微观经营的思想 ，灵活组合精
准农业实施模式，研究适于我国的精准农业有效途径，以促进我国农业的可持续发展。
参 考 文 献
刘 刚 精细农业的技术组成、决策分析及在我国的应用实践 ．农业现代化研究 ，2000，21(1)：57～60
喻歌农，周 泳．试论精确农业及我国行动对策 自然资源学报 ，1999，14(1)：69～74
徐可英 国内外精确农业发展现状与对策 中国农业资源与区划，2000，2I(2)：53～56
赵春江等 北京地区智能化农业信息技术应用示范工程．计算机与农业，1998(增刊)：1～8
严泰来等 精确农业的由来与发展及其在我国的应用策略 计算机与农业，2000(1)：3～5
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