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计算机在农业上的应用 周美兰 湖南农业大学农学院 第一章 绪 论 第一节 计算机在农业上的应用 第二节 世界农业计算机技术发展历程 第三节 计算机在生命科学中的应用 第四节 信息技术在我国农业领域的应用 第一节 计算机在农业上的应用 一、计算机在农业上应用现状 二、计算机在于农业科研和生产中的应用 三、计算机在农业基础科学中的应用 一、计算机在农业上应用现状 由于计算机的快速发展，带来了信息革命和信息爆炸，使21世纪进入了信息时代。 信息主要通过计算机录入、储存、传递的，因此可以利用计算机快速发布信息、查找信息。 本世纪我国要走现代农业的发展道路，计算机技术将在我国实现现代农业发展目标中将起到非常重要的作用。 目前，计算机技术普遍应用于我国农业领域中的各行各业，例如：农业资源调查、农业科学研究、农产品贸易、农业生产、农业信息检索、农业技术推广、农业政策法规的发布和传递等方面。 产生了新型交叉学科和农业领域 计算机技术与农业科学研究、农业生产经营、农业教育相结合，产生了诸多交叉学科： 农业信息学、生物信息学、人工智能、精准农业、虚拟农业、农业专家系统、现代农业等新学科。 产生了新的农业领域： 农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、作业生产专家系统、3S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等等。 由此推动了农业科学研究、农业生产、农产品贸易、农业信息和农业教育业的快速发展。 二、计算机在农业科研和生产中的应用 1、农业科学研究 计算机技术已广泛应用种植业、畜牧业、林业和渔业科学研究。研究方向有： (1)农作物栽培、育种、制种、病虫诊断与防治研究； (2)家禽与畜牧养殖、育种、疾病诊治研究。 (3)水产养殖与疾病诊治专家系统研究。 (4)林木种植、森林病虫诊断与防治研究。 (5)农业科学研究试验数据的处理。 2、计算机在农业推广中的应用 (1)园艺、果树、蔬菜栽培管理与病虫诊治专家系统。 (2)农业机械操作学习、故障诊断专家系统。 (3)多熟种植农业生态信息系统。 (4)农业自然资源合理开发与利用信息系统。 (5)生态林建设与保护信息系统。 (6)设施农业管理信息系统。 (7)国内外农产品市场信息分析与预测管理信息系统。 (8)农业技术转让与开发、农业人才交流信息系统等。 三、计算机在基础科学中的应用 计算机已广泛应用生物统计学、农业微生物学、遗传学、生态学、农业气象学、动物医学、药物动力学、生理学、分子生物学、植物学、生物化学等领域。 (一)计算机在生命科学中的应用 1、计算机在生命科学领域的数据采集 试验数据的在线检测，如常规的温度、压力、pH值、溶氧浓度；生物医学中的葡萄糖浓度、脑电流等生物电信号； 试验数据的离线检测，如蛋白质浓度和DNA、RNA等核酸浓度的测定，生物特性物质的检测，生物种群数目的统计等。 2、计算机科学试验数据的处理 生命科学中各种实验数据的处理，生命科学数学模型的建立和求解，利用数学模型对实验的控制和实验监测，实验跟踪生物量、生物参数，以及生命科学和生物工程的实验设计包括最优化实验设计。 将所测定的DNA序列对应的光谱数据进行整理和处理后确定核苷酸的位置； 放射性示踪物在生物分子中的研究应用； 利用计算机按分子量大小或其它特性自动分离生物物质； 利用计算机对生物工厂进行工艺优化设计，对实验测量值的误差自动分析处理等。 (二)计算机在生物信息学的应用 计算机对生物信息的处理是数据处理中的一个特殊部分，生物信息学已成为一个单独应用领域。 生物信息学是以计算机为工具对生物信息进行储存、检索、传输和分析的科学，涉及范围很广。其研究重点一般为两个方面，即基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)。 它们涉及对核酸和蛋白质序列信息的获取、分析和存储，数据的查询和校对等，包括对大量基因组数据、蛋白质组数据信息，如GenBank、生物分子结构数据库MMDB，以及生物类文献，如MEDLINE和BA(Biological Abstract)数据库的检索等。 (三)计算机数值方法在生命科学中的应用 生物信息学的数据处理都是以数值方法和统计学的知识为基础的。 现代农业科学研究提出了相当多的数学问题及复杂的数学模型，涉及到许多非线性的代数或微分方程，这些方程常常是大量耦合的。 对于这类复杂的数学模型的研究，必须借助数值方法应用计算机求解。 计算机数值法在农业科学领域内占有极其重要的地位，是现代生命科学技术发展的促进因素。 (四)计算机用于生物工程和生命活动的过程控制和过程监督。 第二节 世界农业计算机信息发展历程 一、世界农业计算机技术的发展阶段