نموذج زراعي جديد في القرن الحادي والعشرين

الزراعة الرقمية هي استخدام تكنولوجيا الاستشعار عن بعد ونظام المعلومات الجغرافية ونظام تحديد المواقع العالمي وتكنولوجيا الكمبيوتر وتقنيات المعلومات الأخرى لمراقبة إنتاج المحاصيل الحقلية والإنتاج الحيواني ، وبالتالي تحسين إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية وجودتها ، وتحسين الاستقرار والتحكم في الزراعة . نموذج زراعي جديد تمامًا يزيد من حماية البيئة البيئية ويضمن التنمية المستدامة للزراعة. تعكس الزراعة الرقمية الاتجاه العام لتحديث الزراعة. يناقش هذا المقال معنى وخصائص الزراعة الرقمية والنظام التقني وأفكار التنمية للزراعة الرقمية ، مما يؤدي إلى آفاق الزراعة الرقمية.

صورة 1507662228758-08d030c4820b

In 1997, the United States formally put forward the concept of “digital agriculture”, which refers to intensive and informatized agricultural technology supported by geospatial and information technology. In 1998, U.S. Vice President Al Gore delivered a speech entitled “The Digital Earth 21st Century How Mankind Knows the Earth”, again defining digital agriculture as “agricultural production and management technology produced by the combination of digital earth and intelligent agricultural machinery technology”. Digital agriculture is quickly becoming the 21st century agricultural development strategy for all countries in the world, striving to seize one of the commanding heights of technology, industry and economy. Currently, 20%’ of arable land and 80% of large farms in the United States have implemented this model, and digital agriculture will be popularized by 2010. Our country’s understanding of digital agriculture is still in the enlightenment stage, but the government has attached great importance to it. my country has established experimental bases in Xinjiang and Beijing to control the operation of agricultural machinery with GPS and remote sensing. Although there is still a lot of basic work to be done in realizing the digital agriculture model, which requires a lot of investment, it should not be too long to enter the substantive stage. Digital agriculture reflects the general trend of agricultural modernization, and it will surely become a brand-new model of agriculture in the 21st century.

الصورة 1492496913980-501348b61469

1. The meaning and characteristics of digital agriculture

 تسمى الزراعة الرقمية أيضًا الزراعة الدقيقة أو زراعة المعلومات. دلالاتها الأساسية هي الجمع بين التكنولوجيا العالية والجديدة مثل تكنولوجيا الاستشعار عن بعد ، ونظام المعلومات الجغرافية ، ونظام تحديد المواقع العالمي ، وتكنولوجيا الكمبيوتر ، وتكنولوجيا الاتصالات والشبكات ، وتكنولوجيا الأتمتة والجغرافيا ، والزراعة ، والبيئة ، وعلم وظائف الأعضاء ، وما إلى ذلك. مثل علم التربة وعلوم التربة لتحقيق المراقبة في الوقت الفعلي للمحاصيل والتربة من الماكرو إلى الجزئي في عملية الإنتاج الزراعي ، وذلك لتحقيق الحصول على معلومات منتظمة عن نمو المحاصيل وحالة التنمية والأمراض والآفات الحشرية والمياه والأسمدة الوضع والبيئة المقابلة ، لإنشاء نظام ديناميكي للمعلومات المكانية ؛ محاكاة الظاهرة والعملية في الإنتاج الزراعي لتحقيق الغرض من الاستخدام الرشيد للموارد الزراعية ، وخفض تكاليف الإنتاج ، وتحسين البيئة البيئية ، وزيادة غلة وجودة منتجات المحاصيل ، وضمان التنمية المستدامة للزراعة.

 تعتمد الزراعة الرقمية على الزراعة الحقلية ، والعملية برمتها بدءًا من الأراضي الزراعية ، والبذر ، والري ، والتسميد ، وإدارة الحقول ، وإدارة الحقول ، وحماية النباتات ، والتنبؤ بالإنتاجية إلى الحصاد ، والحفظ ، والإدارة ، يتم تحقيق الرقمنة والتواصل والذكاء ، وكل ذلك باستخدام الاستشعار والقياس عن بعد ، والتحكم عن بعد ، والكمبيوتر وغيرها من التقنيات المتقدمة لتحقيق الإدارة القائمة على المعلومات والإدارة العلمية وإدارة المعرفة والتشغيل المعقول للإنتاج الزراعي. في السنوات الأخيرة ، شملت الزراعة الرقمية الزراعة (العمليات الزراعية) ، والبستنة الجميلة ، والتربية الجيدة ، والمعالجة الدقيقة ، والإدارة الجيدة والإدارة ، مثل الزراعة ، والغابات ، وتربية الحيوانات ، والزراعة ، والتربية ، والمعالجة ، والإنتاج ، والإمداد ، والتسويق.

 تتميز الزراعة الرقمية بالخصائص التالية: أولاً ، تتميز الأرقام المخزنة في قاعدة بيانات الزراعة الرقمية بخصائص متعددة المصادر ومتعددة الأبعاد والزمنية والهائلة. تشير المصادر المتعددة للبيانات إلى مصادر البيانات المتنوعة وتنسيقات البيانات المختلفة ، والتي يمكن أن تكون بيانات الاستشعار عن بعد والرسومات والصوت والفيديو والنص. تصل البيانات إلى خمسة أبعاد ، من بينها البيانات الزمانية المكانية ثلاثية الأبعاد وثلاثية الأبعاد ستؤدي حتماً إلى بيانات واسعة النطاق وضخمة في قاعدة البيانات. ثانيًا ، بالنسبة لتنظيم وإدارة مثل هذه البيانات الضخمة والمتعددة الأبعاد ، خاصة لتنظيم وإدارة البيانات الزمنية ، فإن برنامج إدارة قواعد البيانات التجارية الحالي ليس مختصًا ، ومن الضروري دراسة جيل جديد من نظام إدارة قواعد البيانات الزمنية . ثم تشكيل نظام معلومات مكاني زمني. لا يمكن لنظام المعلومات الزمانية والمكانية تخزين البيانات المكانية بشكل فعال فحسب ، بل يمكنه أيضًا عرض نتائج البيانات متعددة الأبعاد والتحليل المكاني والزماني بصريًا. ثالثًا ، تحتاج الزراعة الرقمية إلى محاكاة ظاهرة طبيعية معينة وإنتاجها وعملية اقتصادية في الزراعة والواقع الافتراضي على أساس قدر كبير من بيانات الوقت والمكان. على سبيل المثال ، محاكاة بقايا مبيدات الآفات في التربة والواقع الافتراضي لنمو المحاصيل ، والكوارث الطبيعية الزراعية والواقع الافتراضي لتداول سوق المنتجات الزراعية.

2. نظام الدعم الفني للزراعة الرقمية

القوة الدافعة للبحث والتطوير في مجال تكنولوجيا الزراعة الرقمية هي الاكتشاف في الوقت المناسب للاختلافات المكانية في التوزيع الفعلي لبيئة نمو المحاصيل وعوائد الحصاد في جميع الأراضي الزراعية الصالحة للزراعة وتعديل هذه الاختلافات في الوقت المناسب. من خلال تقنية "3S" ، وهي الاستشعار عن بعد RS ، ونظام المعلومات الجغرافية GIS ونظام تحديد المواقع العالمي GPS ، من الممكن اكتشاف والتحكم في الاختلافات داخل هذه المجالات ، بين الحقول والمجالات في الوقت المناسب ، وذلك لتنفيذ الاستثمار المستهدف استنادًا إلى أهداف العمل المحسّنة وتحقيق الاستخدام المتوازن للموارد المحتملة في الميدان.

تعتمد الزراعة الرقمية بشكل أساسي على النظام الكامل لتقنية 3S للتنبؤ بفعالية ببيئة الموارد وظروف الإنتاج وكوارث الأرصاد الجوية والبيولوجية للإنتاج الزراعي ، وتوجيه الناس للقيام بالعمليات الزراعية المقابلة في الوقت الفعلي بناءً على الاختلافات المختلفة. الخبرة في العمليات الزراعية هي تحقيق إدارة ذكية وعلمية لتحسين استقرار الزراعة وإمكانية التحكم فيها. من منظور الشخص العادي ، تستخدم الزراعة الرقمية RS للتحكم الكلي ، وتستخدم نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد موقع الأرض بدقة ، وتستخدم نظام المعلومات الجغرافية لتخزين ومعالجة وإخراج معلومات الأرض (التضاريس ، والتضاريس ، وأنواع المحاصيل ونموها ، وملمس التربة والمغذيات ، والمياه ، وما إلى ذلك) ، ثم التعاون مع تحويل المعلومات الأرضية والتحكم في التوقيت والملاحة الأرضية وأنظمة أخرى ، وفقًا للبيانات المتغيرة المكانية للعناصر في المنطقة ، وتحديد أفضل الزراعة والتسميد والبذر والري والرش و عمليات أخرى ، تغيير العملية المكثفة التقليدية هو إنتاج جيد. على سبيل المثال ، عند رش مبيدات الآفات ، يمكن لأجهزة الاستشعار الحصول على بيانات محددة حول مستويات مختلفة من الآفات والأمراض في مجالات مختلفة في منطقة صغيرة جدًا ، وضبط كمية الرش على الفور "لوصف الدواء المناسب". عند القيام بذلك ، لا يمكنها فقط توفير المياه والأرض والبذور ومبيدات الآفات والأسمدة وما إلى ذلك ، ولكن أيضًا تقليل التكاليف الزراعية بشكل فعال ، بحيث يمكن استخدام كل شبر من الأرض على النحو الأمثل ، ويمكن لكل مورد أن يلعب دوره الواجب ، و احصل عليه من خلال الاستثمار الأكثر اقتصادا. أفضل منتج يمكن أن يقلل بشكل فعال من التلوث البيئي وحماية البيئة الزراعية البيئية.

تقنية إستشعار عن بعد RS. RS مصدر مهم للبيانات الميدانية في نظام التكنولوجيا الزراعية الرقمية. تتطلب عملية التحديث الزراعي تنظيم الإنتاج المكثف ، وفهم الوضع الراهن للموارد الزراعية ، ومراقبة التغيرات فيه وتوقع التنمية. إن المزايا الكامنة في تكنولوجيا الاستشعار عن بعد ، مثل السرعة والموضوعية والاقتصاد ، تجعلها أفضل وسيلة لإدارة الإنتاج الزراعي واتخاذ القرار. ستتيح تقنية الاستشعار عن بعد الاستفادة الكاملة من مزايا جمع المعلومات والرصد الديناميكي في الزراعة الرقمية. يمكن للأقمار الصناعية للأرصاد الجوية أن توفر معلومات عن الأحوال الجوية اليومية ، ويمكن استخدام رادار المطر للتنبؤ بهطول الأمطار. كما يمكن لسواتل الاستشعار عن بعد الأرضية عالية الدقة وأقمار الاستشعار عن بعد للمحيطات أن توفر معلومات وتنبؤات في الوقت المناسب للزراعة والغابات وتربية الحيوانات وتربية الأحياء المائية الساحلية وصيد المحيطات. في الثلاثين عامًا الماضية ، قدمت تكنولوجيا RS مساهمات مهمة في التحقيق في الموارد ومراقبتها ، والتنبؤ بغلة المحاصيل على نطاق واسع ، والتنبؤ بالكوارث الزراعية. يمكن أن توفر صور السلاسل الزمنية التي تم الحصول عليها بواسطة RS معلومات حول التباين المكاني لنمو المحاصيل في الأراضي الزراعية ، وتظهر تنوع طيف الانعكاس المكاني بسبب خصائص الأراضي الزراعية والمحاصيل. يمكن استخدام الصور التي تم جمعها في أوقات مختلفة في الموسم لتحديد التغيرات في معدلات نمو المحاصيل وظروفها. سيركز اتجاه التطور التكنولوجي على تكنولوجيا قياس رطوبة التربة القابلة للتطبيق RS ، وتقنية التعرف على الأطياف المتعددة للأعشاب الضارة وظروف شتلة المحاصيل ، وتكنولوجيا معالجة الصور المرئية.

2. نظام المعلومات الجغرافية GIS. تعتمد تقنية نظم المعلومات الجغرافية على البيانات الجغرافية المكانية. من خلال GIS ، يمكنك العثور على جميع أنواع البيانات الجغرافية المكانية ، بما في ذلك الرسومات والصور ، بالإضافة إلى العديد من التحليلات الجغرافية المكانية ، والتوجهات ، وتجميع الرسومات المكانية. بعد ذلك ، قم بإنشاء مخططات متجهية لتوزيع إنتاجية المؤامرة يمكن استخدامها لتوجيه العمليات. تجعل وظائف معالجة البيانات المكانية القوية وإدارتها وتحليلها لتكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية من المحتم الاندماج مع التحليل المكاني الزراعي. لا يُستخدم نظام المعلومات الجغرافية لإدارة البيانات المكانية الزراعية فحسب ، بل يجب أيضًا توفير أدوات التحليل والمشاركة في عملية التحليل وعرض وإخراج نتائج التحليل وما إلى ذلك. لذلك ، توفر تقنية نظم المعلومات الجغرافية وسيلة متقدمة وفعالة لتطوير الزراعة الرقمية.

69bed53d0582f2cc879e5233553dc34

3. Global Positioning System GPS. Since the advent of تقنية GPS , it has attracted people’s general attention with its advantages of high accuracy, high speed, and simple operation, and has begun to be used in agricultural management. Agricultural spatial analysis requires GPS to describe the soil moisture, fertility, weeds and pests, crop seedling conditions and yield in real time, and track each element. The real-time 3D positioning and precise timing functions of GPS technology provide practical technical means for agricultural digital analysis.

4. تقنية الواقع الافتراضي VR . تشير تقنية الواقع الافتراضي إلى إنشاء نظام واقع افتراضي يتيح للمشاركين الشعور بالانغماس والتفاعل الكامل. إنه يوفر شعورًا غامرًا للبشر لمراقبة الطبيعة وتقدير المناظر الطبيعية وفهم الكيان. يمكنه استخدام تقنية الواقع الافتراضي لإظهار حالة المحاصيل المتضررة من الآفات والأمراض ، والواقع الافتراضي لنمو المحاصيل ، والواقع الافتراضي للكوارث الطبيعية الزراعية ، وهجرة المبيدات المتبقية في الأرض. محاكاة إلخ.

5. تكنولوجيا تشغيل الآلات الزراعية الآلية والذكية . في أواخر الثمانينيات ، سرعان ما كان نظام مراقبة الآلات والمعدات الزراعية يميل إلى أن يكون آليًا وذكيًا. لقد تطورت من وحدة التحكم إلى التحكم الموزع ، ومن نظام تشغيل مستقل إلى نظام قرار إداري متكامل. الآلات الزراعية المجهزة بأجهزة الكمبيوتر ، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، ونظام المعلومات الجغرافية (GIS) وأدوات الاختبار والقياس المختلفة ، مثل الحصادات ، والمزارعين ، وموزعات الأسمدة ، والرشاشات ، والرشاشات ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى الوظائف الزراعية العامة ، ولكن أيضًا وظائف التشغيل الآلي والجمع والرسم.


الوقت ما بعد: 25 سبتمبر - 2020