我國自50年代計算機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科研開始,,到80年代已基本形成了一定規(guī)模的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò),,對農(nóng)業(yè)管理決策和宏觀調(diào)控及農(nóng)業(yè)部門工作,起到了積極作用,。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛興起,,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用及虛擬農(nóng)業(yè)研究,對我們這個擁有18億人口的農(nóng)業(yè)大國來說,,是一項具有巨大深遠(yuǎn)意義的戰(zhàn)略措施,,它將對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研,、教學(xué)起到極大的推動作用,。
在我國,1996年11月國家863計劃提出了虛擬農(nóng)業(yè)的概念,,并將虛擬農(nóng)業(yè)列為863先期啟動計劃,。國家“十五”計劃關(guān)于“農(nóng)業(yè)信息化重點發(fā)展領(lǐng)域”一章中第4條就建議利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立“國家虛擬農(nóng)業(yè)重點實驗室”開展虛擬農(nóng)業(yè)研究。
對虛擬農(nóng)業(yè)的研究始于虛擬植物,,虛擬植物是應(yīng)用計算機(jī)模擬三維空間中植物的生長發(fā)育狀況,,其主要特征是以植物個體為研究中心,以植物形態(tài)結(jié)構(gòu)為研究重點,,所建立的模型是三維的,、可視化的,。
VR模型的建立主要有三種方法:***是直接使用編程的方法,第二是使用現(xiàn)有軟件如3D MAX,,實地考察測量,,獲取資料,設(shè)計參數(shù)形成模型,,第三是通過傳感器,、攝像機(jī)等采集數(shù)據(jù),然后輸人電腦進(jìn)行整理,。
虛擬農(nóng)業(yè)是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的革新,,是以農(nóng)業(yè)領(lǐng)域為對象、先進(jìn)技術(shù)為手段,、計算機(jī)為平臺的一種全新農(nóng)業(yè)研究方法,,它可以充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技人員的智慧和想象力,使農(nóng)業(yè)科學(xué)家可以在虛擬環(huán)境下開展農(nóng)業(yè)研究,,從而大大降低實驗成本,,縮短實驗周期,提高農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的效率,。
用它可以模擬作物和環(huán)境因子,,還可以進(jìn)行科學(xué)實驗和教學(xué),且在植物生長狀況遙感監(jiān)測,、園林設(shè)計,、生產(chǎn)經(jīng)營管理等眾多領(lǐng)域也有重要應(yīng)用,對提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量,、改善品質(zhì)及增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,,并比較***大地促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
虛擬農(nóng)業(yè)用計算機(jī)可視化地模擬動植物在各種水肥,、營養(yǎng)脅迫條件下的發(fā)展過程,,用戶操作計算機(jī),不但可以了解動植物生長全過程中各種鮮,、干物質(zhì)積累的性狀,,還可以從不同視角了解動植物的逼真形態(tài)。在計算機(jī)支持下,,幾秒內(nèi)就能模擬動植物的整個生長周期,,不必用很長時間實地種或養(yǎng)動植物,一次模擬實驗只需幾分鐘,,即可得到實驗結(jié)果,,大大加快了實驗的速度,減少了實驗的投人,而且還可以完成在自然條件下難以實現(xiàn)的實驗研究,。
現(xiàn)在,,農(nóng)業(yè)自動化的水平正在不斷提高,信息技術(shù)正在不斷被計入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中,。這意味著,,咱們慢慢地,也能通過技術(shù)手段來監(jiān)測田里的情況,。但是,監(jiān)測數(shù)據(jù)是抽象的,,而如果用VR技術(shù),,咱們就可以把數(shù)據(jù)還原成圖像,直觀地反映田里的情況,。同時,,虛擬顯示技術(shù)意味著咱們可以突破固有的限制,原來咱們看不到的細(xì)節(jié),,無法管理的過程,,都可以通過VR技術(shù)進(jìn)行直觀地操作管理。
同時,,借助VR技術(shù),,咱們就能在虛擬的環(huán)境當(dāng)中為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中可能存在的問題制定解決方案。像洪水,、干旱,、病蟲害這樣的問題,咱們顯然不能在自然環(huán)境當(dāng)眾做實驗,,所以,,VR就可以作為一種高效危機(jī)預(yù)警和尋召解決方式的手段。
除此之外,,咱們現(xiàn)在已經(jīng)看到,,農(nóng)業(yè)在不斷升級的過程中,專業(yè)化的成都不斷提高,,未來,,從事農(nóng)業(yè)的就不再使農(nóng)民,而是產(chǎn)業(yè)工人,。這樣一來,,很多有志于從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人可能并不是來自鄉(xiāng)村,上崗之前,,就必然需要培訓(xùn),。如果讓他們下地干活,不僅培訓(xùn)周期長,而且各方面成本也會比較高,,要是用VR技術(shù),,就可以突破時間和空間的界限,讓這些新手以比較快的速度獲得所需的各種知識,。
當(dāng)然,,就像咱們前面說的,VR真正在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮作用,,需要農(nóng)業(yè)自動化水平的不斷提高,,需要農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的繼續(xù)推進(jìn)。而VR作為一種人機(jī)交互的比較新入口,,只要條件具備,,就會爆發(fā)出巨大的能量,給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來一系列的變化,。
利用虛擬植物模擬農(nóng)藥從噴霧器中噴出后的空間運(yùn)行軌跡,,直觀地觀察農(nóng)藥在植物群體中的空間分布與害蟲的位置關(guān)系,從而可確定農(nóng)藥的比較佳噴施方法,。利用虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù),,可以非常直觀地對農(nóng)田、森林等復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究,,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)研究方法和技術(shù)手段難以觀察到的規(guī)律,。
學(xué)習(xí)者可以從任意角度甚至在作物冠層內(nèi)漫游,觀察作物生長狀況的動態(tài)過程,,還可以通過改變環(huán)境條件和栽培措施,,直觀地觀察作物生長過程及比較終結(jié)果。這種效果是傳統(tǒng)方式無法達(dá)到的,,對文化基礎(chǔ)較低的農(nóng)民特別有利,,使他們更易于掌握先進(jìn)的農(nóng)田管理技術(shù)。由此可見,,虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)是一項很有效的技術(shù),,具有很好的推廣應(yīng)用前景。
總之,,隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)通信水平的不斷提高,,信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作用將會更加突出,多媒體遠(yuǎn)程咨詢系統(tǒng),、多媒體遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)將會更加完善,,農(nóng)民可以足不出戶就能獲得各種各樣的信息,農(nóng)業(yè)科技工作者也可以在任何地方為農(nóng)民提供服務(wù),,計算機(jī)技術(shù)將在農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用,。
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