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本书是关于介绍“数字农作技术”的教学用书，书中重点论述数字农作的基本理论、研究方法、关键技术、应用系统、发展前景等，主要包括数字农作的产生、特征及作用，数字农作研究的原理与方法，数字化种植设计技术，作物管理知识模型，作物生长模拟模型等9章内容。本书可作为从事农业信息技术研究与应用的教学、科研和管理人员以及相关学科研究生的科技参考书。

内容简介

本书以农作信息的获取、处理、模拟、调控为主要环节，重点论述数字农作的基本理论、研究方法、关键技术、应用系统、发展前景等，主要包括数字农作的产生、特征及作用，数字农作研究的原理与方法，数字化种植设计技术，作物管理知识模型，作物生长模拟模型，作物生长监测诊断，农作空间信息管理，数字农作支持系统，数字农作技术发展前景等9章内容，形成较为全面深入的数字农作理论与技术体系，具有突出的系统性、先进性、知识性和应用性。
本书可作为从事农业信息技术研究与应用的教学、科研和管理人员以及相关学科研究生的科技参考书。

作者简介

曹卫星，男，汉族，1958年8月生，江苏南通人，现任南京农业大学副校长；民盟中央常委，民盟江苏省委主委，全国人大代表，江苏省政协副主席；江苏省自然科学基金委副主任，江苏省信息农业高技术研究重点实验室主任，全国作物栽培专业委员会副主任，863计划重大项目总体专

目　　录

序
前言
第1章数字农作的产生、特征及作用
1.1 数字农作的产生与发展
1.1.1 数字农作的产生背景
1.1.2 数字农作的发展过程
1.2 数字农作的技术内涵与特征
1.2.1 数字农作的内涵
1.2.2 数字农作的关键技术
1.2.3 数字农作的基本特征
1.3 数字农作的作用与应用
1.3.1 数字农作的作用
1.3.2 数字农作的应用
第2章数字农作研究的基本原理与方法

序 前言 第1章 数字农作的产生、特征及作用 1.1 数字农作的产生与发展 1.1.1 数字农作的产生背景 1.1.2 数字农作的发展过程 1.2 数字农作的技术内涵与特征 1.2.1 数字农作的内涵 1.2.2 数字农作的关键技术 1.2.3 数字农作的基本特征 1.3 数字农作的作用与应用 1.3.1 数字农作的作用 1.3.2 数字农作的应用 第2章 数字农作研究的基本原理与方法 2.1 农作系统分析 2.1.1 系统分析的基本概念 2.1.2 农作系统的等级性 2.1.3 农作系统的水平 2.1.4 农作系统的表示 2.2 农作信息获取方法 2.2.1 试验设计与实施 2.2.2 观察与测定 2.2.3 文献资料获取 2.3 农作信息处理技术 2.3.1 定量分析 2.3.2 算法构建 2.4 农作信息系统的设计与实现 2.4.1 系统总体设计 2.4.2 系统构件设计 2.4.3 系统集成开发 2.4.4 系统的测试检验与应用 第3章 数字化种植设计技术 3.1 作物生态适应性评价 3.1.1 作物气候适应性评价 3.1.2 作物土壤适应性评价 3.1.3 作物地域生态适应性评价 3.2 作物空间分区技术 3.2.1 作物空间分布特点 3.2.2 作物空间分区技术 3.2.3 作物空间分区实例 3.3 作物周年布局技术 3.3.1 复种潜力指数估算 3.3.2 熟制类型确定 3.3.3 作物周年布局 3.4 种植优化设计及效益评价 3.4.1 种植模式优化设计 3.4.2 种植结构优化设计 3.4.3 作物种植模式效益评价 3.4.4 种植结构效益评价 第4章 作物管理知识模型 4.1 作物管理知识模型的定义、特征与作用 4.1.1 作物管理知识模型的产生背景 4.1.2 作物管理知识模型的定义与特征 4.1.3 作物管理知识模型的作用与意义 4.2 作物管理知识模型的构建 4.2.1 作物管理知识模型的框架结构 4.2.2 作物栽培方案设计模型 4.2.3 作物生长指标设计模型 4.3 基于知识模型的作物管理方案设计 4.3.1 作物管理方案的实例分析 4.3.2 作物管理方案的测试与检验 第5章 作物生长模拟模型 5.1 作物生长模拟模型的概念、特征及作用 5.1.1 作物生长模拟模型的概念 5.1.2 作物生长模拟模型的特征 5.1.3 作物生长模拟模型的作用 5.2 作物生长模拟模型的构建 5.2.1 作物生长模拟模型的构建方法 5.2.2 作物阶段发育模型 5.2.3 作物器官建成模型 5.2.4 物质生产与分配模型 5.2.5 作物品质形成模型 5.2.6 作物养分动态模型 5.2.7 土壤-作物系统水分平衡模型 5.3 可视化作物生长系统的构建 5.3.1 作物形态结构模型 5.3.2 作物形态可视化技术 5.3.3 数字化可视化作物生长系统 5.4 智能化作物集成建模辅助系统 5.4.1 系统原理与构建方法 5.4.2 系统结构及内容 5.4.3 系统功能及核心部件 5.4.4 应用分析：重构小麦生长模型 第6章 作物生长的遥感监测 6.1 农业遥感的基本原理与方法 6.1.1 农业遥感的生物物理基础 6.1.2 农业遥感信息获取与处理方法 6.2 作物生长的遥感监测模型 6.2.1 作物反射光谱的变化模式 6.2.2 作物生长特征的监测模型 6.2.3 作物生理参数的监测模型 6.2.4 作物生产力的监测模型 6.2.5 基于地空信息融合的作物生长监测 6.3 作物生长监测系统 6.3.1 作物生长监测设备的设计与研制 6.3.2 作物生长监测系统的构建与实现 6.3.3 作物遥感技术与模型技术的耦合 第7章 农作空间信息管理 7.1 农业地理信息系统 7.1.1 地理信息系统的概念与特征 7.1.2 农业地理信息系统的构建 7.1.3 农业地理信息系统的应用领域 7.2 基于GIS的农作空间信息管理 7.2.1 农作空间信息的变化特征 7.2.2 农作空间信息分析技术 7.2.3 GIS与GPS和RS集成的机制与模式 7.2.4 农作空间信息管理系统的构建与实现 7.3 基于GIS和模型的农作生产力评价 7.3.1 农作潜在生产力 7.3.2 农作现实生产力 7.3.3 基于GIs和知识模型的农作生产力评价 7.3.4 基于GIS和生长模型的农作生产力评价 7.3.5 农作生产力优化 第8章 数字农作支持系统 8.1 农业决策支持系统的概念、特征与功能 8.1.1 决策支持系统的基本概念和结构 8.1.2 农业决策支持系统的类型与特征 8.1.3 农业决策支持系统的功能与应用 8.2 数字农作支持系统的构建与实现 8.2.1 数字农作支持系统的技术支撑 8.2.2 数字农作关键技术的耦合机制 8.2.3 数字农作支持系统的设计与开发 8.3 数字农作支持系统的应用评价 8.4 数字化农作管理仪的研制与实现 8.4.1 系统目标、特性及功能需求 8.4.2 关键开发技术 8.4.3 系统的实现与测试 第9章 数字农作技术发展前景 9.1 数字农业的总体发展趋势 9.2 数字农作技术的发展方向 9.2.1 遥感监测技术 9.2.2 过程模拟技术 9.2.3 知识工程技术 9.2.4 系统集成技术 9.3 数字农作技术的前景展望 9.3.1 信息农作 9.3.2 3S农作 9.3.3 数字农作 9.3.4 虚拟农作 9.3.5 精确农作 参考文献 索引

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第1章数字农作的产生、特征及作用
信息技术的快速发展为农业现代化和信息化提供了新的方法和手段，也为农业产业的技术改造和提高注入了新的活力。基于信息科学与农业科学交叉融合而形成的农业信息技术正快速发展成为一门新兴的高技术学科领域，为现代农业发展提供全新的技术支持和全方位的信息服务，使农业逐步走上数字化、精确化、高效化和科学化的轨道，从而促使农业产业发生深刻的变革和创新，带来巨大的社会、经济和生态效益。
数字农业是用数字化信息技术，对农业所涉及的对象和过程进行数字化表达、设计、控制和管理，是数字地球的理论与知识在农业上的拓展和深化。农业生产是整个农业产业中最基础和本质的部分，因此，数字农作技术是数字化农业需要研究和发展的基础性和向导性工作，也是数字农业技术研究与应用的突出标志，是当今信息农业和现代农业发展的前沿领域和必然趋势。
针对数字农业的发展趋势和应用前景，美国、澳大利亚、法国、加拿大、荷兰、英国等发达国家十分重视建立基于农作系统模型和地理信息系统（geographic infor—mation system，GIS）技术的数字化农业生产实验系统，并在研究和示范应用中获得了显著的社会经济和生态效益。与此同时，我国在继续发展和完善农业生产管理信息系统和农业生产管理专家系统的同时，在作物生长模拟、农情信息监测、精确农作技术等方面也进行了比较深入系统的研究工作，并在应用示范中取得了良好的成效，为构建数字农作理论与技术体系奠定了基础。
　　1.1　数字农作的产生与发展
现代信息技术的发展使人类社会开始步入信息化时代，给人类社会和经济发展带来了广泛而深远的影响。尤其是管理信息系统和辅助决策系统的发展，为建立和应用现代科学管理体系提供了技术基础。与此同时，随着现代农业科学理论与技术的快速发展和逐步成熟，信息技术与农业科学的交叉渗透催生了农业信息技术这一新兴的学科领域。其中，数字农作理论与技术是整个农业信息技术的基础和核心。
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