《農業資訊科技》課程教學規範

2021-05-28 10:51:53 字數 4968 閱讀 2380

ⅰ、本課程的地位與作用

農業資訊科技是以農業科學的基本理論為基礎,以農業生產活動資訊為物件,以資訊科技為支撐,進行農業資訊採集、處理、分析、儲存、傳輸等具有明確時空尺度和定位含義的農業資訊管理與決策,以揭示和把握農業生產活動資訊的變化規律。其主要包括以農業遙感、地理資訊系統和全球定位系統為核心的空間資訊處理技術以及資料庫、人工智慧、模擬模型、虛擬實境、網路技術等電子資訊處理技術。農業資訊科技是農學(農業資訊科技)專業必修的一門重要的專業選修課(學位課)。

ⅱ、本課程的教學目標

通過本課程的教學,總的目的和要求是使學生:

(1)了解農業資訊科技的基本內涵、主要研究內容及發展趨勢。

(2)了解農業資料庫、農業模擬模型、虛擬農業及管理資訊系統、決策支援系統、專家系統、農業資訊服務系統的概念、特徵與功能及研製過程與方法。

(3)了解精確農業的概念與特徵、支援技術及實施過程,重點掌握遙感、地理資訊系統、全球定位系統、機器視覺技術農業應用的原理與方法。

(4)理解農業資訊科技是重要的專業選修課,是對計算機基礎、程式語言、軟體工程以及耕作、栽培、遺傳育種等農學類先修課程的乙個綜合與提公升。

(5)理解農業資訊科技是一門實踐性很強的硬技術,通過實驗教學,使學生掌握農業資訊系統的程式設計、模型構建、開發實現的基本方法和基本技能,培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力。

ⅲ、本課程的教學基本要求和內容

第一章農業資訊學基礎(制定人:高輝)

1.1 教學基本要求

(1)了解農業資訊學的發展背景與形成過程,掌握農業資訊學的定義、內涵與基本特徵;

(2)知曉農業資訊學研究的關鍵技術;

(3)了解農業資訊學的地位與作用。

1.2 教學基本內容

第一節農業資訊學的形成

資訊的定義;農業資訊學的形成;數字農業的定義。

知識點:

1、資訊是客觀實體運動狀態和運動過程的抽象描述;

2、資訊、物質和能量已成為共同構成客觀世界的三大要素;

3、微型計算機和網際網路的廣泛應用,以及遙感、地理資訊系統、全球定位系統和管理資訊系統、決策支援系統、專家系統等ns技術的發展,為農業生產管理的現代化和資訊化提供了新的方法和手段,也為農業產業的技術改造和提高注入了新的活力。農業資訊科技正是在資訊科學和農業科學不斷發展的推動下建立起來的新興交叉學科領域。

4、數字農業是用數位化技術,按人類需要的目標,對農業所涉及的物件和全過程進行數位化表達、設計、控制、管理,是數字地球理論與知識在農業上的應用。

第二節農業資訊學的定義、內涵與特徵

農業資訊學的定義;農業資訊學的內涵;農業資訊學的基本特徵。

知識點:

1、定義:以農業科學的基本理論為基礎,以農業生產活動資訊為物件,以資訊科技為支撐;進行農業資訊採集、處理、分析、儲存、傳輸等具有明確時空尺度和定位含義的農業資訊管理與決策,研究和解決農業生產活動資訊變化規律的科學。

2、內涵:

(1)理論基礎:包括農業資訊的結構、性質、分類及其表達,農業資訊的傳輸機制與資訊流的形成機理,農業資訊的管理與調控技術等。

(2)技術體系:包括農業資訊獲取、資訊處理、資訊模擬、資訊控制四個主要方面。

(3)應用系統:基於資料庫的農業生產資訊管理系統、基於3s技術的農業空間資訊系統、基於模型的農業生產決策支援系統、基於人工智慧的農業管理專家系統、基於關鍵技術整合的精確農作管理系統等。

3、基本特徵:系統化、模型化、知識化、智慧型化、視覺化、網路化等。

第三節農業資訊學研究的關鍵技術

農業資料庫技術;農業資訊監測技術;農業空間資訊管理技術;農業系統模擬技術;農業人工智慧技術;農業管理決策技術;農業資訊服務技術。

第四節農業資訊學的作用與應用

農業資訊學的作用;農業資訊學的應用。

第二章農業資料庫及管理資訊系統(制定人:孫成明)

2.1 教學基本要求

(1)了解農業資料庫及農業管理資訊系統的特徵,掌握農業資料庫及農業管理資訊系統的概念;

(2)了解農業資料庫及管理資訊系統的研製過程以及其在農業上的應用。

2.2 教學基本內容

第一節農業資料庫的概念與特徵

農業資料庫的概念;資料庫的結構;農業資料庫系統的特徵。

知識點:

1、農業資料庫:是一種有組織地動態地儲存、管理、重複利用、分析**一系列有密切聯絡的農業方面的資料集合的計算機系統。

2、資料庫的**模式結構:外模式、模式和內模式。

第二節農業管理資訊系統的概念與特徵

管理系統資訊系統的概念;管理資訊系統的特徵;農業管理資訊系統的特徵。

知識點:

1、管理資訊系統:是由人和計算機裝置或其他資訊處理手段組成並用於管理資訊的系統,是一門管理科學、資訊科學、系統科學與計算機技術相結合的綜合性學科。

2、農業管理資訊系統特徵:農業管理資訊系統是收集和加工農業系統管理過程中的有關資訊、為管理決策過程提供幫助的資訊處理系統,可根據管理目的而建立,在資料支援下進行與農業相關的事務處理、資訊服務和輔助管理決策。

第三節農業資料庫系統及管理資訊系統的研製與應用

農業資料庫的研製及其應用;農業管理資訊系統的研製及其應用。

第三章農業專家系統(制定人:孫成明)

3.1 教學基本要求

(1)了解專家系統的概念,熟悉農業專家系統的概念;

(2)了解農業專家系統的特徵、結構與功能;

(3)了解農業專家系統的研製過程及其應用。

3.2 教學基本內容

第一節農業專家系統的概念、特徵與功能

專家系統及農業專家系統的概念;農業專家系統的特徵;農業專家系統的結構與功能。

知識點:

1、農業專家系統:農業專家系統是乙個擁有大量權威農業專家的經驗、資料、資料與成果構成的知識庫,並能利用其知識,模擬農業專家解決問題的思維方法進行判斷、推理,以求得解決農業生產問題結論的智慧型程式系統。

2、農業專家系統的特徵:

(1)農業專家系統具有顯示表達的大量領域專門知識

(2)能進行符號處理

(3)具有智慧型性

(4)能對推理過程的解釋

(5)包括知識庫、資料庫、模型庫,涵蓋了農業專家解決實際問題所需的基本資訊。

(6)人機介面友好。大多數農業專家系統採用了多**技術和視覺化技術,介面友好,操作簡單、易於廣大農業生產使用者使用。

第二節農業專家系統的研製與應用

知識獲取與表達;知識庫與模型庫的構建;系統的除錯與修改;農業專家系統的應用。

第四章農業模擬模型(制定人:孫成明)

4.1 教學基本要求

(1)了解農業模擬模型的概念、特徵與功能;

(2)了解農業系統的等級性和水平;

(3)熟悉農業系統模擬的原理與技術;

(4)了解農業模擬模型基本演算法及農業模擬模型的研製步驟;

(5)了解農業模擬模型的應用及其與其它技術的耦合。

4.2 教學基本內容

第一節農業模擬模型的概念、特徵與功能

農業模擬模型的概念和型別;農業模擬模型的特徵;農業模擬模型的作用與功能。

知識點:

1、農業模擬模型(simulation model):著重利用系統分析方法和計算機模擬技術,對農業系統中的生物與非生物過程及其與環境和技術的動態關係進行定量描述和**。

2、模擬模型的型別

(1)經驗(experiential)模型和機理(mechanistial)模型;

(2)描述性(descriptive)模型和解釋性(explainatory)模型;

(3)統計(statistical)模型和過程(process)模型;

(4)應用(application)模型和研究(research)模型。

第二節農業系統的等級性和水平

農業生產系統的等級性;農業生產系統的水平和過程。

第三節農業系統模擬的原理與技術

系統分析方法;機理性與經驗性的關係;模擬研究的尺度;支援研究;析因方法與係數化;遺傳引數;模型開發環境與工具;構件化程式設計;農業生長系統的表示方法。

知識點:

1、模擬模型的結構成分

第一亞系統為作物的階段發育與物候期,主要是有關以溫光反應為基礎的莖頂端發育階段以及以外部形態特徵變化為標誌的生育時期。

第二亞系統為作物植株的形態發生與器官建成過程,包括根系、葉片、莖桿、小穗、小花、籽粒等器官發生與形成的規律、數量與質量等。

第三亞系統為植株的光能利用與同化物生產,包括葉片和冠層的光合作用、呼吸作用、碳水化合物積累及生物量的計算等。

第四亞系統為不同器官間的物質分配與利用,包括同化物分配係數或分配指數和分配量的實時變化、器官的生長和大小、產量和品質的決定等。

第五亞系統為土壤-植物-大氣水分關係,包括土壤水分的移動、吸收、蒸發蒸騰、植物組織的水分平衡等。

第六亞系統為土壤養分(氮素)動態與植株利用,包括主要養分元素在土壤中的轉化、根系吸收、體內分配和利用等。

第四節農業模擬模型的研製步驟

模型選擇與系統定義;資料獲取與演算法構建;模組設計與模型實現;模型檢驗與改進。

第五節農業模擬模型基本演算法構建

作物階段發育的模擬;作物器官建成的模擬;物質生產與積累的模擬;同化物分配與產品形成的模擬;作物養分效應的模擬;作物水分效應的模擬。

第六節農業模擬模型的應用

農業模擬模型的應用領域;模擬模型與其它技術的耦合。

知識點:

1、模擬模型的應用主要有以下4個方面:教學、研究、管理、評估。

2、模擬模型與其它技術的耦合:

(1)與專家系統或知識模型的結合;

(2)與rs技術的結合;

(3)與gis的結合;

(4)與全球定位系統的結合;

(5)與視覺化技術及虛擬實境技術的結合;

(6)與元件技術的結合;

(7)與網路技術的結合。

第五章虛擬植物與虛擬農業(制定人:孫成明)

5.1 教學基本要求

(1)了解虛擬植物的概念與意義;

(2)了解虛擬植物的構建方法;

(3)了解虛擬實境與虛擬農業。

5.2 教學基本內容

第一節虛擬植物的概念與意義

虛擬植物的概念與特徵;虛擬植物的意義。

知識點:

1、虛擬植物:所謂虛擬植物,就是應用計算機模擬植物在三維空間中的生長發育狀況。

第二節虛擬植物的構建方法

農業資訊科技 課程教學規範

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