本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第5期，目次34
摘要：随着现代信息技术的快速发展，其在农业气象服务领域的应用已成为提高农业生产效率和应对气候变化的关键。信息技术的应用不仅改变了农业气象服务的数据采集与处理方式，还提升了气象预报的准确性和实时性。农业专家系统和物联网技术的融合，为农业生产提供了智能化决策支持。通过案例分析，该文探讨了农业信息化示范基地和智慧农业气象服务平台的建设，展示了信息技术在农业气象服务中的应用成效，为未来农业气象服务的发展提供了有益的参考和启示。
关键词：现代信息技术；农业气象服务；数据采集
随着农业现代化的发展，农业气象服务的重要性日益凸显。现代信息技术的应用为农业气象服务提供了新的途径和手段。该文旨在探讨基于现代信息技术的农业气象服务应用的关键技术，并通过案例分析展示现代信息技术在农业气象服务中的应用。
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基于现代信息技术的农业气象服务的背景
基于现代信息技术的农业气象服务是农业现代化的重要组成部分，它通过集成卫星遥感、地面观测、物联网传感器等先进技术手段，实现对气象条件的实时监测和精准预报。这些技术的应用大大提高了农业生产中对天气变化的响应速度和应对措施的准确性，使得农业经营者能够及时获取天气信息，为种植管理、灾害预防和收成预测等活动提供科学依据。信息技术的深度融合还允许农业气象服务通过大数据分析，挖掘气候变化趋势，助力农业生产结构的优化和调整，同时也为政策制定者提供有力的数据支撑，推动精准农业和智慧农业的发展。
基于现代信息技术农业气象服务应用的关键技术
2.1 数据采集与处理技术的信息技术应用
在现代农业气象服务中，信息技术的应用对于数据采集与处理环节至关重要。首先，利用先进的传感器和监测设备，比如土壤湿度传感器、自动气象站等，实时监测各项气象参数。这些传感器通常与物联网技术相结合，使得数据采集自动化、智能化，减少人为错误，提高数据精确度。其次，通过高速无线通讯技术，如4G/5G网络、LoRaWAN等，将采集的数据快速上传到云端服务器。云计算平台的强大计算能力可以处理巨大数据量，运用大数据分析技术，对收集的原始数据进行清洗、整合和分析，抽取有用信息。此外，借助人工智能，尤其是机器学习算法，可以从历史气象数据中学习模式，预测未来趋势，从而为农业生产提供科学依据[1]。通过这些信息技术的综合应用，可以实现对农业气象数据的精确采集、及时传输和智能处理，为农业生产提供及时、准确的技术支持。
2.2 气象预报技术的信息技术应用
对于气象预报技术，信息技术的运用同样发挥着核心作用。现代气象预报依赖于遥感技术，例如使用气象卫星和雷达系统进行大范围的环境监测，捕捉高精度的气象数据。这些设备能够提供实时的温度、湿度、降水和云层等数据，为气象预报提供基础信息。随后，这些数据被传输到专门的气象处理中心，通过高性能计算机系统对数据进行处理和分析。在此基础上，数值天气预报模型，如全球预报系统（GFS）和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）模型等，被用于模拟和预测天气变化。集合预报方法通过运行多种模型和初始条件评价预报的不确定性，这为农业决策提供了一层额外的保障。最终，应用可视化技术和用户界面设计，将复杂的预报模型结果转化为易于理解的天气预报信息，直观展示给农民和决策者。综合运用这些技术，气象预报服务能够为农业生产提供更加精确、及时且具有前瞻性的技术支持，帮助农业从业者做出更加科学合理的决策。
2.3 农业专家系统
农业专家系统结合了气象学和农业学的知识。农业专家系统首先通过数据采集和处理技术获取农田的气象数据和农作物生长数据。其次，利用专家知识和规则库，对这些数据进行分析和推理，生成相应的农业决策建议。这些决策建议可以涉及种植时间、施肥量、灌溉频率等方面，帮助农民制定科学的农业生产计划。农业专家系统的优势在于它可以根据不同的农田条件和农作物种类，提供个性化的农业决策支持。通过分析历史数据和实时数据，系统可以根据不同的气象条件和农作物需求，预测未来的生长情况，并给出相应的决策建议，这有助于农民根据实际情况进行精细化的农业管理[2]。
2.4 物联网技术
物联网技术可以实现农田的远程监测。通过在农田中布置传感器和监测设备，可以实时监测气象数据，如温度、湿度、风速等。这些数据可以通过物联网连接到云平台，农民可以随时随地通过手机或电脑获取最新的气象数据，了解农田的状况。物联网技术可以实现农田的智能化控制。通过与农田设备的连接，如灌溉系统、温室控制系统等，可以根据气象数据和农作物需求，自动调节灌溉水量、温度等参数，实现精准的农业管理。这样，农民可以节省时间和人力成本，还可以实现农业数据的集成和分析。
基于现代信息技术的农业气象服务案例分析
3.1 案例选取标准与范围
选择案例时，要确保所选案例能够反映信息技术在农业气象服务中的应用，并且能体现出该技术对提高农业生产效率和减少损失的具体效果。案例的区域覆盖面要广，包括不同的气候带和农作物类型。案例应便于复制和扩展，以促进技术在更广泛区域的推广。此外，案例中应提供具体的数据支持，以便进行客观的效果评估。
3.2 建立高效的农业气象服务系统
基地可建一个高效的农业气象服务系统。首先，基地部署广泛的传感器网络，包括土壤湿度传感器、温度计和风速仪，这些传感器能够每5分钟自动记录关键的气象数据，确保信息的实时性和准确性。这些数据通过物联网设备实时发送到云平台，利用大数据处理技术进行分析和处理。例如，通过对历史数据的分析，基地能够推断出作物生长所需的最佳土壤湿度为35%，以及最适宜的温度范围为18～22℃。进一步地，基地应用机器学习模型，比如随机森林和支持向量机，对收集到的数据进行深度学习和模式识别，预测未来天气变化对农作物生长的潜在影响。例如，模型可能会预测由于预期的热浪，未来一周内玉米的生长速度将下降10%。最终，这些分析结果通过数据可视化工具如Tableau或Power BI展现给农民，使他们能直观地理解和应用这些信息。通过调整灌溉策略，示范基地在热波期间的玉米产量仅下降了3%，而相比之下，未采取建议措施的区域产量下降了12%。
3.3 智慧农业气象服务平台建设
智慧农业气象服务平台构建的案例，是利用先进的信息技术实现了气象数据的智能监测和分析。平台部署了带有GPS的多功能气象监测设备，这些设备能够每10分钟自动采集关键气象指标，如温度、降水量和风速。收集到的数据通过物联网技术实时上传到云平台，并通过先进的AI算法进行处理和分析。平台不仅提供了实时数据的可视化展示，还能够根据历史和当前数据采用深度学习算法预测未来的气象趋势，为农民的决策提供科学依据。这些智能分析和预测帮助农民优化农作物的种植时机、灌溉计划和病虫害防治措施[3]。例如，数据分析结果显示，通过采用合理的防冻措施，某次预测的低温事件对果园的影响被最小化，损失比率由未采取措施的15%降低到了2%。这种智慧农业系统的实施大幅提升了农业生产的精准性和可持续性，同时也增强了农民应对气候变化的能力。
结语
现代信息技术在农业气象服务中发挥着越来越重要的作用。通过高效的数据采集与处理、精准的气象预报、智能化的农业专家系统和物联网技术的应用，农业生产者能够更好地应对气候变化，提高农作物产量和质量。未来，随着技术的不断进步和创新，基于现代信息技术的农业气象服务将更加智能化、精准化，为全球农业的可持续发展做出更大贡献。
参考文献：
[1]王瑶. 基于现代信息技术的农业气象服务运用探究[J]. 南方农机,2019,50(12):75.
[2]陈炜,光李鹿. 基于现代信息技术的农业气象服务应用研究[J]. 农民致富之友,2019(11):228.
[3]周文静. 基于现代信息技术的农业气象服务应用[J]. 南方农机,2019,50(4):72.
作者单位：新疆生产建设兵团第六师奇台农场农业发展服务中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.14.034
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