農(nóng)業(yè)中十三個虛擬現(xiàn)實技術
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等農(nóng)業(yè)信息技術的進步與滲透推動了數(shù)字經(jīng)濟在農(nóng)業(yè)領域的發(fā)展,利用數(shù)字技術賦能農(nóng)業(yè),有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與發(fā)展質量。
(一)虛擬植物
可以利用虛擬現(xiàn)實技術模擬植物在三維空間中的生長發(fā)育過程。虛擬植物能夠精確地反映現(xiàn)實植物的形態(tài)結構,極具真實感。利用虛擬植物技術,我們可以在電腦屏幕上設計農(nóng)作物,然后再進行實際培育或用基因工程技術繁殖出真實的農(nóng)作物,使農(nóng)作物新品種具有虛擬植物的理想性狀。
(二)虛擬動物
可以利用計算機可視化地模擬動物在各種營養(yǎng)物脅迫條件下的生長過程,用戶操作計算機不但可以了解動物生長全過程中鮮、干各種物質的積累形狀,而且還可以從不同視角了解動物的逼真形態(tài)。在計算機支持下,一次模擬實驗只需幾分鐘即可得到實驗結果,大大加快了實驗的速度,減少了實驗的投入,而且可以完成在自然條件下難以得到的實驗結果。
?。ㄈ┨摂M立體農(nóng)業(yè)
可以通過對光資源利用的模擬,進而可模擬地下部對水、肥等的吸收利用狀況等,實現(xiàn)對立體農(nóng)業(yè)間作、套種、混種等的規(guī)劃及優(yōu)化管理。
(四)虛擬節(jié)水
可以模擬不同作物、不同株型、不同節(jié)水型灌溉方式、不同的栽培管理措施,以及模擬自然降水過程對水分的吸收利用狀況,來實現(xiàn)水分最大的利用效率。
?。ㄎ澹┨摂M實驗
可以利用計算機建立反映客觀規(guī)律的虛擬模型,應用虛擬模型進行實驗,可以部分地替代在現(xiàn)實世界中難以進行的實驗,或者是費時、費力和費錢的實驗。
?。┨摂M農(nóng)場
在教學、科普教育和農(nóng)業(yè)科技推廣領域,可利用虛擬植物模型建立虛擬農(nóng)場,讓學員在計算機上種植虛擬作物,進行虛擬農(nóng)田管理,直觀地觀察作物生長過程及最終結果。
?。ㄆ撸┨摂M果樹修剪
虛擬果樹修剪系統(tǒng),可以模擬果樹具有生長功能,該功能可以模擬真實果樹的各種生長狀況,并對各種因素的改變作出近似實際的反應。
?。ò耍┨摂M農(nóng)業(yè)布局
利用虛擬農(nóng)業(yè)技術進行模擬,可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)布局規(guī)劃設計效果的形象化;在觀光農(nóng)業(yè)中,可以模擬采摘、銷售、觀賞、垂釣、游樂等活動,為旅客設計合理路線,讓旅游者最大限度地參與、親自體驗。
?。ň牛┨摂M農(nóng)業(yè)區(qū)劃
模擬糧食生產(chǎn)與多種經(jīng)濟作物合理搭配種植;模擬農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)相結合的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式。
?。ㄊ┨摂M城市農(nóng)業(yè)
城市農(nóng)業(yè)是充分合理地利用城市空間和優(yōu)越條件來發(fā)展農(nóng)業(yè)的一種探索??梢岳锰摂M現(xiàn)實技術模擬環(huán)境、生態(tài)、科技、生產(chǎn)、觀賞為一體的城市農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展模式,便于決策、實施。
(十一)虛擬農(nóng)機
可以虛擬農(nóng)機設計、農(nóng)機制造和農(nóng)機測試。例如,采用虛擬農(nóng)業(yè)技術,對試驗對象的各個指標同時進行數(shù)據(jù)的測量、實時處理和實時分析,有利于提高測試水平,得出比較精確的結論,為系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供更可靠的依據(jù)。
?。ㄊ┨摂M溫室
虛擬溫室是將數(shù)據(jù)、材料、模型、物理屬性和高級算法整合成的一個研究平臺,研究溫室對外界環(huán)境的反應,將物理學(如溫室圍護結構的傳熱和力學屬性)和環(huán)境學(氣候變化和植物生理信息)結合起來,進行預測和預報溫室對外界各種變化(氣候條件、植物生長和人工干擾)的反應,而且能夠觀察、顯示和打印其結果。
?。ㄊ┨摂M農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個巨型復雜的過程。由于其自身的一些特點,如土壤類型眾多、作物品種復雜、病蟲害發(fā)生頻繁且癥象不斷變化,肥水、密度以及氣候相互之間的關系和影響等,使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理復雜而艱難。因此,利用虛擬現(xiàn)實技術模擬仿真農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié),不僅可以節(jié)約費用而且能夠提高管理的水平和效率。