VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

王永紅

摘 要：農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是現(xiàn)代化發(fā)展的重要組成部分。農(nóng)業(yè)技術(shù)現(xiàn)代化是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的重要內(nèi)力。傳統(tǒng)意義上的農(nóng)耕認(rèn)識需要改革，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也需要變革。伴隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提供有利的專業(yè)支持，也為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)發(fā)揮了重要的作用。文章通過對VR技術(shù)的簡要介紹，綜述了目前在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，VR技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)幫助我們實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的諸多應(yīng)用，展示了VR技術(shù)的先進(jìn)性和這項(xiàng)技術(shù)今后發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；應(yīng)用

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0152-02

1 VR技術(shù)的內(nèi)涵

VR是Virtual Reality的英文縮寫，中文的意思就是虛擬現(xiàn)實(shí)，這個概念是在80年代初提出來的，具體是指借助計(jì)算機(jī)及最新傳感器技術(shù)創(chuàng)造出來的一種嶄新的人機(jī)交互手段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用過程中，利用VR技術(shù)，制作模擬仿真軟件，采用模擬仿真農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，模擬真實(shí)操作場景，模擬真實(shí)栽培植物等，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境因子和操作關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行模擬。從而實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擺脫季節(jié)限制和外在因素控制需要。

2 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，只有掌握更高的技能，才能滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的栽培方式，已經(jīng)越來越不能滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)看天吃飯，所以四季的變化、外界環(huán)境的影響都制約著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各項(xiàng)發(fā)展。四季中的溫度、光照、水份、土壤等對于農(nóng)作物的生長發(fā)育更是有著重要的影響。這些作物生長所依賴的因素，不同的改變就會對生產(chǎn)產(chǎn)生較大的影響。如何能尋求出外界因子改變后，依然滿足作物生長需要的生長方案，是擺在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)者的一個現(xiàn)實(shí)問題。因此，VR技術(shù)的應(yīng)用，就給我們帶來了一個前所未有的便利，可以在模擬真實(shí)場景的情況下，通過立體模型、仿真環(huán)境等，通過數(shù)據(jù)分析等計(jì)算機(jī)手段，為我們提供最優(yōu)的解決方法。以此來走出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，看天吃飯的困境。這也是目前VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域深受歡迎的重要原因之一。

3 VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

VR這項(xiàng)技術(shù)，對于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域目前已經(jīng)有很多應(yīng)用。這些年，隨著國家對農(nóng)業(yè)農(nóng)村的加大投入和重點(diǎn)關(guān)注，國家政府給予農(nóng)業(yè)發(fā)展很多優(yōu)惠政策進(jìn)行扶持，這也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能夠充分利用VR技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的設(shè)施保障。有了物質(zhì)基礎(chǔ)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的很多地方都建立了VR技術(shù)實(shí)訓(xùn)操作室。這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)置身于其中，仿佛置身于真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境中，而各項(xiàng)操作也對應(yīng)了生產(chǎn)中的各項(xiàng)操作環(huán)節(jié)。

（1）利用VR技術(shù)，可以走進(jìn)植物的微觀世界，深入了解植物的真實(shí)構(gòu)造。通過觀察深層次的植物結(jié)構(gòu)，利用立體仿真效果，觀察植物結(jié)構(gòu)，甚至可以近距離的感受細(xì)胞的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。因此，在對于揭開植物宏觀形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)上存在的聯(lián)系等方面，有很方便的作用。這是傳統(tǒng)的方法所達(dá)不到的。通過這項(xiàng)技術(shù)，可以把深奧的植物世界呈現(xiàn)在眼前，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，為找到合適的操作方案，提供理論支持，也可以為栽培養(yǎng)護(hù)管理方面，找到外界環(huán)境因子對植物生長發(fā)育產(chǎn)生影響根源。VR技術(shù)就是通過提供真實(shí)環(huán)境模擬，技能操作，人機(jī)對話等功能，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)的現(xiàn)代化和智能化。

（2）利用VR技術(shù)，可以擺脫季節(jié)束縛，隨時(shí)進(jìn)行操作，總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。我們都知道，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有季節(jié)性和周期性的限制。因此，在對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，需要遵循季節(jié)的變化和周期的變化。在東北地區(qū)，進(jìn)入秋末和冬季后，除了保護(hù)地生產(chǎn)外，露地生產(chǎn)基本處于停止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)候，可以利用VR技術(shù)模擬生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)栽培品種，通過一年的溫度、光照、水分等情況，結(jié)合施肥整地情況，對一年來的生產(chǎn)場景進(jìn)行模擬，針對當(dāng)年的產(chǎn)量及產(chǎn)值情況，分析在生產(chǎn)過程中存在哪些環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步改進(jìn)，并對在生產(chǎn)中存在的問題，采用模擬仿真的形式進(jìn)行不同調(diào)節(jié)，以找出最適合當(dāng)季栽培的品種及生產(chǎn)方法，對溫度、光照、水肥等合理調(diào)控，為下一年的生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。通過模擬仿真，可以結(jié)合真實(shí)的生產(chǎn)，找出最佳生產(chǎn)方案。方案中可以包含作物的品種類型、三基點(diǎn)溫度、空氣密度、水肥濃度等多種因素對生產(chǎn)的影響，為下一年的豐收提供依據(jù)。

（3）VR技術(shù)可以模擬實(shí)際操作。我們知道，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，有很多操作技術(shù)是需要反復(fù)操作才能達(dá)到準(zhǔn)確熟練的。比如大樹的移植過程。這項(xiàng)技術(shù)，在樹木栽培過程中，是一項(xiàng)重要的技術(shù)。移栽的大樹不僅僅是用于美化環(huán)境，有很多大樹是古樹，還具有文化價(jià)值，因此在移栽的過程中，保證成活率至關(guān)重要。如何實(shí)現(xiàn)移栽成活，有很多要點(diǎn)。對于從來沒操作過的人來說，不容易掌握，可以利用VR技術(shù)，模擬大樹移栽的實(shí)際工作場景。從大樹起挖的位置選擇、帶土坨大小，搬運(yùn)、轉(zhuǎn)移還有土坨綁扎等方面，都可以進(jìn)行現(xiàn)實(shí)模擬。這樣進(jìn)行操作訓(xùn)練后，再到真實(shí)工作環(huán)境時(shí)，便會得心應(yīng)手，不會手忙腳亂。極大地提升了操作的準(zhǔn)確性，因此提高樹木移栽的成活率，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，蔬菜生產(chǎn)、果樹生產(chǎn)、花卉生產(chǎn)等方面，都需要嫁接技術(shù)。而嫁接的部位和操作的準(zhǔn)確性，直接影響苗木的成活，也影響生產(chǎn)效益。因此，通過VR技術(shù)，模擬仿真嫁接操作環(huán)節(jié)，通過反復(fù)訓(xùn)練，可以熟練掌握嫁接部位，形成層位置，以及最后的綁扎環(huán)節(jié)。通過模擬仿真訓(xùn)練，可以使操作者，避免不熟練操作導(dǎo)致的嫁接刀劃傷、嫁接苗成活率低等弊端。利用VR技術(shù)，模擬仿真植物的結(jié)構(gòu)，一目了然。

（4）利用VR技術(shù)，可以節(jié)約耗材，反復(fù)操作，節(jié)約資金

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域包含多個技能工種，要想熟練掌握技能，那就需要在生產(chǎn)過程中大量、反復(fù)的練習(xí)。如果按照傳統(tǒng)的操作，每一次操作，所需的耗材數(shù)量是很大的，而且植物的利用是有時(shí)間性的，萎蔫或衰敗的材料無法滿足操作要求，因此就需要更大的經(jīng)濟(jì)投入，以達(dá)到練習(xí)掌握生產(chǎn)技能。如果我們選擇了模擬仿真技術(shù)，那么就可以在虛擬的環(huán)境下，各工種操作人員需要事先反復(fù)練習(xí)，極大的節(jié)約耗材的使用量。比如說，插花員這個工種證書的取得需要有大量花材和葉材。而花卉的價(jià)格受季節(jié)的影響，有很大的變化，并且在實(shí)際操作過程中，受有限花材和葉材數(shù)量的影響，無法滿足，插花造型的需要，所以培訓(xùn)費(fèi)用高，這也影響了很多從業(yè)人員提升技能水平。在模擬仿真的條件下，我們仿佛置身于一個插花工作室，而擺在我們面前的是豐富而充足的花材。這樣我們可以嘗試多種造型的練習(xí)。尤其是在練習(xí)西方式插花造型的時(shí)候，因?yàn)槲鞣绞讲寤ㄤ秩練夥铡⒑嫱袩狒[場景的需要，花材數(shù)量要求的更多，如果在傳統(tǒng)的實(shí)踐操作中，就需要購置大量的花材，而花材的保鮮時(shí)間又是有限的，成本很高。利用VR技術(shù)就能滿足操作者對于花材的需要。在模擬仿真室可以反復(fù)進(jìn)行練習(xí)，可以反復(fù)修改作品的造型，極大的節(jié)約了成本。插花模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，可以說極大滿足了插花行業(yè)需要。這些年我們通過這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，為花卉裝飾與應(yīng)用行業(yè)，創(chuàng)作了很多精美作品，并在全國各級各類的比賽中，許多作品都取得了優(yōu)異的成績，精彩絕倫的藝術(shù)插花作品豐富了花卉市場，也滿足了消費(fèi)者的需求。

（5）利用VR技術(shù)，可以降低農(nóng)藥誤操作的危害

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，植物保護(hù)是一項(xiàng)非常重要的栽培管理技術(shù)。對于在不同時(shí)期發(fā)生的病蟲害，需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時(shí)進(jìn)行防治?？刂撇∠x害的發(fā)生，才能保證作物的產(chǎn)量，最大限度的保證經(jīng)濟(jì)利益。而對于很多農(nóng)民來說，不懂農(nóng)藥的使用和防護(hù)知識。當(dāng)有病蟲害發(fā)生時(shí)，不僅不能對病蟲害進(jìn)行及時(shí)的防治，經(jīng)常因?yàn)檎`操作，對自身的生命和健康產(chǎn)生副作用。因此，在生產(chǎn)上農(nóng)藥使用之前，通過模擬仿真，了解病蟲害的外部特征和內(nèi)在的生理特性，并模擬農(nóng)藥防治過程產(chǎn)生的不同的效果，掌握農(nóng)藥的特性及防治過程，操作的注意事項(xiàng)，這樣就可以避免誤操作的發(fā)生，保證生產(chǎn)安全。

4 VR技術(shù)應(yīng)用存在的問題和解決的途徑

VR技術(shù)的應(yīng)用，是現(xiàn)代化發(fā)展的一個方面，也是今后培養(yǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域人才的一個重要手段。通過模擬仿真，通過人機(jī)對話的形式，掌握生產(chǎn)中的技能操作要點(diǎn)。通過生動直觀的方式，對植物的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等深入了解，對于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域文化基礎(chǔ)普遍偏低的農(nóng)民來說，效果更加明顯。但是目前，影響VR技術(shù)的推廣應(yīng)用還有很多現(xiàn)實(shí)問題，如虛擬農(nóng)業(yè)研究所涉及的學(xué)科眾多，各學(xué)科間的聯(lián)合，需要更多高水平的人員才能完成。這項(xiàng)技術(shù)離不開計(jì)算機(jī)硬件配備和軟件支持，今后更加需要農(nóng)業(yè)專家和計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的配合，研制出更多適應(yīng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技能的模擬仿真軟件，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的需要。這也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對技能引領(lǐng)需求的呼喚。

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