虚拟现实技术在农业中的应用 .pdfVIP

虚拟现实技术在农业中的

应用

农业大数据、云计算、移动互联网、农业物联网、人工智能等农

业信息技术的进步与渗透推动了数字经济在农业领域的发展，利用数

字技术赋能农业，有助于提升农业生产效率与发展质量。

（一）虚拟植物

可以利用虚拟现实技术模拟植物在三维空间中的生长发育过程。

虚拟植物能够精确地反映现实植物的形态结构，极具真实感。利用虚

拟植物技术，我们可以在电脑屏幕上设计农作物，然后再进行实际培

育或用基因工程技术繁殖出真实的农作物，使农作物新品种具有虚拟

植物的理想性状。

（二）虚拟动物

可以利用计算机可视化地模拟动物在各种营养物胁迫条件下的

生长过程，用户操作计算机不但可以了解动物生长全过程中鲜、干各

种物质的积累形状，而且还可以从不同视角了解动物的逼真形态。在

计算机支持下，一次模拟实验只需几分钟即可得到实验结果，大大加

快了实验的速度，减少了实验的投入，而且可以完成在自然条件下难

以得到的实验结果。

（三）虚拟立体农业

可以通过对光资源利用的模拟，进而可模拟地下部对水、肥等的

吸收利用状况等，实现对立体农业间作、套种、混种等的规划及优化

管理。

（四）虚拟节水

可以模拟不同作物、不同株型、不同节水型灌溉方式、不同的栽

培管理措施，以及模拟自然降水过程对水分的吸收利用状况，来实现

水分最大的利用效率。

（五）虚拟实验

可以利用计算机建立反映客观规律的虚拟模型，应用虚拟模型进

行实验，可以部分地替代在现实世界中难以进行的实验，或者是费时、

费力和费钱的实验。

（六）虚拟农场

在教学、科普教育和农业科技推广领域，可利用虚拟植物模型建

立虚拟农场，让学员在计算机上种植虚拟作物，进行虚拟农田管理，

直观地观察作物生长过程及最终结果。

（七）虚拟果树修剪

虚拟果树修剪系统，可以模拟果树具有生长功能，该功能可以模

拟真实果树的各种生长状况，并对各种因素的改变作出近似实际的反

应。

（八）虚拟农业布局

利用虚拟农业技术进行模拟，可以实现农业布局规划设计效果的

形象化；在观光农业中，可以模拟采摘、销售、观赏、垂钓、游乐等

活动，为旅客设计合理路线，让旅游者最大限度地参与、亲自体验。

（九）虚拟农业区划

模拟粮食生产与多种经济作物合理搭配种植；模拟农、林、牧、

副、渔业相结合的农业可持续发展模式。

（十）虚拟城市农业

城市农业是充分合理地利用城市空间和优越条件来发展农业的

一种探索。可以利用虚拟现实技术模拟环境、生态、科技、生产、观

赏为一体的城市农业综合发展模式，便于决策、实施。

（十一）虚拟农机

可以虚拟农机设计、农机制造和农机测试。例如，采用虚拟农业

技术，对试验对象的各个指标同时进行数据的测量、实时处理和实时

分析，有利于提高测试水平，得出比较精确的结论，为系统的优化设

计提供更可靠的依据。

（十二）虚拟温室

虚拟温室是将数据、材料、模型、物理属性和高级算法整合成的

一个研究平台，研究温室对外界环境的反应，将物理学（如温室围护

结构的传热和力学属性）和环境学（气候变化和植物生理信息）结合

起来，进行预测和预报温室对外界各种变化（气候条件、植物生长和

人工干扰）的反应，而且能够观察、显示和打印其结果。

（十三）虚拟农业生产管理

农业生产是一个巨型复杂的过程。由于其自身的一些特点，如土

壤类型众多、作物品种复杂、病虫害发生频繁且症象不断变化，肥水、

密度以及气候相互之间的关系和影响等，使得农业生产管理复杂而艰

难。因此，利用虚拟现实技术模拟仿真农业生产中的各个环节，不仅

可以节约费用而且能够提高管理的水平和效率。

虚拟现实技术对农业推广的作用

（一）建立农业数据库，农业生产可视化

通过建立集场景三维拍摄、远程实时传输、远程沉浸式显示等功

能为一体的可视化技术体系，可以获取作物的三维信息，了解作物长

势以及病虫害问题，以便及时作出应对。在河南鹤壁的农科院有一个

智能的农业监测系统，该系统以图像和数据的方式直观地呈现出此时

此刻农田中的生态环境参数，甚至于植物吸收光的能力和转化光的能

力也一览无余，随着镜头的推进，单株植物的生长状况清晰可见，害

虫也将无处藏身。有了这样的监