VR技术在农业领域的应用

摘 要：农业现代化是现代化发展的重要组成部分。农业技术现代化是实现农业高速发展的重要内力。传统意义上的农耕认识需要改革，传统的农业生产方式也需要变革。伴随着农业现代化的发展，VR技术在农业生产上的应用，为农业领域提供有利的专业支持，也为农业增产发挥了重要的作用。文章通过对VR技术的简要介绍，综述了目前在农业领域中，VR技术如何实现帮助我们实现农业生产现代化的诸多应用，展示了VR技术的先进性和这项技术今后发展的趋势。

关键词：VR技术；农业领域；应用

中图分类号：S126 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0152-02

1 VR技术的内涵

VR是Virtual Reality的英文缩写，中文的意思就是虚拟现实，这个概念是在80年代初提出来的，具体是指借助计算机及最新传感器技术创造出来的一种崭新的人机交互手段。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，在农业领域应用过程中，利用VR技术，制作模拟仿真软件，采用模拟仿真农业生产环境，模拟真实操作场景，模拟真实栽培植物等，对农业生产中的环境因子和操作关键点进行模拟。从而实现对农业生产摆脱季节限制和外在因素控制需要。

2 农业领域VR技术应用现状分析

目前农业领域中，只有掌握更高的技能，才能满足农业发展的需要。传统的栽培方式，已经越来越不能满足农业发展的需要。传统的农业生产看天吃饭，所以四季的变化、外界环境的影响都制约着农业领域的各项发展。四季中的温度、光照、水份、土壤等对于农作物的生长发育更是有着重要的影响。这些作物生长所依赖的因素，不同的改变就会对生产产生较大的影响。如何能寻求出外界因子改变后，依然满足作物生长需要的生长方案，是摆在农业领域生产者的一个现实问题。因此，VR技术的应用，就给我们带来了一个前所未有的便利，可以在模拟真实场景的情况下，通过立体模型、仿真环境等，通过数据分析等计算机手段，为我们提供最优的解决方法。以此来走出农业生产过程中，看天吃饭的困境。这也是目前VR技术在农业领域深受欢迎的重要原因之一。

3 VR技术在农业领域的具体应用

VR这项技术，对于农业领域目前已经有很多应用。这些年，随着国家对农业农村的加大投入和重点关注，国家政府给予农业发展很多优惠政策进行扶持，这也为农业生产上能够充分利用VR技术提供了坚实的设施保障。有了物质基础，在农业领域的很多地方都建立了VR技术实训操作室。这种虚拟现实技术置身于其中，仿佛置身于真实的实践环境中，而各项操作也对应了生产中的各项操作环节。

（1）利用VR技术，可以走进植物的微观世界，深入了解植物的真实构造。通过观察深层次的植物结构，利用立体仿真效果，观察植物结构，甚至可以近距离的感受细胞的内在结构。因此，在对于揭开植物宏观形态和微观结构上存在的联系等方面，有很方便的作用。这是传统的方法所达不到的。通过这项技术，可以把深奥的植物世界呈现在眼前，为农业生产过程中，为找到合适的操作方案，提供理论支持，也可以为栽培养护管理方面，找到外界环境因子对植物生长发育产生影响根源。VR技术就是通过提供真实环境模拟，技能操作，人机对话等功能，实现农业领域生产的现代化和智能化。

（2）利用VR技术，可以摆脱季节束缚，随时进行操作，总结生产经验。我们都知道，农业生产有季节性和周期性的限制。因此，在对农业生产的过程中，需要遵循季节的变化和周期的变化。在东北地区，进入秋末和冬季后，除了保护地生产外，露地生产基本处于停止状态。这时候，可以利用VR技术模拟生产环境和生产栽培品种，通过一年的温度、光照、水分等情况，结合施肥整地情况，对一年来的生产场景进行模拟，针对当年的产量及产值情况，分析在生产过程中存在哪些环节需要进一步改进，并对在生产中存在的问题，采用模拟仿真的形式进行不同调节，以找出最适合当季栽培的品种及生产方法，对温度、光照、水肥等合理调控，为下一年的生产做好准备。通过模拟仿真，可以结合真实的生产，找出最佳生产方案。方案中可以包含作物的品种类型、三基点温度、空气密度、水肥浓度等多种因素对生产的影响，为下一年的丰收提供依据。

（3）VR技术可以模拟实际操作。我们知道，在农业生产过程中，有很多操作技术是需要反复操作才能达到准确熟练的。比如大树的移植过程。这项技术，在树木栽培过程中，是一项重要的技术。移栽的大树不仅仅是用于美化环境，有很多大树是古树，还具有文化价值，因此在移栽的过程中，保证成活率至关重要。如何实现移栽成活，有很多要点。对于从来没操作过的人来说，不容易掌握，可以利用VR技术，模拟大树移栽的实际工作場景。从大树起挖的位置选择、带土坨大小，搬运、转移还有土坨绑扎等方面，都可以进行现实模拟。这样进行操作训练后，再到真实工作环境时，便会得心应手，不会手忙脚乱。极大地提升了操作的准确性，因此提高树木移栽的成活率，从而提高了经济效益。

在农业生产过程中，蔬菜生产、果树生产、花卉生产等方面，都需要嫁接技术。而嫁接的部位和操作的准确性，直接影响苗木的成活，也影响生产效益。因此，通过VR技术，模拟仿真嫁接操作环节，通过反复训练，可以熟练掌握嫁接部位，形成层位置，以及最后的绑扎环节。通过模拟仿真训练，可以使操作者，避免不熟练操作导致的嫁接刀划伤、嫁接苗成活率低等弊端。利用VR技术，模拟仿真植物的结构，一目了然。

（4）利用VR技术，可以节约耗材，反复操作，节约资金

在农业领域包含多个技能工种，要想熟练掌握技能，那就需要在生产过程中大量、反复的练习。如果按照传统的操作，每一次操作，所需的耗材数量是很大的，而且植物的利用是有时间性的，萎蔫或衰败的材料无法满足操作要求，因此就需要更大的经济投入，以达到练习掌握生产技能。如果我们选择了模拟仿真技术，那么就可以在虚拟的环境下，各工种操作人员需要事先反复练习，极大的节约耗材的使用量。比如说，插花员这个工种证书的取得需要有大量花材和叶材。而花卉的价格受季节的影响，有很大的变化，并且在实际操作过程中，受有限花材和叶材数量的影响，无法满足，插花造型的需要，所以培训费用高，这也影响了很多从业人员提升技能水平。在模拟仿真的条件下，我们仿佛置身于一个插花工作室，而摆在我们面前的是丰富而充足的花材。这样我们可以尝试多种造型的练习。尤其是在练习西方式插花造型的时候，因为西方式插花渲染气氛、烘托热闹场景的需要，花材数量要求的更多，如果在传统的实践操作中，就需要购置大量的花材，而花材的保鲜时间又是有限的，成本很高。利用VR技术就能满足操作者对于花材的需要。在模拟仿真室可以反复进行练习，可以反复修改作品的造型，极大的节约了成本。插花模拟仿真技术的应用，可以说极大满足了插花行业需要。这些年我们通过这项技术的应用，为花卉装饰与应用行业，创作了很多精美作品，并在全国各级各类的比赛中，许多作品都取得了优异的成绩，精彩绝伦的艺术插花作品丰富了花卉市场，也满足了消费者的需求。

（5）利用VR技术，可以降低农药误操作的危害

在农业生产过程中，植物保护是一项非常重要的栽培管理技术。对于在不同时期发生的病虫害，需要农业生产者及时进行防治。控制病虫害的发生，才能保证作物的产量，最大限度的保证经济利益。而对于很多农民来说，不懂农药的使用和防护知识。当有病虫害发生时，不仅不能对病虫害进行及时的防治，经常因为误操作，对自身的生命和健康产生副作用。因此，在生产上农药使用之前，通过模拟仿真，了解病虫害的外部特征和内在的生理特性，并模拟农药防治过程产生的不同的效果，掌握农药的特性及防治过程，操作的注意事项，这样就可以避免误操作的发生，保证生产安全。

4 VR技术应用存在的问题和解决的途径

VR技术的应用，是现代化发展的一个方面，也是今后培养农业领域人才的一个重要手段。通过模拟仿真，通过人机对话的形式，掌握生产中的技能操作要点。通过生动直观的方式，对植物的生产环境、生产环节等深入了解，对于农业领域文化基础普遍偏低的农民来说，效果更加明显。但是目前，影响VR技术的推广应用还有很多现实问题，如虚拟农业研究所涉及的学科众多，各学科间的联合，需要更多高水平的人员才能完成。这项技术离不开计算机硬件配备和软件支持，今后更加需要农业专家和计算机专业人员的配合，研制出更多适应农业领域技能的模拟仿真软件，以满足农业生产技术的需要。这也是农业现代化对技能引领需求的呼唤。

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