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。

（三）虛擬立體農(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。

（五）虛擬實驗

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。

（六）虛擬農(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。

（七）虛擬果樹修剪        

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。

（八）虛擬農(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。

（九）虛擬農(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。

（十）虛擬城市農(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。可以利用虛擬現(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)。

（十二）虛擬溫室

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。

（十三）虛擬農(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。

（一）建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化

通過建立集場景三維拍攝、遠程實時傳輸、遠程沉浸式顯示等功能為一體的可視化技術體系，可以獲取作物的三維信息，了解作物長勢以及病蟲害問題，以便及時作出應對。在河南鶴壁的農(nóng)科院有一個智能的農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)以圖像和數(shù)據(jù)的方式直觀地呈現(xiàn)出此時此刻農(nóng)田中的生態(tài)環(huán)境參數(shù)，甚至于植物吸收光的能力和轉化光的能力也一覽無余，隨著鏡頭的推進，單株植物的生長狀況清晰可見，害蟲也將無處藏身。有了這樣的監(jiān)測系統(tǒng)，農(nóng)戶在家就可以實現(xiàn)對“問題農(nóng)田”的操作，既快速省力，又能夠避免過多的農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。

（二）培育新品種以及品種改良

為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，需要培育高產(chǎn)的農(nóng)作物新品種。建立虛擬育種系統(tǒng)及虛擬育種實驗室，使用虛擬現(xiàn)實技術設計模擬出農(nóng)作物的不同株型，在虛擬環(huán)境下定量模擬虛擬植物吸收光的能力和光合作用的能力，從中選育出最優(yōu)株型。虛擬育種實驗可以科學指導育種試驗，減少了外界一些不可避免的因素，在一定程度上解決了某些在現(xiàn)實世界難以進行的育種試驗。

（三）開發(fā)虛擬農(nóng)場，寓教于樂

利用虛擬現(xiàn)實技術打造一個虛擬農(nóng)場，虛擬農(nóng)場包括四個模塊: 一是作物種植; 二是動物養(yǎng)殖; 三是農(nóng)產(chǎn)品加工; 四是農(nóng)機使用。在游戲中體驗者可以通過與游戲中的 NPC 對話學習農(nóng)業(yè)知識，根據(jù)系統(tǒng)提示對植物、動物進行必要的操作，然后將得到的農(nóng)產(chǎn)品加工。體驗者還可以進行開墾、播種、澆水、噴藥、施肥、收割等操作。

（四）輔助傳統(tǒng)農(nóng)技推廣

一直以來，國家都對農(nóng)業(yè)問題給予高度重視，不斷強調農(nóng)技推廣的重要性，但在實際的工作中，農(nóng)業(yè)推廣技術員欠缺、經(jīng)費不到位等問題一直得不到解決。農(nóng)技推廣機構在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中無站無址，農(nóng)業(yè)技術設備不完善，甚至一些地方的農(nóng)技推廣隊伍已經(jīng)名存實亡，加上農(nóng)民的文化程度相對較低，對于科技推廣的接納度不夠，導致了農(nóng)技推廣工作難以開展。利用虛擬現(xiàn)實技術可以模擬各種技術的操作，對于農(nóng)民來說，如此直觀的方法更具有說服力。

（五）建立虛擬農(nóng)業(yè)博物館，傳承傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文化

我國農(nóng)業(yè)歷史悠久，發(fā)展農(nóng)業(yè)不僅是科學技術的發(fā)展，更是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文化的傳承?？茖W普及農(nóng)業(yè)科技識，提高全民對三農(nóng)的認識也應該作為農(nóng)業(yè)推廣的主要工作。北京農(nóng)業(yè)數(shù)字博物館集網(wǎng)上展示、知識共享、傳播與科學互動體驗為一體，將文字、圖像，視頻、動畫、虛擬現(xiàn)實等多媒體進行整合，使用戶可以不受時間空間的限制，任意選擇想要觀看的內容。

（六）建立虛擬農(nóng)業(yè)展廳，促進農(nóng)業(yè)貿易

建立網(wǎng)上虛擬農(nóng)業(yè)展廳，讓全程全方位展示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成為可能，解決了因農(nóng)產(chǎn)品生長周期長、生產(chǎn)過程難以體現(xiàn)以及鮮活農(nóng)產(chǎn)品不易保存運輸?shù)膯栴}。與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)展廳相比，虛擬農(nóng)業(yè)展廳有以下優(yōu)勢: 一是突破了時間和空間的限制，通過網(wǎng)絡使得網(wǎng)上虛擬展廳的傳播范圍更廣泛; 二是低碳環(huán)保，節(jié)約大量參展成本; 三是互動廣泛，效率高，開啟全新的營銷模式。

2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃中指出:依據(jù)《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》的決策部署，加快推進重要農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設，打造數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務平臺。利用5G時代+大數(shù)據(jù)+虛擬現(xiàn)實技術，構建綜合信息服務體系，全面推進數(shù)字技術的綜合應用和集成示范。5G時代背景下，如何借助數(shù)字農(nóng)村的試點項目，推出虛擬現(xiàn)實農(nóng)業(yè)科技服務平臺，全域推進種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和質量安全監(jiān)管等領域的數(shù)字化改造，探索可復制可推廣的建設模式。突出虛擬現(xiàn)實科技在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的新作用，切實解決并引領農(nóng)村區(qū)域內新舊動能轉化的思路。

虛擬現(xiàn)實技術可以在虛擬作物各要素間精確模擬，在虛擬生長環(huán)境中觀察和考究動植物生長因素和環(huán)境因素，結合大數(shù)據(jù)和人工智能將動植物生長因素量化，為智能農(nóng)業(yè)和精細化、標準化農(nóng)業(yè)種植園奠定基礎。構建農(nóng)業(yè)虛擬現(xiàn)實科技創(chuàng)新服務平臺的重要價值在于服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及管理、農(nóng)業(yè)科普教學及實驗以及農(nóng)業(yè)服務推廣。虛擬現(xiàn)實技術的可視化、沉浸式服務模式可以為“三農(nóng)”提供飛躍性的幫助，擺脫以往的陳舊模式，將解決實際問題和關鍵問題為首要任務，抓住農(nóng)業(yè)發(fā)展的契機實現(xiàn)新舊動能的轉化，助力農(nóng)業(yè)高質量發(fā)展。

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