數(shù)字植物——當(dāng)農(nóng)業(yè)遇上大數(shù)據(jù)

       進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展及其與各行業(yè)的深度融合，正加速推進(jìn)人類社會(huì)向大數(shù)據(jù)、智能化時(shí)代邁進(jìn)。

       數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。

       海量聚集的大數(shù)據(jù)隱含著巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科研價(jià)值，吸引著各學(xué)科、各行業(yè)乃至各國(guó)政府的高度關(guān)注。

       可以說(shuō)，這個(gè)時(shí)代正在跑步進(jìn)入“數(shù)字時(shí)代”。

       例如，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字消費(fèi)、數(shù)字教育.....等等，當(dāng)然還有“數(shù)字植物”。

       “數(shù)字植物”是在數(shù)字農(nóng)業(yè)研究及其應(yīng)用蓬勃發(fā)展背景下提出的研究專題，是指綜合運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，通過(guò)高通量信息獲取及智能處理來(lái)研究農(nóng)林植物的生命、生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)及過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)行為的定量化、可視化的感知和認(rèn)知，為農(nóng)林植物的生命系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的多源信息感知、信息融合、數(shù)字化表達(dá)、生長(zhǎng)建模、過(guò)程仿真、可視化計(jì)算、組學(xué)分析、預(yù)測(cè)決策、協(xié)同科研實(shí)驗(yàn)、成果推廣及集成應(yīng)用等提供理論支撐、關(guān)鍵技術(shù)和信息服務(wù)平臺(tái)。
       數(shù)字植物是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，作物科學(xué)研究和生產(chǎn)管理已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，迫切需要組織開展農(nóng)學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)和工程科學(xué)等多學(xué)科協(xié)同研究，研發(fā)農(nóng)林植物數(shù)字化技術(shù)和裝備，構(gòu)建數(shù)字植物和作物表型組大數(shù)據(jù)技術(shù)體系，系統(tǒng)獲取并解析表型組-基因組-環(huán)境大數(shù)據(jù)，從組學(xué)高度系統(tǒng)深入地挖掘"基因型-表型-環(huán)境"內(nèi)在關(guān)聯(lián)，探索并形成基于數(shù)據(jù)和知識(shí)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字育種和智慧栽培模式。
       由于這方面研究體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)知識(shí)和信息技術(shù)的高度集成，需要不同專業(yè)領(lǐng)域人員通力合作研究。而農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)普遍缺乏計(jì)算機(jī)圖像圖形學(xué)研究人員，而從事計(jì)算機(jī)圖像圖形學(xué)的研究人員又缺乏農(nóng)業(yè)知識(shí)背景，致使這一領(lǐng)域研究較為分散、緩慢，急需系統(tǒng)化、實(shí)用化的研究成果。

       為此，我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究專家、中國(guó)工程院院士趙春江牽頭，連同郭新宇、肖博祥等多位專家及其團(tuán)隊(duì)的多位博士后、博士和碩士研究生共同著寫，圍繞構(gòu)建數(shù)字植物及作物表型組學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)體系，以玉米為例，較全面系統(tǒng)地介紹了數(shù)字植物和作物表型組大數(shù)據(jù)的最新內(nèi)涵、數(shù)字玉米技術(shù)體系及其在玉米表型組學(xué)研究、數(shù)字化設(shè)計(jì)、模擬決策和虛擬教學(xué)培訓(xùn)等方面的研究成果和應(yīng)用實(shí)踐。

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《玉米數(shù)字化可視化技術(shù)》系統(tǒng)地介紹了數(shù)字植物技術(shù)及其在玉米表型組大數(shù)據(jù)獲取、解析、管理、可視化和多重組學(xué)分析等中的應(yīng)用。通過(guò)案例分析，講解了玉米多尺度表型信息高通量獲取、三維數(shù)字化、表型精準(zhǔn)鑒定、數(shù)字化管理決策、形態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)字化設(shè)計(jì)、生物力學(xué)仿真、表型組數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和玉米智能化技術(shù)等的研究思路、技術(shù)體系和實(shí)現(xiàn)方法。

本書獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)出版基金資助，材料來(lái)源主要為過(guò)去10年，特別是近5年來(lái)，作者團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目以及北京市農(nóng)林科學(xué)院科研創(chuàng)新項(xiàng)目的資助下所取得的研究成果、學(xué)術(shù)積累和工作思考等。全書內(nèi)容框架由趙春江院士和郭新宇研究員設(shè)計(jì)，共分為15章。