增强现实技术在农业中的应用

杨雁

（德州职业技术学院 山东省德州市 253000）

增强现实这一技术，就本质来讲，就是利用电脑技术将虚拟的信息在真实的生活中应用，使得真实环境与虚拟物体达成叠加在同一空间或者是画面。人们在应用时不仅会发现真实世界的相应信息，也能展现虚拟内容，此两者之间保持相互补充的状态。当前，这一技术已经在多个领域之中被应用。如，教育、设计、农业等。在我国，农业生产占据重要地位，应将增强现实这一技术合理的应用于农业范畴，进一步增强农业管理，也提高农业方面的经济效益。

1 增强现实应用的相关技术

增强现实的具体使用是以不同的方式将虚拟的世界与真实的生活充分的叠加。这是理念而不是唯一的方式[1]。这些方式将会形成对可用性、实用性等多方面的影响。以下是增强现实在应用中发挥重要功效的技术，而且，这些技术也在不断的发展。由表1 可知，一个整体的增强现实应用，有着四部分组成，也就是位置计算、数据、用户界面以及硬件平台。基于位置服务可以实现位置信息的获取，在云环境中能够及时的得到相应数据。NUI 可以获得更便捷的体验。智能手机等是应用这一技术的有效平台。

2 增强现实技术在农业中的应用策略

我国在农业方面的科技手段相较于国外，较为落后，以致农业化的进程较慢。当前，中国农业处于传统向现代农业发展的过渡阶段[2]。在农业方面的相应研究人员需要引入在国外的一些先进的方式，加大对高新技术的研究力度，促进我国农业的发展。当下，增强现实这一技术在游戏等方面已经获得不小的成绩，也渐渐的向教育、医疗、农业等行业推进。随着虚拟植物建模、导航等技术的进步，增强现实已经可以在模拟植物的生长、观光农业等各方面应用。虽然，增强现实这一技术在农业中发展的速度较慢。但是，在计算机等技术的不断发展中，其必定会在农业范畴中有效应用。

2.1 模拟植物生长

在对植物生长进行真实模拟的过程中，将植物学方面的理论性知识应用极为重要。为了适应当前数字化农业时代的要求，相应研究人员要构建完善的虚拟植物生长的系统，对于农作物的产量开展精准的测量，对土地具有的潜在生产能力合理进行评估，实现对农民的技术性指导，使得农民可以正确栽培。通过增强现实这一方式实现生长系统的搭建，可以实现在农业技术方面的有效应用，相关研究人员能够在可视化的状态下达成试验与研究。如，对植物在水肥、种植的密集程度、光照等不同元素的影响下的植物生长进行模拟研究，可以得到具体的数据。研究人员可以依据实际数据对影响元素深入分析，为农民实际开展的农业生产活动提供准确的数据。以增强现实这一技术也能够模拟害虫在农作物中的成长、隐藏等，找到有效预防以及消灭害虫的办法，尽最大可能的将农民在经济方面的投入减少，也能充分的保护生态环境空间。此外，虚拟植物生长系统还能够在育种这一方面应用，构建培育种子的相应生存环境，对于这一过程中的数据全面采集，研究具有抗病虫害能力较强的种子，为培育高品质种子给予技术层面的支持。

表1：增强现实应用的体系结构

图1：增强现实互动APP

图2：玉米图像捕获以及展示

2.2 展示农产品

以增强现实的技术能够将农业展示的系统进行开发，将与农业有关的信息存储。如，农田位置等。用户可以在这一系统中将相关信息加入，此系统就可以将数据库中的相关数据提取。如，农作物的品种、生长情况等，以图像的形式展示，用户可以直观感知相应信息。具体来讲，就是农业展示系统通过可以实现图像扫描的设备对农作物或者是农产品等特征开展跟踪与扫描，通过这一系统达成图像的精准识别，也开展数据上的分析，让其相关信息可以直接在设备中呈现。如，可以使用已安装增强现实系统的手机，对于鸭梨的图片进行扫描。图片就会自主的呈现颜色、形状等相同的鸭梨图片与语音介绍，对此品种鸭梨的口感、营养成分等一一讲述。如图1。

2.3 观光农业

观光农业是一个新兴领域，是旅游业中拓展的新方向，也是促进农业发展的有效途径。但是，因为宣传力度不够、观光园地址偏远等各方面条件的影响，导致观光农业的发展受限。在互联网时代中，当前观光农业园的方式已经不能实现虚拟顾客的需求。一些网络爱好者或者是不方便在户外运动的人员，会在网络中体会农业园的美景。可是，在位置软件、媒体技术等更新发展中，计算机已经能够做到将三维空间实体、环境等通过虚拟现实的方式展示，在终端达成交互式的三维动画等，将虚拟旅游行业的发展推进。通过增强现实这一技术，能够对观光农业园的景观制作为可以欣赏的虚拟场景，利用虚拟现实的相应设施，顾客可以观看到农业园的立体图像，产生身临其境的感受。而且，在旅游的过程中，游客还可以接收到图片、视频等资料。顾客有效应用此系统可以不再受到季节的制约，观赏到不同季节的相应景观。而且，也不会让顾客的视觉受限，观看到以前镜头无法拍摄的全部真实场景，带来更为丰富的旅游感受。

2.4 开展科普教育

开展科普教育是以不同的方式使得更多的人了解以及领悟科学知识与相应技术，形成尊重科学的意识，最终达成增强全民素质的目标。农业的出路在于科技与教育[3]。只有全力发展科技，注重教育，才能够真正的实现将农业资源方面的优势向商品优势上有效转变，真正的促进传统的农业稳步向现代农业的全面转变。所以，农业的发展与科技水平的进步是无法脱离关联的，自然也就不能忽视科普工作的开展。在农业与科技的同步发展中，可将增强现实运用到科普的工作之中。应用增强现实技术开展科普教育系统的构建，就是将需要科普的文字、图片等相应信息转化，变为三维立体的系统。这一系统的成功建立会将科普宣传更为完整、清晰的展示，也有着一定的趣味性。在此系统中，融入了文字、影像等多种不同的媒体，实现多元媒体的综合，不仅可以为使用者带来更为多样的感受，让其对相应的农业知识产生更为深刻的理解。也能达成动静之间的有效结合，为使用者带来愉悦的使用感受，更具学习热情的开展之后科普知识的学习。科普教育系统在应用上是通过扫描相应的植物图片开展对植物的具体介绍，相较于简单的阅读纸质读物，其更为方便且有趣。如，使用者可以应用安装这一系统的APP 的手机，拍摄玉米，能够以极快的速度在手机中观看玉米在农田之中实际的生长情况、品种等。如图2。

2.5 用于农业生产

2.5.1 规划播种

增强现实技术还能够在农业的生产方面运用，可以体现在规划播种方面。农民前往野外开展实地的考察时，需要将3S 以及增强现实技术共同应用，可以更为便捷的获得本地的相关环境消息。可以想象一下，农民只需要将站在一个地势相对较高的地点，通过手机之中具有的APP 对四周进行扫描就能够明确的知道拍摄地点的真实面积、近些年来温度上的转变等各种情况。更甚者还能获得矿物质含量信息[4]。利用提供大量的数据，能够将农民知识不足所带来的负面影响最大程度的消除，也将降低在野外进行考察工作上的难度与强度，对于设备还没有太多的要求。在进行播种方面的规划中，利用此项技术能够增强农民对土地的使用程度，将其最大程度的应用。如，在我国的东南部地区，多为丘陵地形。其中，梯田在种植的规划中难度最高，一般只能依靠农民的相应工作经验。利用增强现实技术，可以将种植地的相应数据输入，将排布的农作物模型叠加到已经有的模型中，可实现仿真模拟，展示其生长的大致情况，从而达成对种子排布的调整。而且，增强现实技术也能够将种植的环境进行模拟，检测环境能否满足种植上的需求。

2.5.2 培育作物

利用增强现实的技术手段，还能够达成对农作物种植环境的实时把控，可以促进农作物的生长，也能为农民呈现在夜晚时温度的转变、土地的湿润情况等人类个人感官不能感受到的信息。具体来讲，需要在种植的环境中加入相应的传感器，达成对环境状态的全面监控。而且，也能通过计算机的算法、作物情况等，得出农田需要灌溉营养液的多少、温度的调节等。同时，将这一技术在农业生产中应用，不仅能够达成对环境的监控，还能观察农作物的生长状况。应用这一技术，农民就能够以较快的速度知道农作物的生长情况，并计算肥料、农药等应用情况。通过与生长的模型进行匹配，可以降低农民检查病虫害所消耗的相应时间。在应对极特殊情况中，可以缩减发现问题出现的时间，将对病虫害防治的成效提高，更为高效的管理。此外，将增强现实与相应的自动化设备共同应用，可以提升工作成效。利用此项技术能够帮助农民实现对农田的远程操控，在家中就可以做到施肥等。同时，利用叠加的画面也能更为容易的得到所给出的相应数据。当下，已经有成功以无人机进行种子喷洒的例子。随着今后技术层面的不断发展，可以实现以自动化设备开展对农田的耕作等。

2.5.3 销售

当前，我国已经达成对农产品条形码的应用。而增强现实这项技术可以做到类似的成效。消费者可通过扫描器获得产品生产地点等信息，真正实现生产过程的全部透明，满足消费者在食品安全方面的需要。同时，利用此技术，也能将农产品的展示效果增强，提高消费者购买的想法。

3 结束语

在科技的持续性发展中，增强现实这一技术也会得到继续发展与应用，以更为先进的方式达成对农业方面传统方式的改革，推动农业领域的稳步前进。因此，一定要清楚的认识到增强现实这一技术在农业之中的研究与使用意义，将其社会效益充分激发。今后，在科技化时代背景下，相关工作人员会结合实际需求加大对增强显示技术在农业方面的应用，探究更具实效性的使用方式，不仅加快科技水平的提高，也促进农业发展进程。