3S技术在精细农业中的应用实例分析.doc

周永和告诉记者，这次施工中遇到很多难题都被破解了，给我最大的启示就是精细和创新，在施工时一定非常精细和精准，在方法和方式上一定要创新，只有二者完美结合，才能使工程更加精确到位。农业与互联网融合走上快速发展轨道，通过运用互联网技术打造智能农业信息监控系统、建立质量安全追溯体系、开展智能化精确饲喂等，实现自动化、精准化生产，最高效率利用各种农业资源，降低农业能耗及成本，促进智慧农业发展。加强应用基础研究，围绕经济社会发展和国家安全的重大需求，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，在农业、材料、能源、网络信息、制造与工程等领域和行业集中力量攻克一批重大科学问题。

精细农业是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术，其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。所以,精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象进行模拟,达到合理利用农业资源,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。第二章 “3S”技术在精准农业中的应用 主要表现为借助航空与航天遥感,以高空间和高光谱分辨率,及时提供农作物长势、水肥状况和病虫害情况的“征兆图”(Symptom Maps)供诊断、决策和估产等使用。通过与航空遥感或小卫星群建立全球数据采集网,可获取实时数据。利用已存贮的土壤背景、农田灌溉、施肥、等以及新获取的“征兆图”,进行分析、判断,形成“诊断图”,将这些结果与GIS相结合进行综合分析,并做出投入产出估算,提出实施计划或方案;将GPS与GIS集成系统装载在农业机械上,实现农田作业的自动指挥和控制,如自动播种、施肥、除草、灌溉、培土以及收割等工作。

为了保证作业的精确性,需要建立相应的专题电子地图和广域/局域GPS差分服务网。全球定位系统的优势是精确定位,地理信息系统的优势是管理与分析,遥感的优势是快速提供各种作物生长与农业生态环境在地表的分布信息,它们可以做到优势互补,促进精细农业的发展。2·1RS在精细农业中的应用遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。它是精细农业获取田间数据的重要来源。遥感技术在精细农业中主要应用于以下几方面：2·1·1农作物播种面积检测和估算遥感可实时记录农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,并在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。2·1·2监测作物长势和估算作物产量农作物遥感估产包括农作物长势、土地荒漠化和盐渍化、农业环境污染、水土流失等的监测，这种监测是持续进行的3s技术的综合应用，在监测过程中不断提供农业资源的数字变化和不同时间序列的图件依据，农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对性措施进行田间管理。还可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。2·1·3作物生态环境监测利用遥感技术可以对土壤侵蚀面积、土壤盐碱化面积、主要分布区域以及土地盐碱化变化趋势进行监测。

也可以对土壤水和其他作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应的措施。2·1·4灾害遥感监测和损失评估灾害遥感监测和损失评估 包括小麦、玉米、水稻、棉花等农作物的产量预测和草场产量估测。气候异常对作物生长具有一定的影响。利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施。在自然灾害监测方面，开展了北方地区土地沙漠化监测、黄淮海平原盐碱地调查及监测、北方冬小麦旱情监测等。2·1·5农业资源调查及动态监测 农业资源调查包括土地利用现状、土壤类型、草场、农田等农业资源的调查以及结束后的评价3s技术的综合应用，提供农业资源的准确数值和分布图件。农业部遥感应用中心于2000年设立草地遥感监测和预警系统。该项目是利用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统等现代空间信息技术手段，建立技术先进、快速准确的中国草地退化和草畜动态平衡遥感监测系统。2·2GIS在精细农业中的应用地理信息系统可以被用于农田土地数据管理、查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据,并能够方便的绘制各种农业专题地图,也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据。

目前,地理信息系统在精细农业中主要应用于以下两方面：2·2·1 管理数据 GIS技术是以地理空间数据为核心，通过GIS可以管理农业空间数据和实现远程寻找所需要的各种地理空间数据，包括图形和图像等，同时提供分析工具、参与分析过程、显示与输出分析的结果等。2·2·2绘制作物产量分布图安装GPS的新型联合收割机,在田间收割农作物时,每隔一定时间记录下联合收割机的位置,同时产量计量系统随时自动称出农作物的重量,置于粮仓中的计量仪器能测出农作物流入储存仓的速度及已经流出的总量,这些结果随时在驾驶室的显示屏上显示出来,并被记录在地理中。利用这些数据,在地理信息系统支持下,可以制作农作物产量分布图。2·2·3 农业专题图分析通过GIS提供的复合叠加功能,将不同农业专题数据组合在一起,形成新的数据集。通过对其分析,可以分析出土地上各种限制因子对作物的相互作用与相互影响,从中可以发现它们之间的关系。2·3GPS在精细农业中的应用全球卫星定位系统是利用地球上空的24颗通讯卫星和地面上的接收系统,同时接收来自多颗卫星的电波导航信号,测量地球表面某点准确地理位置的技术系统,英文简称GPS。上世纪80、90年代以来,用GPS同时测定三维坐标的方法将定位测绘技术从陆地与近海,扩展到整个海洋和外层空间;从静态扩展到动态;从事后处理扩展到实时、准实时定位与导航;定位精度也越来越高。

GPS接收机在精细农业中的作用包括精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏状况。为了实现以上功能,GPS接收机需要与农田机械结合,随着农田机械在田间作业,同时进行精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏。在GPS定位系统的协助下,农田机械可以根据不同地块的差别,自动调节、肥料和化学药剂的投放量。例如,播种机会根据地块内部土壤结构、有机质含量、不同土壤含水量来确定具体地点播种的疏密,这反映出“精细农业”田间作业具有定位化的特点。由于GPS具有精确定位功能,农业机械可以将作物需要的肥料送到准确位置,也可以将农药喷洒到准确位置。这不仅有助于提高作物产量,也可以降低肥料和农药的消耗。第三章3S技术在精细农业中的综合应用 GPS可以确定农业机械在田间作业中的精确位置, GIS可对各种田间数据进行处理和分析,二者结合为科学种田提供了所需要的定位和定量的技术手段,进行田间作业和田间管理。例如,地理信息系统能够根据地块中土壤特性和土地条件,结合GPS提供的位置数据,指挥播种机进行定量播种,确定播种的疏密程度。在GIS和GPS指挥下,农药喷洒机可以去病虫害发生地自动喷洒农药。RS和GIS结合提供了多种数据源,这为建立农田基础奠定了基础。

15a510002 面向光空分多址的光开关阵列技术研究 15a510027 基于物联网的精细农业智能监控系统 15a510028 面向农田作物信息感知的wsn技术研究 15a520019 面向多用户群的小麦测土配方施肥信息服务集成与应用。招聘：植物病理学、农业昆虫与害虫防治、植物学、作物栽培学与耕作学、果树学、茶学、林木遗传育种、风景园林、园林植物与观赏园艺、地图学与地理信息系统、水土保持与荒漠化防治、林产化工、生态学、城市规划与设计、建筑学、基础兽医学、预防兽医学、水产养殖、动物营养与饲料科学、农业电气化及其自动化、电气工程、电子信息工程、车辆工程、运载工具运用工程、机械设计及理论、土木工程、经济学、金融学、社会保障、企业管理、农业经济管理、林业经济管理、会计学、水利水电工程、农业水利工程、计算机科学与技术、新闻传播学、主义理论、哲学、数学、农产品加工与贮藏、生物化学与分子生物学、英语语言文学、高等教育学。在未来的农业生产中，依托于地理信息技术，农民首先可定期获得农田农作物长势的影像资料，再经过系统分析，最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田，从而减少污染、提高 产量。

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