3S技术在精准农业中的应用

第35卷，2009年2月，第1期农业设备技术农业科学与技术学报01.35№. 1F e b. 2 0 93S技术在精准农业中的应用姚. 建松（浙江省海宁市农业机械管理站）摘要: 主要介绍3s技术在精准农业中的应用以及3s技术在的发展现状，深入探讨精准农业技术的内涵，重点研究3S. 技术支持系统: 全球定位系统（GPS），地理信息系统（GIs），遥感（RS）和3s集成技术概述及其在精确农业中的应用. 总结了3S技术在精准农业中的应用发展趋势. 关键词3S技术；精准农业应用;发展状况；技术支持系统；发展趋势0引言中国是世界上最重要的农业国家之一，利用世界7％的耕地解决了22％的世界人口的衣着问题. 经过几十年的改革和发展，我国农业发展进入了新的发展阶段. 农业总体生产率大幅提高3s技术 农业，农产品产量稳定增长，抵御农业风险的能力逐步增强. 但是，随着农业领域国际竞争的日益激烈，与发达国家相比，中国的农业产业质量和农产品国际竞争力仍然存在较大差距. 农业投入高，产量低，农业环境污染严重的问题尤为突出.

农业的发展要求农业技术发生新的革命. 农业现代化需要农业高科技的支持. 迄今为止，发达国家精确农业的发展还不长，一些配套技术措施还不十分成熟，需要不断研究和完善，相关的应用基础研究仍然比较薄弱. 精准农业的应用可以根据不同国家和地区的社会和经济状况，围绕提高生产，节约成本，提高效率，保护环境的目标，采用不同的技术组装方法，逐步提高科学性和科学性. 精细的作物生产管理水平. 进入基于信息和生物技术的农业技术创新新时代，精准农业应运而生，成为现代农业的新理念. 精准农业研究的革命性意义是提出一种现代农业新技术思路并付诸实践，其理论和实践的发展将有力地促进中国农业现代化的发展，其广泛的应用前景已达到国际共识. 我国的农业仍处于从传统农业向现代农业转变的历史过程中，全面实施这一新技术体系的道路仍遥遥无期. 但是，启动这项新技术的示范和实践研究将有助于促进中国农业生产知识和信息化过程的实现，改变传统技术观念，跟踪科学技术进步，并促进基于信息和知识的先进农产品生产. ，服务业的发展，'22po，tdj的完善和管理，提高了资源的有效利用，加强了对环境的有效保护”. 4].

因此，对我国精准农业的研究和讨论将有助于提高农产品的质量，提高农作物的产量，减少环境污染，最终实现可持续发展的目标. 1.精确农业技术的内涵传统农业管理的目标是管理某一块土地，而忽略了大多数土地上存在的时空差异. 随着信息技术水平的提高，精准农业已经出现. 这是一个战略构想. 它是大型农业中高科技信息和人工智能的微观和宏观应用. 它的所有概念都建立在“空间差异”和“时间差异”的数据收集和处理的基础上，其核心意图是检测作物（牲畜）个体，小团体的实际需求，真实地块的生长或防疫时间，并及时确定目标投入（肥料，水，药品，饲料等）的数量，质量和时机，这与大批农业的传统平均投入相反，以便获得最佳结果和支付最低​​的资源成本. 技术思想是获得影响农田中作物生长的作物产量和环境因素（例如土壤结构，地形，土壤营养，水分，病虫害等）的实际时空差异信息，并进行分析对地块产量差异的影响. 主要原因是要采取技术上可行且经济上划算的监管措施，对它们加以区别对待，并根据需要实施“处方种植”以进行定位监管[1]. 精准农业最早是在美国实行的. 美国国家研究院建议将精确农业的研究和开发纳入1997年的国家战略. 随后，欧洲国家也开始了精确农业的研究和实践.

近年来，美国和欧洲的一些技术先进的农场已进入精准农业的中等规模实施阶段. 一些农场在拖拉机上安装了遥测传感器设备，GPS仪器，微型计算机，化肥，杀虫剂等. 拖拉机在田间行驶时，传感器用于获取有关农作物生长状况的信息，而GPS可以提供​​精确的位置. ，该计算机软件系统将预先存储在地理信息公司第十四届万方数据中. 姚建松: 3S技术在精准农业中的应用. AE兴趣系统中该样地的土壤，作物品种和作物生长阶段已完成. 明确了耕作措施的相关参数，建立了快速的诊断和决策模型，给出了灌溉，施肥，杀虫和除草的公式，并当场采取了耕作措施[5. 6I. 信息技术革命为农业生产现代化提供了新的机会. 精准农业的思想也已开始在我国传播，并引起了科学技术和工业的关注. 国家已将“精准农业”的内容列入“: 8 63计划”中. 魏家计划生育委员会和北京市政府在北京共同建立了精准农业示范区，在一些科研单位和地区促进了精准农业技术的研究与开发. 1998年，中国农业大学在丁成王茂华院士的领导下，建立了中国第一个“精细农业研究中心”，并与国外同行进行了广泛的交流与合作.

随后，中国农业科学院土壤与肥料研究所，浙江大学生物系统与食品学院等单位也进行了相关研究，并取得了一定成果. 浙江大学数字农业与农村信息化交叉研究中心对精准农业的关键技术和装备进行了广泛的研究，取得了一系列实用的技术成果和装备，已开始在生产实践中得到应用. 2.精准农业的主要支持技术和应用精准农业是基于田间耕作条件的时空差异而提出的，旨在达到优化农作物生产系统的目的. 因此，精确农业技术必须能够随时间和空间的变化而收集数据. 根据数据绘制电子地图，并对其进行处理和处理以形成管理设计（或操作执行电子地图），准确地控制田间作业，并评估精确农业的农业影响，经济效益和生态效益. 实现这些目标的关键技术是: 全球定位系统（GPS），地理信息系统（GIS），遥感（RS），传感器和检测系统，计算机控制器和变量执行设备. 由于前i的英文名称的最后一个单词包含“ S”，因此该i技术通常称为3s技术，这是对精确农业的抽样调查. 获取有关影响作物生长的各种因素（例如土壤结构，水分，地形，害虫等）的信息的重要技术手段之一.

2. 1.全球定位系统（全球定位系统，GS）2. 1.全球定位系统（GPS）由1个GPS系统组成，空间部分由地球导航卫星组成，地面监测部分由GPS组成. 地面控制站，一组地面监视站和用户三个主要部分. 其中，主要设备GPS接收机为相关接收机，具有代码捕获，代码补偿，消息解调和位置计算等功能. 第14阶段的主要功能是使用接收卫星中的信息进行定位. 目前，使用最广泛的是美国CPSS系统，该系统包括24颗地球导航卫星，这些卫星在大约2000公里的圆形轨道内运行. 它的轨道参数和时钟由位于世界各大洲的5个地面监测站和一个单独的地面控制站进行监视和控制. 在任何气象条件下，近场荒野中的GPS均可在白天和黑夜的任何时间接收至少4颗卫星的信号. 通过测量每个卫星发送到的信号的传输时间，可以计算出的地理空间位置. 2. 1. 2GS技术在精准农业中的应用精准农业的关键技术之一是确定操作员或机器的瞬时位置，并将此信息转换为计算机可以接受的格式. 精确农业也是实现农业现代化的唯一途径，因此我们使用GPS技术准确地划分土地并进行导航和定位，以解决操作员（或机器）立即回答“我在哪里”问题的简单问题. 因此，实现了GPS导航下的精确操作，可以精确到一个玉米的距离，并且采样时间仅需5 s /点.

在精密农业中，GPS主要用于确定田间地块中土壤信息采样点的位置，然后结合土壤水分，氮，磷，钾，有机质，害虫和土壤等不同信息的分布. 疾病等，以协助农业生产. 田间作业，例如灌溉，施肥和喷洒. 此外，GPS安装在耕作机，播种机，田间采样器，化肥喷雾器，收割机等农具上，可以准确指示机具位置的坐标，并在野外作业和管理中起到导航作用农业机械. 本质上3s技术 农业，它提供了三维位置和时间. 2. 2地理信息系统（用于地理信息系统的地理信息）2. 2. 1G IS技术概述地理信息系统（GIS）是用于存储，分析，处理和表达地理空间信息. 它主要用于在“精细农业”技术体系，土壤数据，自然条件，农作物幼苗，疾病，虫草的发生和发展趋势，农作物产量的狭窄分布等方面建立农田和土地管理. 地统计处理，图形转换和表达等，为分析差异和实施法规提供处方信息. 它是地理空间的数量. 在的基础上，采用地理模型分析方法，及时提供各种空间，动态的地理信息计算机技术系统.

技术已经成熟，并且正在朝着集成，工业化和社会化的方向发展. 它不仅与GPS和Rs相结合，形成一个3s集成系统，而且可以与CAD，多媒体，通信，互联网，办公自动化，虚拟现实等技术相结合，形成综合的信息技术. 万方数据AET农业装备技术GIS行业每年以15％到40％的速度增长，发展势头强劲，市场前景广阔. 根据国际权威信息评估机构的划分，GIS行业包括硬件，软件，数据系统和转换，电子数据，遥感数据采集和处理系统开发与集成，咨询和技术服务七个方面. 通用地理信息系统是一种空间信息系统，应具有以下四个功能: （1）具有收集，管理，分析和输出各种地理空间信息的能力，并且具有空间动态性. （二）出于地理研究和地理决策的目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析和动态预测能力； （3）在计算机系统的支持下，完整的空间地理数据管理，地理分析，地理决策等，以及快速，准确，全面的地理定位及其过程动态分析，即现代地理信息系统是具有地理图形和空间定位的空间数据管理系统； （4）可以图形化输出空间信息数据，直观表达，方便应用决策.

2. 2. 2G IS技术在精准农业中的应用G IS在精准农业中的应用主要包括以下几个方面: （1）G IS作为整个精准农业系统的平台和基础，在精准农业中发挥着重要作用. 脑和神经中枢. 影响. 精密农业作为一个完整的大型系统，各种农业资源数据的流入，决策和控制信息的流出必须由GIS执行； GIS作为精密农业的核心组件，使用RS，GPS和专家系统，决策支持系统等，也可以起到“容器”的作用. （2）作为农田空间管理系统. 在精密农业中，GIS用于农田和土地的数据管理，查询土壤，自然条件，作物状况，作物产量等数据，以及收集，编辑和统计分析不同类型的空间数据. （3）绘制作物产量分布图. 安装了带GPS的新型联合收割机. 在田间收获作物时，定期记录联合收割机的位置. 同时，输出测量系统可随时自动称量作物，测量仪器可以测量作物的流入量. 储物袋的速度和流出的总量. 这些结果可以随时显示在驾驶室的显示屏上，并记录在地理中. 利用这些数据，在地理信息系统的支持下，可以绘制出农作物产量分布图.

（4）农业专题图分析. 与传统地图相比，GIS的最大优势是它们可以快速组合各种主题特征地图以生成新地图. 通过GIS提供的复合覆盖功能，可以将不同的农业专题数据组合起来，形成一个新的数据集. 通过分析，可以分析土地上各种因素对农作物的相互作用和相互影响，并发现它们之间的关系，例如土壤pH值与产量之间的关系，对于指导农业生产非常现实. 有意义的. 2. 3.遥感技术（Remote S Sensing. RS）2. 3. 1.遥感技术概述遥感技术的基本原理是利用物体的电磁波特征来识别物体及其存在. 通过观察物体的电磁波来了解环境条件. 遥感技术系统由传感器，遥感平台和遥感信息接收与处理系统组成. 从目标接收反射或辐射的设备称为远程传感器（例如扫描仪，雷达，照相机，摄像机，辐射计等）. 装载遥感器的平台称为遥感平台（例如飞机，卫星等）. 在使用前，必须根据需要对遥感器获得的数据进行校正，增强，转换，过滤和分类. 与传统的观测技术相比，遥感具有以下特点: （1）可以进行同时观测. 例如: 美国陆地卫星（Land d sat）图像的覆盖范围为342 2 5km 2（185km x 18 5km），可以扫描5〜6min，而同步气象卫星的覆盖范围可以覆盖1/3. 地球表面.

（2）可以在短时间内重复观察. 例如，美国陆地卫星（Land d sat）每16天观察一次相同区域，而地球同步轨道卫星每30分钟观察一次地面. （3）进行全天候观测. 遥感使用的电磁波段范围从X射线到微波，远远超出人眼可以看到的可见光范围. 在微波范围内，传感器不会受到白天和黑夜以及天气变化的影响. （4）观察精度高. 航空照片的分辨率可以达到厘米级甚至毫米级. 2. 3. 2.遥感技术在精准农业中的应用遥感技术可以客观，准确地提供有关作物生态环境和作物生长的信息. 它是精确农业获得田间数据的重要来源. 遥感技术主要用于精密农业的以下领域: （1）作物种植面积的检测和估计: 遥感可以实时记录作物覆盖面积数据，并可以通过这些数据对作物数据进行分类，并在此基础上在此基础上，可以估算出每种作物. 作物种植面积. （2）监测作物生长并估算作物产量: 使用遥感技术观察作物生长的不同阶段，以获取不同时间序列的图像. 农田管理者可以利用遥感提供的信息及时发现农作物生长中的问题，并采取有针对性的措施推进《万方数据》第十四期. 姚建松: 3S技术在精准农业中的现场管理应用. 您还可以根据不同时间序列的遥感图像了解不同生育阶段的作物生长情况，并提前预测作物产量.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-258689-1.html