基于3s技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概要

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1、基于3S技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概要摘要：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，以地理信息系統(tǒng)(GIs)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)(RS)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)為核心技術(shù)引發(fā)的一場(chǎng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，其目標(biāo)在于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)管理、資源的高效利用和環(huán)境保護(hù)效益，實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有顯著的社會(huì)效益和生態(tài)效益。關(guān)鍵詞：3S技術(shù)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，應(yīng)對(duì)措施農(nóng)業(yè)信息化是21世紀(jì)全球性農(nóng)業(yè)潮流，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的根本標(biāo)志與重要保證。充分利用信息技術(shù)等高新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，已成為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)與新的增長(zhǎng)點(diǎn)。而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)采用統(tǒng)一的耕作、播種、施肥、噴

2、藥等農(nóng)藝措施對(duì)耕地進(jìn)行生產(chǎn)管理，存在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本高、作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益低以及污染環(huán)境等諸多問(wèn)題。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)的一門特色課程。農(nóng)業(yè)的發(fā)展呼喚新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)需要高新技術(shù)的支持。隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、變量處理設(shè)備(VRT)和決策支持系統(tǒng)(DSS)等技術(shù)的發(fā)展，精細(xì)農(nóng)業(yè)作為基于信息高科技的集約化農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，并成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的熱門領(lǐng)域，其應(yīng)用理論和實(shí)踐的研究將有力地促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)在于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)管理、資源的高效利用和環(huán)境保護(hù)效益，實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)

3、業(yè)不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有顯著的社會(huì)效益和生態(tài)效益。1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)[1]精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture，PrecisionFarming，PrecisionCropManagement)又稱精細(xì)農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)作和處方農(nóng)作，是一個(gè)綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑，是二十一世紀(jì)全球農(nóng)業(yè)科技革命的方向。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指在地學(xué)空間和信息技術(shù)支撐下的集約化和信息化的農(nóng)業(yè)技術(shù)[2，3-4]。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，

4、其核心技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)[5-6]15。所以，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象進(jìn)行模擬，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的。實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，必將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)也稱“數(shù)字農(nóng)業(yè)”[2]，3S技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的

5、技術(shù)支柱，實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)是“3S”技術(shù)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)之一。23S技術(shù)簡(jiǎn)介2.1全球定位系統(tǒng)(GPS)全球定位系統(tǒng)GPS是英文NavigationatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的字頭縮寫詞NAVSTA/GPS的簡(jiǎn)稱。它的含義是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距，GPS是當(dāng)前最先進(jìn)的精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)[7]。全球定位系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)、90年代建成的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)由3部分構(gòu)成:①地面控制部分,由主控站、地面天線、監(jiān)測(cè)站和通訊輔助系統(tǒng)組成;②空間部分,由24顆衛(wèi)星

6、組成,分布在6個(gè)道平面上;③用戶裝置部分,由GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。GPS不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力,還具有良好的抗干擾性和保密性。為了提高精度,目前廣泛采用了DGPS技術(shù),即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點(diǎn)是定位精度高,根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng)[8]。全球定位系統(tǒng)適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施實(shí)施的全過(guò)程，數(shù)據(jù)采集、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的制定、實(shí)施等均與定位導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)系在一起。定位導(dǎo)航系統(tǒng)可幫助農(nóng)民準(zhǔn)確的識(shí)別和記錄農(nóng)田中拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、田間調(diào)查裝備或車輛的位置[9]。地面定位方法較多，其中之一是全

7、球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，由于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的民用，使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的實(shí)施變成了現(xiàn)實(shí)[10]。2.2地理信息系統(tǒng)(GIS)地理信息系統(tǒng)GIS(GeographicInformationSystem)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興學(xué)科,其利用計(jì)算機(jī)技術(shù)管理空間、地理分布數(shù)據(jù),進(jìn)行一系列空間的操作和動(dòng)態(tài)分析,以提供所需要信息和規(guī)劃設(shè)計(jì)方案[8]。15地理信息系統(tǒng)是一種特定而又非常重要的空間信息系統(tǒng)，它是以采集、存貯、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面(包括大氣層在內(nèi))與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)[2]。通過(guò)現(xiàn)代通訊

8、技術(shù)使GIS進(jìn)一步與信息高速公路相聯(lián)，借助現(xiàn)代通訊技術(shù)，可以將RS、GPS和GIS有機(jī)地集成，使之成為眾多行業(yè)包括精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)有力技術(shù)手段