浅探农业中的3S技术.docx

浅探农业中的3S技术2013年01月25日 用7%的世界耕地面积解决了占世界22%人口的温饱问题，我们能够看到这一巨大的成功是离不开科学技术注入其中的高效生产力的推动的。但人口增长与可耕地资源的日趋减少已经成为了中国农耕的两大问题，这就需要中国农业必须要始终依托科学技术来提高产量，目前，农业机械化成为了我国农业的一大特点，与此同时，一种更加科学与精准的农业生产管理的技术和模式逐渐形成，这就用到了农业3S技术。利用遥感、地理信息系统以及导航定位，我们甚至可以将农作物的控制精确到每一株植被，这正是3S技术带来的巨大作用。 　伴随着3S技术在农业领域的逐渐深入，这些技术的运用将给现代农业生产方式带来一场智能化的变革。那么3S技术中的RS、GIS、GPS到底在农业中有怎样的应用呢? 　RS在现代农业中的应用 　总的来说，遥感在农业中的应用主要有四大方面。一是土地资源调查，二是作物长势监测与估产，三是灾情监测与预报，四是病虫害监测。下面我们来看看遥感是如何在农业中发挥作用的。 　土地资源调查是农业遥感的一项基础分析调查。它包括对土壤、地形、植被、水文以及位于表层的地质这些表面可见目标的监测，同时也可以对地下潜水、气候、湿度等非直接可见的目标进行调查分析。例如在对土壤的调查中，有两片土壤分别是砂质土壤和粘质土壤，利用砂质土和粘质土对可见光光谱的反射强弱的不同，分析出两种土壤的湿度状况、有机质含量、盐分含量等隐含的土地数据值，这就是遥感对于土地分析特有的一种能力! 　通过遥感的这种特性，对农作物的长势监测以及产量预测也就成为了可能。那么，怎样通过遥感来实现农作物的精准探测呢?在卫星遥感拍摄出来的影像中，通过光谱感知可以对作物植被中一种叫做绿度值的数据进行分析，从而了解大面积作物的分布和长势，同时结合该作物在一些地区的生长日历以及气象卫星提供的气候数据，便可以对该地区的农作物及作物所在的环境进行有效地监测。同样的道理，流行病虫害的预报和监测也都是通过感应光谱来进行分析的。 　而灾情检测与预报主要体现在旱灾或洪涝灾害的预测上，监测农地的遥感卫星通过与气象卫星之间的配合，加之分析历年的雨水及旱灾、水害情况，及时、有效地推测未来一段时间的雨水状况，为农业灾害预报提供了科学、有效的保障。 　遥感影像能够采集并反映农业用地的状态以及农作物的生长情况，预报灾难信息，协助农人更好地完成农务工作。而农业遥感中的影像数据基于不同的分析用途，它们总是复杂而多样化的，这就使得这些影像具有数据处理量大、数据源类型多和处理周期短的特点。于是，一种能够把影像数据统一组织起来集中管理、分析并成为空间数据分享平台的工具便尤为重要，这就用到了地理信息系统GIS的帮助。 　GIS在现代农业中的应用 　作为管理和分析空间数据的有效工具，农业GIS通过遥感传递过来的影像数据进行储存、管理和分析。 　基于农田作业的特点，GIS不能仅仅放置在办公室内进行操作和研究，很多时候，农人都需要在田间完成作业，这就使得移动GIS在农业中举足轻重的地位。 　移动GIS让人们通过移动终端设备随时随地地获取有关地理信息的服务。在农业中，农人总会亲自下田对农作物的研究，一台农业用的手持移动GIS平台对他们来说，解决了很多农业规划的问题。 　手持GIS都能帮农人完成哪些任务呢?对于移动GIS来说，最核心的部分是地图，地图由不同图层叠加而成、每个图层对应一张数据表，表中的每条记录对应这个图层上的一个要素，农人在田间可以清楚地掌握农田边界线、输水管道、沟渠等要素的位置，并且通过其他农机上发射来的识别信号，定位到每一台农机所处的位置，这是移动GIS的一项强大功能。另外，利用移动GIS，还可以现场对土壤、农作物状况进行数据分析。 　GPS在农业中的应用 　在导航技术上，有很多在大型农田作业的农业机具都装有导航显示器，并且，在接收GPS信号的同时，也可同时接收GLONASS导航信号，这种混合定位的导航模式使得位置导航更加精确，达到了厘米级的高精度。与此同时，导航显示器利用精准的位置定位，实现了自动驾驶、农具控制以及各种资源流量控制的兼容性，帮助农人实时精确地监控和回执田间信息，提升工作效率。 　有着多年导航技术服务经验的美国天宝(Trimble)公司，利用导航技术的特性开发出了自动化驾驶技术系统AUTOPILOT，这一发明实现了农机具的导航控制。自动化驾驶是一种什么概念呢?比方说，传统的农机作业可能会因操作人员的个人水平，导致田地规划出现不整齐的情况，但是配合导航仪及AUTOPILOT后，使得农具在任何地形上都能保持在一条直线上运作，精度达到2.5cm。另外，使用传统农机一般只能够白天作业，到了晚上就不可能再继续了，而使用了自动驾驶则完全依照导航来进行作业，这使得农业作业变成了全天24小时均可以进行工作。 　紧密融