基于3S技术的精准农业概要.doc

PAGE 1 基于3S技术的精准农业概要 摘要：精准农业是在信息技术发展的基础上，以地理信息系统(GIs)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命，其目标在于改善农业生产过程的科学管理、资源的高效利用和环境保护效益，实施精准农业不仅具有重要的经济效益，而且具有显著的社会效益和生态效益。 关键词：3S技术，精准农业，应对措施 农业信息化是21世纪全球性农业潮流，是农业现代化的根本标志与重要保证。充分利用信息技术等高新技术发展现代化农业，已成为全球农业发展的热点与新的增长点。而传统农业采用统一的耕作、播种、施肥、喷药等农艺措施对耕地进行生产管理，存在农业生产成本高、作物产量和经济效益低以及污染环境等诸多问题。精准农业 ”是农业工程类专业的一门特色课程。农业的发展呼唤新的农业技术革命，农业现代化建设需要高新技术的支持。随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、变量处理设备(VRT)和决策支持系统(DSS)等技术的发展，精细农业作为基于信息高科技的集约化农业应运而生，并成为农业可持续发展的热门领域，其应用理论和实践的研究将有力地促进我国农业现代化的发展。精准农业的目标在于改善农业生产过程的科学管理、资源的高效利用和环境保护效益，实施精准农业不仅具有重要的经济效益，而且具有显著的社会效益和生态效益。 1 精准农业[1] 精准农业(Precision Agriculture，Precision Farming，Precision Crop Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作，是一个综合性的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径，是二十一世纪全球农业科技革命的方向。精准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[2，3-4]。精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术必威体育精装版成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，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[5-6]。所以，精准农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、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。实施精准农业是促进农业可持续发展的有效途径，必将对我国农业生产产生重大影响。精准农业也称“数字农业”[2]，3S技术是精准农业的技术支柱，实现精细农业是“3S”技术的农业应用的目标之一。 2 3S技术简介 2.1 全球定位系统(GPS) 全球定位系统GPS是英文Navigation atellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词NAVSTA/GPS的简称。它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，GPS是当前最先进的精密卫星导航定位系统[7]。全球定位系统是20世纪80年代发展起来、90年代建成的卫星导航和定位系统。全球定位系统由3部分构成: ①地面控制部分, 由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成; ②空间部分, 由24颗卫星组成,分布在6个道平面上; ③用户装置部分, 由GPS 接收机和卫星天线组成。GPS 不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力, 还具有良好的抗干扰性和必威体育官网网址性。为了提高精度, 目前广泛采用了DGPS 技术, 即所谓“差分校正全球卫星定位技术”。它的特点是定位精度高, 根据不同的目的可自由选择不同精度的GPS 系统[8]。 全球定位系统适用于精准农业技术措施实施的全过程，数据采集、农业技术措施的制定、实施等均与定位导航系统联系在一起。定位导航系统可帮助农民准确的识别和记录农田中拖拉机、联合收割机、田间调查装备或车辆的位置[9]。地面定位方法较多，其中之一是全球卫星定位系统，由于全球卫星定位系统的民用，使精准农业技术的实施变成了现实[10]。 2.2 地理信息系统(GIS) 地理信息系统GIS (Geographic Information System ) 是集计算机科学、地理学、环境科学、信息科学和管理科学为一体的新兴学科, 其利用计算机技术管理空间、地理分布数据, 进行一系列空间的操作和动态分析, 以提供所需要信息和规划设计方案[8]。 地理信息系统是一种特定而又非常重要的空间信息系统，它是以采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系