第七讲精确农业与GIS、GPS.pptx

精确农业与GIS、GPS; 精确农业的早期研究与实践在发达国家始于八十年代初期，根据农田内小区作物产量和生长环境条件的显著时空差异性，提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，精确农业由此而发展起来。 七十年代中期微电子技术的迅速实用化，推动了农业机械装备机电一体化和智能化监控技术、农田信息智能化采集与处理技术研究的发展。 八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾“农业生产力、资源、环境问题”的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力、减少环境污染的迫切需求，为“精确农业”技术体系的形成准备了条件。 九十年代，尤其是海湾战争后GPS技术的民用化，推动了精确农业技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息技术的支持下组装集成起来，形成了一个新的精确农业技术体系。;一、精确农业的概念与特征 （一）精确农业的概念 来源:Precision Agriculture（精确、精细、精准） 包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面 Precision Farming(精确农作) Prescription Farming（处方农作） Site-specific Farming(定位农作） 概念:借助3S技术，尽可能的精细地掌握农业生产的环境条 件，包括作物、土壤、气象等信息，用计算机管理决策系统 （包括模拟模型、农业专家系统、决策支持系统等）对其进行处理分析，为制定农业生产管理措施提供定量决策建议并赋予定位实施。;精确农作技术思想: 基于田区差异的变量投入和最大收益 田区差异：农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异信息 变量投入：分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需变量投入，分为：人工投入、机械投入、自动控制 最大收益：指生产力、生态、社会效益;1、精确农业的雏型 在所有农业耕地中存在土壤差异和产量差异，通过3S技术（GIS、RS、GPS）可以及时发现作物生长环境和收获产量实际分布的差异性，获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并对这种差异性给予及时调控，即采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控。;2、精确农业内涵 利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础，定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术，即把智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术，在全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术的支持下组装集成起来，形成完善的精确农业技术体系。 3、精确农业外延 精确农业技术思想，是信息技术和人工智能高新技术在大农业中的运用，精确农业技术不仅适用于种植业，也适用于养殖业和加工业，已扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精确经营管理等方面，从而形成完整的精确农业技术体系。其全部概念建筑在“空间差异”（Spatial Variability）的数据采集和处理上，其核心意图是实时测知作物（畜禽）个体或小群体或小地块生长或防疫的实际需要，从而及时确定对其针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、质和时机，改变传统农业大群体、大面积平均投入的作法，以获得最佳效果和最低代价。随着精确农业技术在不同农业产业领域的拓展，必将产生更为显著的社会、经济和生态效益。;（二）精确农业的特征 1、地域性 2．综合性 3．系统性 4．渐进性 （1）无任何现代装备、以传统农业技术为主的传统精确农业 （2）以管理信息系统、专家咨询和简单机械化为主要装备的现代精确农业 （3）以高度自动化、信息化技术为装备的智能精确农业 此类精确农业全部采用变量投入(VRT)机械化设备、地理信息系统(GIS)提供决策基础、决策支持系统(DSS)辅助决策、GPS／DGPS定位、自动控制耕作或养殖等全过程。 5．可操作性;二、精确农业的支持技术 1、3S技术 2、决策支持技术（DSS） 3、可变量投入系统 （1）计算机(控制器) 控制器包括计算机硬件和软件平台，是变量投入系统的核心部分，它完成信息处理和信息图生成等工作。计算机中存储着信息图、土壤、作物生长与产量、施用量的历史数据等，许多信息需及时更新。 （2）GPS （3）传感器 （4）可变量投入设备 包括