GPS在精细农业中的应用

GPS在精细农业中的应用

摘要GPS技术是现代精细农业应用研究的核心问题,本文介绍了GPS原理和精细农业的概念，以及GPS在农田、农机及田间管理等方面的应用，最后对其应用前景作出了展望。关键词：GPS 精细农业发展前景

全球定位系统（Global Positioning System）

全球定位系统[2](GlobalPositioning System,GPS)是20世纪70年代由美国国防部研制,历时20余年,耗资数百亿美元,于1994年全面建成并投入使用。GPS 系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

GPS系统由空间卫星星座、地面控制系统、用户接收机系统3部分组成。其卫星星座部分由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,卫星有6个轨道面,高度20 200 km,轨道倾角55°,卫星运行周期11 h 58min,载波频率为1 575.4 MHz和1 227.60MHz。卫星通过天顶时,卫星可见时间为5h,在地球表面任何时刻,在高度角15°以上,平均可同时观测到6颗卫星,最多可达9颗卫星。

GPS系统在精确农业实施过程中异常重要，它一方面将农田各种信息给予准确定位，并输入到GIS，另一方面也是农机作业轨迹的依据。在翻耕机、播种机、田间取样机、施肥喷药机、收割机等机具上安装上GPS接受器，可以准确指示机具所在位置的坐标，使操作人员可以按计算机上GIS操作指示图进行定点作业。

近几年来，GPS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的差分校正全球卫星定位技术（DGPS，Differential Global Positioning System）产品。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。DGPS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于“精细农业”，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。

精细农业概述

精细农业(Precision Agricultural)，也叫精细农业或精确农业，是20世纪80年代初国际农业领域发展起来的一门跨学科新兴综合的以获得农田高产、优质、高效的现代农业生产模式和技术体系[1]。

精细农业是指以信息技术支持现代化农业操作与管理,依据农作物生长的土壤性状以及温度、湿度、光照等影响因素,调节对作物的投入,并对耕地和作物长势进行定量、实时诊断,提高土壤生产力,实现农业的优质、高产、低耗和环保的可持续发展。其技术支持主要是GPS,核心是实时测知作物个体或小群体或平方米尺度小地块生长及疫病的实际情况,进而确定针对性的农业措施,在取得最优效果和付出最低代价的同时,减少污染,保护生态,实现农业的可持续发展。GPS与GIS RS相结合应用于精细农业

农业机械在安装GPS卫星定位和自动导航系统后,在差分GPS的定位下,可对农机田间直线行走作业实现精确引导,使机组作业不重不漏,大幅度提高农机作业质量、土地利用率、机车作业效率和时间利用率,大幅度减轻农机作业劳动强度,实现机车合理调配。

支持精细农作的变量处方农业机械

由于精细农作应用技术的发展，目前国外已有多种商品化的变量处方投入的各类农业机械在生产和使用，其中较成功和效益较好的有施肥、喷药和播种等农业机械

精细变量施肥机

过量施用肥料和杀虫剂不仅浪费，还将使农田受到污染，因而在精细农作中要通过电子地图提供的处方信息，对地块中的肥料撒施量进行定位控制调整。国外已研制有监测土壤肥力的实时传感器，它应用作业中切入的两个圆盘犁刀之间加人电位差，使在两个圆盘犁刀之间的土壤形成电磁场，由于电磁场的性质受土壤特性的影响，因而产生可以控制并调整肥料投人数量的信号，最终通过排肥管道的调节电磁阀门实现肥料的变量投入。土壤特性由土壤类型、有机物含量、土壤阳离子交换能力、土壤湿度和硝酸盐的氮肥水平所组成。氮肥实时投入量的控制信号由传感器输出，加上农艺学的要求和产量目标综合决定。美国Ag－Chem 仪器装配公司生产的“SOILECTION”施肥系统可进行干式或液态肥料的撒施。它

通过电子地图内叠存的数据库处方，可同时分别对磷肥、钾肥和石灰的施用量进行调整。该设备用气动或气流方法可将干肥料喷撒到22 m的幅宽，并配备有4个分离的肥料仓，两个为微型营养物或除草剂料仓，另两个为化学品料罐，它可实时配制8种不同成份的混合肥料。

精细变量喷药机

精细变量喷药机技术上需解决的三大问题：喷雾流量的控制与雾滴大小相互影响、喷药量受行驶速度的影响、小区药量及雾滴大小不能按处方图要求定位调节。图7-8为精细变量喷药机。

国外已在研制光反射传感器，利用棕色土壤和绿色作物叶子能反射不同波长的光波，可用于辨别土壤、作物和杂草。利用反射光波的差别，可用于鉴别缺乏营养或感染病虫害的作物叶子。变量施加除草剂有两种方法，一种是利用杂草检测传感器，随时采集田间杂草信息，通过变量喷撒设备的控制系统，控制除草剂的喷施量；另一种是事先用杂草传感器绘制出田间杂草斑块分布图，然后综合处理方案，绘出杂草斑块处理电子地图，由电子地图输出处方，通过变量喷药机械实施。研究表明，通过处方变量投人，可使除草剂的施用量减少40％－60％。PATCHEN公司生产的“Weeds Seeker PhD 600”为应用半导体二极管光反射传感器的农药变量供给系统，它应用发光二极管为光源，光电二极管接收并分析反射的光波数据，产生信号并控制喷药喷嘴阀。只有当杂草出现时，才喷撒除草剂以减少除草剂的使用量。

GPS在农业管理上的应用

土壤养分分布调查

在播种之前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出一幅土壤样品点位分布图。

监测作物产量

在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器。例如监视玉米产量的监视器，

当收割玉米时，监视器记录下玉米所接穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地产量的产量分布图。通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。

GPS与农田管理

在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合GPS可绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采集一定数量的土壤及作物样品进行分析，可以绘制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。这样可以做到精确地对作物生长进行管理。

利用飞机进行播种、施肥、除草等工作，作业费用昂贵。合理地布设航线和准确地引导飞机，将大大节省飞机作业的费用。据国外介绍，利用差分GPS对飞机精密导航，估计会使投资降低50%。具体应用中，利用GPS差分定位技术可以使飞机在喷洒化肥和除草剂时减少横向重叠，节省化肥和除草剂用量，避免过多的用量影响农作物生长。还可以减少转弯重叠，避免浪费，节省资源。对于在夜间喷施，更有其优越性。因为夜间蒸发和漂移损失小，另外夜间植物气孔是张开的，更容易吸收除草剂和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS进行精密导航，引导农机具进行夜间喷施和田间作业，可以节省大量的农药和化肥。

GPS技术在农业领域中的应用不仅是大面积种植，在小面积的农田，特别是在格网种植的小面积内，应用小型自动化设备，配合差分GPS导航设备、电子监测和控制电路，能够适应科学种田的需要，作到精确管理。这种投资较低、安装方便、操作灵活。

总之，GPS技术在农业领域将发挥重要作用。在我国，尚需积极开展在农业中的应用研究以及相关设备的研制，特别在大平原地区，利用大规模的机械化生产的地区，应当重视 GPS技术在农田作业和管理中的应用。

GPS在现代精细农业中具有核心地位 ,为精细农业提供实时高效准确的点位信息 ,为农机作业提供高效导航信息 , 没有 GPS定位系统 ,现代精细农业也就无从谈起。随着精细农业向着更加精细的方向发展 , GPS定位系统将会得到更加普遍的应用 ,将在现代化农业中起到愈加主导的作用。

GPS在精细农业应用中的发展前景

我国是世界大国，人口多耕地少的基本国情决定了解决粮食问题的根本出路

在于发展现代精细农业。精细农业必将成为新世纪高新技术的热门课题。

我国各地的自然条件、社会经济条件差异明显农业生产水平差距较大,农业集约化总体水平较低GPS在精细农业中的应用极大地提高了农业生产效率,大大的提高了经济效益,从而使得精细农业的实践得到迅速的推广。现在两者的结合只是初浅的涉及到精细施肥、灌溉、防治病虫害和机械耕作等方面,对于更精细更高要求的农业来说,还要提高GPS农业应用的精度要求,例如在制作农田电子地图、土壤采样、变量喷洒和铺设灌溉管道方面的精确定位等方面还需要多实验应用。在设施农业发展较快的地区使用精细设施农业可增加农产品产出,提高农产品品质,节约水、肥资源,保护农业生态环境。

我国是世界农业大国,人口多耕地少的基本国情决定了解决粮食问题的根本出路在于发展现代精细农业。无容置疑 ,精细农业技术必将成为新世纪农业高新技术的热门课题。我国连续几年中央“一号文件”的发布 ,对于改变传统落后的农业生产方式 ,大力发展现代精细农业技术 ,实现农业产业化而言是一个有力的契机。应当抓住这个难得的机遇 , 以先进科技为支撑 ,大力发展现代精细农业。

我相信在不久的将来，GPS可以在农业中发挥更大的作用。以后安装有GPS 由电脑控制的大型拖拉机能自动驾驶作业,无需人工操作,而且耕地质量高。加强GPS的使用能更好的监测农作物的生长情况，使农场能因地制宜的种植作物。在对品种资源的野外考察和引种研究中,利用GPS技术可以准确定位野生群落和引种区的经纬度和高度,结合GIS技术可计算出区域的面积,查询到该区域的气候条件掌握当地生态环境的状况。将3S技术和其他技术体系相结合,精准农业可以更好的发展起来。

[1]张柏.中国发展精准农业耕作的基本分析及设计[J].地理科学

[2] 徐绍铨,张华海GPS测量原理及应用[M ].武汉大学

[9]杨海君,汤楚宙.我国现代精准农业的发展方向[J].作物研究

[10]翟传凤.GPS在精准农业中的应用[J].当代农机,

[11] 唐延林,王人潮.遥感技术在精准农业中的应用[J].现代化农业

第二课精准农业的技术体系

第二课、精准农业的技术体系 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最新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。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。 1、现代信息技术 精准农业从90年代开始在发达国家兴起，目前已成为一种普遍趋势，英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加“精准”。美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业，这项技术被称为“精准种植”，即通过装有卫星定位系统的装置，在农户地里采集土壤样品，取得的资料通过计算机处理，得到不同地块的养分含量，精准度可达1～3平方米。技术人员据此制定配方，并输入施肥播种机械的电脑中。这种机械同样装有定位系统，操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。还可将卫星定位系统安装在联合收割机上，并配置相连的电子传感器和计算机，收割机工作时可自动记录每平方米农作物产量、土壤湿度和养分等的精准数据。 现代信息技术的特点是应用地理信息系统将土壤和作物信息资料整理分析，制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统，在此基础上，利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术，根据空间每一操作单元的具体条件，通过调整资源投入量，达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的。同时在农田经营管理决策的环节上，可根据不同情况选择“单纯获取高产”，“以适量投入，获取较好经营利润”或“减少资源消耗、保护生态环境”等多种不同优化目标。这项技术的构成包括空间定位的农作物产量信息采集技术和土壤信息定时采集技术、农田地理信息系统定时更新技术及空间定位的农业投入控制系统等。 2、生物技术 现代生物技术从广义上讲主要包括基因工程、细胞工程和微生物工程等，最富有生命力的核心技术是基因工程。现代生物技术最显著的特点是打破了远缘物种不能杂交的禁区，即用新的生物技术方法开辟一个世界性的新基因库源泉，用新方法把需要的基因组合起来，培育出抗病性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富，且生产成本更低的新作物、新品种；另外还具有节约能源、连续生产、简化生产步骤、缩短生产周期、降低生产成本、减少环境污染等功效。如美国把血红蛋白转移到玉米中，不仅保持了玉米的高产性能，而且提高了它的蛋白含量。抗虫害转基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美国、阿根廷、加拿大数百万公顷土地上试种。 微生物农业是以微生物为主体的农业。微生物在合成蛋白质、氨基酸、维生素、各种酶方面的能力比动物、植物高上百倍；微生物还可利用有机废弃物，变废为宝、保护生态环境。利用有益微生物，不仅可获得大量生物量，用于制作食用蛋白质以及脂肪、糖类等专门食品，而且在生物防治、土壤改良方面也有突出表现。日本研制的EM（含80余种微生物的生物制剂），被称为可以挽救地球的有效微生物群。施用EM可少用或不用化肥、农药和抗生素药物，净化环境。

定位技术在精准农业中的应用

定位技术在精准农业中的应用 学院：水利与建筑 班级：工程管理1404 姓名：徐田文 学号：A13140654

定位技术在精准农业中的应用 徐田文 （东北农业大学水利与建筑学院工程管理1404 徐田文 A13140654） [摘要] GPS在现代精准农业中具有核心地位，为精准农业提供实时高效准确的点位信息，为农机作业提供高效导航信息，没有GPS定位系统，现代精准农业也就无从谈起。随着精准农业向着更加精准的方向发展， GPS定位系统将会得到更加普遍的应用，将在现代化农业中起到愈加主导的作用。 [关键词] GPS 精准农业应用 1.GPS简介及其定位原理 1.1 GPS定义 利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 1.2 GPS发展 GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的

巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。 为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km 高度的全球定位网计划，并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。 最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。 GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。 1.3 GPS原理及方法 1.3.1原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合

精准农业技术及应用研究报告进展

精准农业技术及其应用研究 文献综述 姓名：陈泉学号： 2018111107000817 分数： 摘 要：本文综述了精准农业的核心技术及其在农业中的应用情况，指出了各项技术的应用现状，最后预测了其今后的发展方向。 关键词：精准农业；技术应用；系统 Research of Precision Agriculture Technology And Applications Reference Review Abstract：This paper review the research evolvement of precision agriculture technologyandthe application，and point out the current situationand the future developmental orientation Key words：precision agriculture；technological application；system 精准农业是指利用遥感、卫星定位系统、地理信息系统等技术，实时获取农田每一平方M或几平方M为一个小区的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时对农业进行管理，并对作物苗情、病虫害、伤情等的发生趋势进行分析、模拟，为资源有效利用提供必要的空间信息。在获取信息的基础上，利用智能化专家系统、决策支持系统，按每一地块的具体情况做出决策，准确地进行精准播种、精准施肥、精准喷洒农药、精准灌溉、精准收获等精准生产管理。精准农业是未来农业发展的方向，是实现农业可持续发展的主要途径。 1．精细农业技术思想和技术支撑 精准农业主要目的是通过获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素，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，按需实施定位调控的“处方农作”，以实现最经济、最合理的

精准农业技术

精准农业技术课程心得 第一次接触“精准农业”------这个名词，对于现在的我们，感觉还是很陌生很遥远，我们大部分是从农村来的孩子，在家务农根本就是靠我们祖先我们父母上一辈积累下的经验进行的，什么时候该浇水，浇多少水，什么时候该施肥，施多少，什么时候该除草等等，很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药、机械动力等投入的大量增加和天气状况而实现，也可以说是靠天吃饭。这个学期段老师在课堂上总会介绍关于它的一些信息，才开始了解，之后也偶尔会跟师姐们做一些田间实验，发现他们实验栽培的面积是经过测量的，种植间距和种植密度是经过计算的，施肥量施水量是要经过称量的，这对于我们可以算是比较精确的农业生产了。实验完成后你会发现一些作物的长势，产量比你在周围田边的看到的都要好得多，这也就说明了科学栽培的方法有许多好处。传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业生产过程中。 因为现在精准农业的普及还不是很广，我们在身边还未发现规模较大的一些应用，所以我们还不能亲切的感受到它的现代化，科技化。我国农业发展虽然历史悠久,经历了原始农业、传统农业、石油农业等阶段，但国内在精准农业技术的应用上尚处于起步阶段，经过段老师10个周的课程讲解，还有自己网上查了一些资料了解到一些信息，我们都知道我国是个农业大国，也是个人口大国，我们以世界百分之七的土地养活了百分之二十二的人口，这是值得我们骄傲的，我们国家领导人一直在倡导我们所谓的农业现代化，我们取得的进步大家有

目共睹，当前,我国农业发展已进入新的阶段,面临新的机遇和挑战,对农业科技的需求强烈,但是,我国传统的农业技术推广体系却存在诸多问题,我们可以发现越来越多的年轻人不喜欢呆在家务农，而喜欢到大城市去感受那种城市气息，这也就说明了就是我们满足不了当前农村发展的需要和农民的多样化需求。最近我们身边报道了许多土地污染问题，地下水污染问题很多很多，这也就直接反映了传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药加而实现。虽然农业机械化大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了土地压实、地下水及地表水污染。化肥农药过量使用等诸多问题。高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺、信息技术和人工智能术的高速发展促成了对农作物实施定位管理，根据实际需要进行变量投入等农业生产的精准管理思想，进而产生了精准农业的概念。 精准农业也称精细农业或精确农业，是20世纪80年代初发展起来的以实现农业高产、优质、高效为目的的现代农业生产模式和技术体系。它是在定位、导航的基础上，根据管理的单元的土壤特性和作物生长发育的需要，管理作物的每一个生长过程及各种农业物资的投放。最大限度地发挥土壤和作物的潜力，做到既满足作物生长发育的需要，又减少农业物资的投入，从而降低物资消耗$增加利润$保护生态环境，实现农业可持续发展。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，其核心技术是(3S)，即地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS），遥感技术（RS），其内涵主要包括精准种子技术、精准播种技术、精准平衡施肥技术、精准灌溉技术、作物动态监控技术、精

北斗精准农业解决方案

北斗精准农业解决方案 一、精准农业现状 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农业信息化，智慧化是国民经济和社会信息化的重要组成部分，是农业发展的必然阶段，是新时期农业和农村发展的一项重要任务，是实现国民生计的大事。以农业信息化带动农业现代化，对于促进国民经济和社会持续、协调发展具有重大意义。进一步加强农业信息化建设，通过信息技术改造传统农业、装备现代农业，通过信息服务实现小农户生产大市场的对接，已经成为农业发展的一项重要任务。 精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得更好经济效益和环境效益。 精准农业在我国还处于起始阶段，但精准农业的理念和技术投入应用，已经显示出很多优越性，可以省种、省工，提高水肥的利用率，增加经济收入，精准农业技术将在现代农业管理和技术上发挥重要的作用。用精准农业技术理论与原则改造传统农业，发展中国精准农业技术，是未来农业发展的重要趋势。 二、精准农业的体系结构 1．全球定位系统 精准农业广泛采用了全球定位系统用于信息获取和实施的准确定位。为了提高精度广泛采用了“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全球定位系统。 2．地理信息系统GIS 精准农业离不开GIS的技术支持，它是构成农作物精准管理空间信息数据库的有力工具，田间信息通过GIS系统予以表达和处理，是精准农业实施的重要。 3．遥感系统RS 遥感技术是精准农业田间信息获取的关键技术，为精准农业提供农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异信息的技术要求。 4、作物生产管理专家决策系统 它的核心内容是用于提供作物生长过程模拟、投入产出分析与模拟的模型库；支持作物生产管理的数据资源的数据库；作物生产管理知识、经验的集合知识库；基于数据、模型、知识库的推理程序；人机交互界面程序等。 5、田间肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信息采集处理技术设备。 6、自动农业机械驾驶技术。如带产量传感器及小区产量生成图的收获机械；自动控制精密播种、施肥、喷药机械等等。 近几年来，美国、欧洲一些技术先进的农场在精细农业方面已经进入普及规模的实施阶段。有的农场将遥测传感器装置、北斗仪器、微型计算机以及化肥、杀虫剂等全都装在拖拉

浅谈精准农业技术与应用

浅谈精准农业技术与应用 精准农业(Precision Agriculture)是综合应用现代高科技，以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。具体说，就是利用遥感(RS)、卫星定位系统(GPS或WWGPS)等技术实时获取农田每一平方米或几平方米为一个小区的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时对农业进行管理，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生趋势进行分析、模拟，为资源有效利用提供必要的空间信息。在获取上述信息的基础上，利用智能化专家系统，决策支持系统按每一块地的具体情况做出决策，准确地进行灌溉、施肥、喷洒农药等。从而最大限度地优化农业投入，在获得最佳经济效益和产量的同时，保护土地资源和生态环境。精准农业包括施肥、植物保护、精量播种、耕作和水分管理等领域。 精准农业的全部概念建筑在“时空差异”的数据采集和数据处理上，变化的因素包括：空间因素、时间因素和预测因素。空间因素反映地域变化;时间因素反映年度变化;预测因素反映预测值与实际值之间的差异。精准农业的核心是对变化因素进行精确管理，根据当时当地测定的作物实际需要确定对作物的投入。 中国慢热 由于初始投资太高，农民又认为没有节约成本，尽管农业界十分看好，精准农业却没有像十年前预计的发展那么快。比如，

精准农业体系在欧洲就没有真正进入推广阶段，在英国，几乎一半农场没有采用任何精准农业技术。 在中国推行精准农业，还存在地块太小的问题。中国农业大学教授、中国工程院院士汪懋华向《财经》记者分析，在新疆和黑龙江有大规模农业，比较适用;但其他省份以小农业为主，要推行精准农业技术，困难不小。 早在20世纪90年代，中国即开始精准农业的应用研究，先后在北京、上海、新疆、黑龙江等13个地实现了大面积示范应用。自2005年起，农业部还启动了测土配方施肥项目，并在全国2000多个县进行试点，累计投入经费近50亿元。并建成了一套“测土配方施肥专家系统”，能根据每个地块土壤、作物品种等相关信息生成肥料配方，指导当地农民购肥施用。 农业部相关数据显示，施用个性化配方肥后，各种作物产量平均提高4%—7%，节省施肥成本约30%。但普及这一系统，需要实时更新数据，因为土壤中各种元素的含量会不断变化，一次测土数据不能长期适用。 精准农业事关每一寸田地，其推广可能还要经历日求寸进的过程。目前其发展取决于：技术装备价格下降和机器是否容易安装和维护;保护性耕作是否得到广泛推广;机械燃料、肥料和服务价格所占的比重。可以效仿美国实施精准农业的经验，根据需要、经济、实用的原则进行，不必一次性有把所有的技术都全套应用。只选对的，不选贵的。

精准农业技术与应用

第一章概述 导读：精准农业是现代农业的一个重要组成部分和重要的发展方向之一，越来越受到广泛关注。精准农业也叫精细农业或精确农业，有时也被称作数字农业，通俗地讲就是综合应用现代高新科学技术、以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。精准农业的战略目标是：实现提高经济效益和保护生态环境的协调统一，遵循可持续发展原则，达到减少资源浪费、减轻环境污染、提高土地利用效率、降低农业生产成本等目的。 本章分三节，分别介绍现代农业与精准农业、精准农业基础理论、技术支撑与战略目标。 第三节现代农业与精准农业 1．1．1农业的社会发展阶段 农业是社会经济的一个重要组成部分，而且也是基础部分和最早出现的产业。“民以食为天”，所以在社会发展的最初阶段就有了农业。那时工业尚未出现。即使手工业也是在农业社会发展到一定程度后才出现的，所以那时的社会称为农业社会。考察社会经济发展的驱动力或生产要素就会发现不同的社会发展阶段，其生产要素或社会经济发展的驱动力是不同的。在农业社会，生产的发展，主要是农牧业的发展，主要靠两要素即资源与劳动力。资源是指土地资源和牲口资源。劳动力是指体力较强的人口。社会经济的发展是以拥有的资源量和劳动力的多少来决定的。 在工业社会中，生产的发展或社会经济的发展，除了依靠资源和劳动力两要素外，还增加了资金要素，所以称为“生产三要素”或经济发展“三要素”。资源除了土地资源外，还包括机器和厂房等，劳动力除了农民外，主要还包括工人。资金在工业社会中起到十分重要的作用，有了资金(本)就可以买到资源和雇佣劳动力，到了工业社会的中后期，又称为资本主义社会。在工业社会中，农业生产也受“三要素”的影响，资金在农业生产中也起到了明显的作用，有了资金也就有了土地和劳动力。 在信息社会或知识经济社会中，生产的发展或社会经济的发展，生产“三要素”是必要的保障，还主要依靠知识和科技，尤其是信息技术，科学技术成为第一生产力。 因此要发展农业生产，在农业社会主要依靠资源，尤其是土地资源和劳动力；在工业社会主要依靠资源、劳动力和资金；在知识经济或信息社会，主要靠知识和科技，尤其是靠信息技术。所以农业生产发展的驱动力，随着社会发展而变化。 当前人类社会正进入知识经济社会或信息社会，科学技术是第一生产力，发展经济或生产要靠科学技术，要靠信息。发展现代农业生产虽然仍离不开土地资源、资金和劳动力，即原来的“生产三要素”仍然是今天必不可少的保障条件，但主要还是要靠科技和信息，而不再以扩大耕地面积、增加劳动力和资金投入作为首要条件。虽然资金是非常重要的，但资金主要用于开发农业科技和信息，而不是用于开垦荒地或扩大耕地面积。劳动力也十分重要，但主要是指有知识的农民和技术人员。 把发展农业生产的驱动力重点放在依靠科技和信息，不仅是科学的、符合时代特点和当前的大趋势，而且也有利于生态环境建设和实现农业的可持续发展。 近10年来，我国无论在信息传播硬件建设，还是在农业信息平台和资源建设上都取得了较大进展(科技日报，2002)。目前，我国拥有涉农网站2600多个；国家科技攻关计划开展了“农业决策支持信息系统研究”、“农业信息化关键技术研究”，为国家宏观决策和农业科技信息传播发挥了重要作用。国家“863计划”开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”，在全国建立了20个示范区。“网络农业”、“精准农业”、“虚拟农业”等探索研究也应运而生。在农业研究信息系统、科技基础数据库、小麦一玉米连作智能决策系统、农业词表和机器翻译系统、多媒体光盘应用系统、农场管理系统、畜牧营养数据库、土肥信息管理系统、草地信息系统等方面也取得了一系列科技成果。 农业现代化是人们十分关心的问题。但对于“现代农业”的理解，众说纷纭，见仁见智。在20世纪的70年代，有人认为农业现代化就是指农业的机械化、水利化、化学化和电气化。到了90年代，有人认为农业现代化就是指生态农业、可持续农业和集约农业。《百科全书》对农业现代化的注释是：“指用现代科学技术，现代工业装备和现代管理方法改造农业的过程”。江泽民在20世纪90年代指出：“在经济发达

第六课现代精准农业及我国精准农业的发展方向

第六课、现代精准农业及我国精准农业的发展方向 2003-05-21 农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的、动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业(石油农业或机械化农业)后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段，将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产的"精准(PrecisionAgriculture)"，已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。 1、精准农业 农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术(农业生产力水平)和农业生产组织形式(农业生产关系)所决定。影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。 传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业上。通过大量高能耗工业产品(机械、化肥、农药、燃油、电力等)的投入来维持系统的产出。机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了许多问题：如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染，农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题，品种基因单一化的危害、农产品品质的下降，水土资源及能源制约等。这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时，又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式，并进行了多种探索，提出了多种解决途径，如自然农业、有机农业、生态农业，等等。90年代以来，随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展，"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。 2、精准农业的技术体系 精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新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。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。 2.1现代信息技术 精准农业从90年代开始在发达国家兴起，目前已成为一种普遍趋势，英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加"精准"。美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业，这项技术被称为"精准种植"，即通过装有卫星定位系统的装置，在农户地里采集土壤样品，取得的资料通过计算机处理，得到不同地块的养分含量，精准度可达1-3m2。技术人员据此制定配方，并输入施肥播种机械的电脑中。这种机械同样装有定位系统，操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。还可将卫星定位系统安装在联合收割机上，并配置相连的电子传感器和计算机，收割机工作时可自动记录每平方米

现代精准农业及我国精准农业的发展方向

现代精准农业及我国精准农业的发展方向 农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的、动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段，将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产的"精准（PrecisionAgriculture）"，已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。 1、精准农业 农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术（农业生产力水平）和农业生产组织形式（农业生产关系）所决定。影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。 传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业上。通过大量高能耗工业产品（机械、化肥、农药、燃油、电力等）的投入来维持系统的产出。机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了许多问题：如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染，农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题，品种基因单一化的危害、农产品品质的下降，水土资源及能源制约等。这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时，又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式，并进行了多种探索，提出了多种解决途径，如自然农业、有机农业、生态农业，等等。90年代以来，随着全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展，"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。 2、精准农业的技术体系 精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新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。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。精准农业技术体系的构成见表1。 2.1 现代信息技术 精准农业从90年代开始在发达国家兴起，目前已成为一种普遍趋势，英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加"精准"。美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业，这项技术被称为"精准种植"，即通过装有卫星定位系统的装置，在农户地里采集土壤样品，取得的资料通过计算机处理，得到不同地块的养分含量，精准度可达1-3m2。技术人员据此制定配方，并输入施肥播种机械的电脑中。这种机械同样装有定位系统，操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。还可将卫星定位系统安装在联合收割机上，并配置相连的电子传感器和计算机，收割机工作时可自动记录每平方米农作物产量、土壤湿度和养分等的精数据。 现代信息技术的特点是应用地理信息系统将土壤和作物信息资料整理分析，制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统，在此基础上，利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术，根据空间每一操作单元的具体条件，通过调整资源投入量，达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的。同时在农田经营管理决策的环节上，可根据不同情况选择"单纯获取高产"，"以适量投入，获取较好经营利润"或"减少资源消耗、保护生态环境"等多种不同优化目标。这项技术的构成包括空间定位的农作物产量信息采集技术和土壤信息定时采集技术、农田地理信息系统定时更新技术及空间定位的农业投入控制系

精准农业技术与装备

国家高技术研究发展计划（863计划） 现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目 课题申请指南 一、指南说明 精准农业是基于3S技术、决策支持技术和智能装备对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统，它充分体现了因地制宜、科学管理的思想理念，可以最大限度挖掘耕地生产潜力、实现农业生产要素高效利用，对于提高我国农业现代化水平，提升农业国际竞争力具有重大意义。 本项目针对“十一五”我国现代农业发展的战略需求，围绕进一步提升农业科技自主创新和转化应用能力、提高科技进步对农业增长的贡献率和农业资源利用效率，突破精准农业农田信息采集、智能变量农业装备、精准生产管理决策模型、精准农业集成技术等一批重大共性关键技术，构建支持我国主要大田作物、设施农业精准生产的重大技术、重大产品和重大系统原型，全面提升我国农业科技的原始创新能力；根据国际精准农业发展现状和我国农业生产的实际特点，提出我国精准农业技术框架、技术规范及评价指标体系，指导和规范我国精准农业发展；建立一批精准农业技术集成和应用示范基地，初步形成我国主要农作物和设施农业精准生产作业技术系统，提高农业综合生产能力，引领我国现代农业的发展。 此次发布的是现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目课题申请指南，拟支持7个研究课题，包括：（1）车载农田土壤信息快速获取关键技术与产品研发；（2）多平台作物生长信息快速获取关键技术与产品研发；（3）精准农业生产设计与管理决策模型技术研究；（4）农田作业机械智能导航控制技术与产品研发；（5）精准农业智能变量作业装备研究开发；（6）精准农业技术集成平台研究与开发；（7）精准作业系统构建与应用示范。 本重大项目安排国拨经费0.56亿元。 二、指南内容 课题1. 车载农田土壤信息快速采集关键技术与产品研发 研究目标：面向精准农业生产管理和精准调控需要，研究高效、实用、低成本的车载农田土壤信息快速

论遥感技术在精准农业研究中的应用

论遥感技术在精准农业研究中的应用 摘要本文首先介绍粮食安全在我国的重要性，以及在我國发展精准农业必要性的基础之上，详细探讨了遥感技术的发展现状，并从作物生长监测、作物估产两方面对遥感技术在发展精准农业中的应用进行了简单阐述。 关键词精准农业；遥感；作物估产；长势监测 前言 人类社会存在和发展的重要前提是由农业生产所提供的食物等基本生活资料。我国正面临着耕地少、水资源短缺和环境保护压力大的基本国情，因此，在遥感信息支持下的精准农业作物长势监测、估产等成为主要发展方向，其不仅可以挖掘潜力、降低成本，同时能减少农药、化肥对环境的污染，实时获取作物长势动态信息，构建估产模型对作物产量进行预估，以便得到生态效益、经济效益、社会效益的同步增长和持续发展。伴随着遥感时空监测精度以及监测成本等问题得到进一步的解决，遥感技术将更加广泛地应用于精准农业的研究当中，从而促进精准农业的进一步推广和发展[1]。 1 精准农业的内涵 农业生产是人类在地球表面进行的有生命的社会生产活动，具有时空变异性、生产分散性、灾害突发性等基本特点，人类运用常规的技术难以掌握与控制，这使得农业生产长期以来一直处于被动地位。 精准农业是利用不同技术手段获取农田内农作物的生长环境信息，实现在作物整个生产过程，对其进行精细化、准确化的农业微观经营管理的目的，它是现代农业的重要组成部分。在精准农业中，田块内的作物生长环境的空间差异及其生长状态是进行农业精准管理的关键内容[2]。 2 遥感技术发展现状 现代遥感技术是不与目标物相接触，利用不同种类的主被动探测仪器，在卫星、飞机等平台上实现记录地面目标物的电磁波特性的综合性探测技术，通过后期的处理分析，从而揭示探测物的特征性质及其变化。遥感信息作为有效的技术手段，实现了我国精准农业快速、准确、动态地获取所需空间差异参数信息。遥感技术具有的获取快速、覆盖面积大、信息量大、多平台以及多时空分辨率等特点，成为及时掌握农业资源空间分布、作物长势、农业自然性灾害等信息的有效手段，农业生产被动局面的逐步改变过程中发挥了重要的作用。 美国和欧洲国家20 世纪70 年代就开始利用卫星遥感技术建立大范围的农作物面积监测和估产系统，不仅指导农业实际生产，还成为全球粮食贸易重要的信息来源，20 世纪80 年代，我国的农业遥感处于刚起步阶段。从20 世纪90

精准农业解决方案

精准农业解决方案，让您的农机保持完美路径 “合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统是合众思壮公司推出的高端农机自动驾驶系统产品。该系统将北斗多频RTK技术与车辆自动驾驶技术相结合，通过精确测量车辆的位置、航向和姿态，控制液压系统自动调整车辆转向角度，使车辆根据用户需求严格的保持直线、设定曲线或自动规划路径行驶。“合众思壮壁虎”在大大提高农机作业效率的同时，还能够保证耕地、播种、喷洒和收割等农田重复作业的厘米级精度，降低车辆驾驶员的劳动强度，减少时间投入和燃油消耗，提高单位面积产量，为用户带来更大的收益。 导航自动驾驶系统在农业上的优势： GNSS导航自动驾驶系统将精准化作业引入了农业生产中，帮助农业实现增产，降低投入，提高农民收入，具体优势如下： 1、增加有效耕地面积 使用自动驾驶系统进行农田的起垄或播种作业，农机车辆严格的按照直线或者设定的曲线路线行驶，结合线整齐，减少了土地的浪费，增加了有效耕地面积5%以上。 2、耕种株距均匀，提高产量 使用自动驾驶系统进行农田的起垄和播种作业，种植作物株距均匀，利于作物生长、通风、以及水分和养分的吸收，能够为农作物提供最佳的生长空间，有利于提高农作物的产量。 3、无重播漏播，省时省油 使用自动驾驶系统整地、翻地和起垄作业，无论采用直线行驶还是曲线行驶，自动驾驶系统都能自动对齐作业结合线，不会出现同一块地重复作业，也不会在中间出现遗漏。即使在车速较快的情况下，仍然能够保持厘米级的作业误差。保证了最短的作业时间，最短的车辆行驶距离，从而大大节省了时间和燃油的消耗。 4、自动驾驶，新手也能驾驶自如 在未使用自动驾驶系统之前，起垄和播种作业要借助划印器的帮助，对驾驶员操作水平要求很高。使用自动驾驶系统后，驾驶员只需要负责车辆掉头和控制油门，

遥感技术在精准农业中的应用

遥感技术在精准农业中的应用 精准农业又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农业。精准农业基于农田作物和环境的空间差异性，是通过各种技术手段来获取农田内不同单元的农田信息，并由此利用变量技术来进行农田优化管理，以便实现生产过程精细化、准确化的农业经营管理系统。 在精准农业的框架下，可以根据地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草及产量等在时间与空间上的差异，来进行相适宜地耕种、施肥、灌溉、用药及收获，其目的是以合理的投入来获得最好的经济效益，并保护环境，以确保农业的可持续发展。鉴于我国及全球人口不断增长和土地资源减少的矛盾不可逆转，精准农业在减少投入、降低成本、减轻环境污染、农产品可控化、标准化和批量化等方面均有积极的作用和意义。 在精准农业中，田块内的作物状态及其生长环境的空间差异是进行农业精准管理的关键。遥感可在不同的电磁谱段内周期性地收集地表信息，已成为人们研究、识别地球和环境的主要方法。遥感信息为精准农业所需空间信息差异参数的快速、准确、动态获取提供了重要的技术手段。早期由于受分辨率、时间周期、地理、空域、气象条件、监测成本高及遥感技术发展水平等因素的限制，遥感技术在农业领域的

应用只局限于服务区域的重大决策。20世纪70年代，遥感开始进入一个，高速发展的阶段并广泛地应用于农业生产监测，在作物识别、面积估算、长势监测、旱情监测、灾害评估和作物产量估计等方面，均取得了较大的成绩，然而遥感信息在时空分辨率及所提供信息的精度和丰度还不能满足精准农业对农田信息的需求。近20年来，随着遥感技术的发展，遥感技术在精准农业领域开始发挥越来越大的作用，在指导农田灌溉、施肥、病虫害防治、杂草控制、农作物收获及灾后损失评估等方面均已有很多成功的应用。 以下将对遥感技术在精准农业领域部分应用研究进行介绍。 遥感可为精准农业提供以下两类农田与作物的空间分布信息:一类是基础信息，这种信息在作物生育期内基本没有变化或变化较少，主要包括农田基础设施、地块分布及土壤肥力状况等信息;另一类是时空动态变化信息，包括作物产量、土壤熵情、作物养分状况、病虫害的发生/发展状况、杂草的生长状况以及作物物候等信息。 一、基础信息获取 1.农田基础设施调查 主要包括农田道路、水利设施等，是农业生产和农田管理的基础保障。掌握区域农田基础设施的空间分布状况，是现代农业生产中充分发挥这些设施作用的前提。使用遥感技