3S技术集成在精细农业中的应用

3S技术集成在精细农业中的应用

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摘要：本文分别论述了3S技术中遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用，并总结了它们综合应用给精细农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在精细农业上的不足和缺陷。

关键词：3S技术；精细农业；GPS；RS；GIS

1引言

我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”[1]指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。

精细农业的发展受到3S技术的推动作用。由于民用3S技术的迅猛发展和成本的降低，3S技术在精细农业示范应用中预示着良好的发展前景。在3S技术支持下的精细农业具有技术性强，定量化，定位化的特点，代表了未来农业的发展方向。本文就简单谈谈3S技术在精细农业中的应用。

2 3S技术分别在精细农业上的应用

2.1 遥感（RS）在精细农业中的作用

众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。

利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，

从而得到各种不同作物的种植面积和种植结构。

在农作物的生长过程中，可以通过遥感图像分析它的长势征兆。通过不同阶段的作物图像，可以得到作物是否健康，生长是否遵循自然规律等等，以便及时施肥、灌溉、喷洒农药、预防灾害的发生；当作物即将成熟时期，还可以应用遥感图像获取得到它的产量。另外，气象遥感可以提供天气预报，比如降水量等信息。这些信息如果及时反馈给农民，使农民“对症下药”，相信今后的农业生产将不再是“靠天收”了。

与之同时，遥感技术还可以发现作物受到的自然灾害和人为破坏。比如，预测农作物是否会遭受病虫害；发现有无化学污水排入灌溉区；当作物遭受洪水袭击后，可以分析得到受灾面积和损坏状况等。针对这些信息提前采取相应的措施，从而就能把损失降到最低程度。

2.2 全球定位系统（GPS）在精细农业中的应用

GPS在农业上的应用主要是精确定位。传统中国农业耕作，都需要大量的人力来完成。从耕牛到铁牛，虽然是个大变革，但是离完全实现自动化还有很大距离。有了GPS加上电子地图的使用，可以实现自动化耕作机械的导航，播种精确定位，测得农田的微地形变化等。比如，GPS接收机用于灌溉系统时，可以精确把水或肥料适量送给需要的作物，既不产生浪费，也避免了肥料过多产生的危害。因此，GPS的应用给农民田间手工耕作的历史画上了句号，节约了大量的劳动力，为实现农业自动化奠定了基础。

2.3 地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用

GIS可以比喻为精细农业的大脑，精细农业的技术核心是地理信息系统。地理信息系统最主要的特点是强大的空间分析功能，所以，应用GIS对农业生产的全过程进行分析管理及优化，如土地类型，灌溉系统，化肥农药用量等；并对农作物的生长状况做横行和纵向的分析；还可以根据各地社会经济得到销售信息等等。

利用GIS技术绘制产量分布图。据说[2]，安装GPS导航仪的新型联合收割机，每个一定时间记录收割机的位置，同时计量系统随时自动称出农作物的重量，自动记录这些信息，并存于地理数据库中，可以绘制农作物的产量分布图。

利用GIS技术绘制农业专题图。根据专题图，可以分析全国作物分布情况，分析不同农作物的产量状况等。并可以通过与土地类型图叠加分析得出某一地区适合种哪种类型的作物，分析土壤的盐碱度等等，对于我们合理的规划和指导农业生产有着积极的意义。

3 3S技术在精细农业中的综合应用

3S技术中遥感技术可以实时或准实时地获取目标的语义或非语义信息[3]，

特点是大面积同步观测，全球定位系统有实时精确获取目标的空间位置的作用，两者均为地理数据源，就如同两只眼睛获取农业生产数据；而地理信息系统像大脑是3S技术中最重要最核心的技术，用于综合分析，科学管理，动态存取这些数据[3]，并指导数据的合理应用。三者优势互补，是发展精细农业的好方法。

先通过RS影像进行耕作前的土壤的调查，调查土壤的盐碱度、土壤中的化学成分、水分、温度等，然后应用GIS进行进一步的综合的定量分析，确定适宜种植何种农作物；在作物生长的过程中实现自动化机械GPS导航，播种，除草，施肥，灌溉，喷洒农药都可以做到精确定位，避免浪费节约资源；与此同时，利用RS分析农作物的生长状况，估算面积和长势等可以及时地了解农作物的生长状况，并预防病虫害的发生并且及时的采取必要的措施减少损失，利用GIS 管理分析这些数据，建立农田基础数据库，并作出耕作方案和行动计划。这一系列的高科技的应用使农民坐在家中就可以控制和管理所有劳作，是我国精细农业的发展趋势，也是人类农业的发展趋势。

4 3S技术在精细农业应用中面临的问题和不足之处

首先，利用全球定位系统GPS进行导航定位，如果要追求高精度就要损失一定的时效性，反之，要保证时效性就必然要降低一定的精度，二者犹如鱼和熊掌，不可兼得。因此，GPS定位精度和时效同时满足精细定位的要求是个关键问题。

其次，要真正实现全部室内作业，农民需要每隔3—5天得到一张农田地区高分辨率遥感图片。这需要很高的成本，目前还不能做到平民化。对于广大中国农民，可能在短时间内还难以掌握先进的影像判读技术，也难以接受如此高的投入。因此，低成本的遥感图像和智能化提取农作物征兆信息的突破对提高农业田间科学管理具有十分重要的意义。

再次，GIS的分析功能虽然强大，但是要求有精确实时的数据源。复杂的数据使分析有时不能顺应市场的要求。我国耕地分布广泛，数据获取和更新是个瓶颈问题。农业生产原则上要根据市场的供求来指导和调整，但是由于GIS分析不可能考虑所有的影响方面，加上市场有很多不定因素，农业生产目前还不能完全接受GIS指导。

5 总结

3S技术在精细农业上的应用是农业发展的趋势之一，自动化的生产节省了大量人力物力。面对技术存在的问题和不足，我们应该结合实际问题努力研究，克服困难，把成熟的3S技术引入农业生产，并依据农业信息采集系统和专家系统，使农机自动完成各种工作，降低成本，避免浪费，减少污染，真正实现绿色农业。

参考文献

[1] 秦其明. “3S”技术在精细农业发展中的应用研究.中国农业资源与区划,第

21卷第6期.

[2] 梅安新.遥感导论.北京:高等教育出版社

[3] 宁津生.测绘学概论.武汉:武汉大学出版

3s技术及其应用

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为什么能进行遥远的感知呢？因为地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故。 物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性

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遥感探测范围由大到小的是 A.宇宙飞船 B.人造卫星 C.宇宙飞船 D.人造卫星飞机人造卫星飞机高空气球高空气球飞机高空气球飞机B

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关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1.3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分

3S技术的应用

3S技术的应用 1、遥感技术在关于气候变化、臭氧耗损监测及土地覆被监测、预测等影响地球生命支撑,系统的全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。卫星遥感技术在气象上的应用是目前遥感技术应用最成功、效益最显著的领域之一。美国用于整个业务气象卫星系统的费用每年6000万美元，而由于台风监测成功减少的损失就可达20亿美元。 海洋是水圈中最主要的水体，面积约为地球表面的70．8％。遥感在海洋调查中显示了它独特的大范围、多时相、高分辨率的特点，在河口泥沙规律研究、海水监测、海温监测、海况监测、海洋初级生产力及渔场监测、海洋污染监测等方面已发挥了重要作用，对空间规模宏大和时间变化迅速的厄尔尼诺效应、黑潮、赤潮、墨西哥湾流等的监测已取得较好的效果。 植被是地球环境中的重要组成部分，是反映地球环境的最好标志，也是遥感图像反映的最直接信息。植物又是动物包括人类赖以生存的基础，由于人口增加、超载过牧、不合理的开垦利用已造成水土流失，沙化和荒漠化土地不断扩大。因此对植被进行宏观监测不仅具有现实意义，也具有深远的历史意义，它关系到我们留给子孙后代将是什么样的地球。目前利用NOAA气象卫星AVHRR遥感数据通道1和通道2计算出的归一化差植被指数可以很 好地反映植被的生物量状况，植被生物量越高，植被指数值也越高。 地理信息处理软件已能进行多时相、多数据源的融合分析，可以对全球的环境演变进 行动态的监测，借助于高速计算机和专家系统的支持，通过多时相的遥感图像就能对过去历史过程进行近似的再现与模拟，温故知新，对未来的环境演变进程进行仿真模拟预测。环境演变的周期绵长，一旦环境失衡，很难复原，同时，造成的灾难也是致命的，因此监测环境的演变、模拟环境演变带来的后果，预警环境灾难的发生，防祸于未然具有非常现实的意义，3s技术在该领域的应用已体现了它的强大功能和实际价值。 2、RS+GPS在区域环境治理中的应用 RS+GPS所获得的遥感图像和数据，是极其重要的信息源。不仅为掌握区域的环境状况提供高精度的定位数据，还可实现环境状况的多时相信息及形象的图像图形显示。而GIS强大的对空间数据的综合处理能力，又可将RS+GPS所获得的海量的地理信息，从定量、动态和机制等方面进行综合集成，实现了图形、图像处理系统完全合一(统一的数据结构)，可为解决具体问题提供有力的技术支持。借助地理信息系统手段建立区域环境的空间变化模型，具有

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3S技术在农业中应用

3s技术在农业中的应用 3S技术农业 "3S"技术及其农业应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被称为"3S"技术."3S"综合技术的最新发展是"3S"技术集成,集成反映了空间信息系统从数据获取到数据处理到信息生成的全过程,"3S"集成也就是要解决该过程的全自动化问题,使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段."3S"技术引入农业研究和实践,可有效地管理具有空间属性的各种农业资源信息,对农业管理和实践模式进行分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价;能有效地对多时期的农业资源及生产活动变化进行动态监测和分析比较;可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高农业生产效率和效益. 农业资源监测评估"3S"技术可以为农业资源监测评估提供帮助.RS/GPS系统能快速准确地获取研究区域内农业资源的遥感图像及空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息,经判读解译、图像分类处理提取专题信息,利用RS/GIS强大的图形分析与制作功能,编绘出所需的各种资源要素的图件,据此可进行多种专题图的叠加分析.同时,利用RS可以对农业资源质和量的变化进行动态的监测,及时更新农业资源数据库,通过GIS的空间数据管理、分析功能和资源分析、评价模型,即可对具有时空变化特点的农业资源进行存量和价值量的测算,实现资源现状、潜力和质量评估. 农业区划"3S"获得的资源分布、土地利用、空间社会经济差异等信息,具有综合性、同源性、宏观性及动态性,GIS数据库管理功能为这些数据的总汇提供支持并能够对其中的空间或非空间信息进行高效的处理,使农业区划工作者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律,为区划提供丰富而有效的信息. 土地资源与土地利用研究土地资源与土地利用研究是GIS应用最广的领域,因此早期地理信息系统也叫做土地信息系统,土地信息系统涉及土地利用、开发、整治和保护的各个环节.在GIS支持下,能方便地完成距离与面积量测、空间查询、缓冲区分析.GIS能对地理信息进行动态描述,构建土地利用管理过程中系统要素格局的变化和发展、未来土地资源状态及社会环境状态的演变进行动态的模拟和预测,保证利用管理的策略及目标优化. 作物长势监测与估产作物长势监测是一个动态过程,分析RS影像信息,就能够反映出宏观植被生长发育的节律特征.在实践中,结合相关资料,判读解译RS影像信息,在GIS中对各种数据信息进行信息提取、空间分析,识别作物类型,分析作物生长过程中自身的态势和生长环境的变化,统计量算出其播种面积,也可以发挥GIS系统的模型功能,构建出不同条件下作物生长模型和估产模式,把能反映产量的因素引入模型中,估算大面积作物的产量. 农业灾害预警及应急反应借助于RS的动态监测,利用GIS系统,可以应用于诸如洪涝灾、旱灾、水土污染和作物病虫害等农业灾害的预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等,为防灾、抗灾、救灾的预警及应急措施及时提供准确的决策信息.通过GIS 的分析处理,可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延区图,为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据. 农业环境监测通过建立农业资源环境空间数据库,管理、分析和处理海量的环境数据,进行农业环境因子的相关性分析;通过建立若干环境污染模型,模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势;通过GIS的空间分析,找出造成农业环境污染的原因;通过GIS空间制图功能,提供多种形象、直观的环境状况信息表达方式. 农业基础性生产资料管理与合理利用以土壤肥料为例,土壤肥料是保证农业增产的重要生产资料.GIS空间数据管理与分析技术可以帮助农业、环境、化工、农资、农技推广等部门了解我国土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化,进行区域性化肥合理规划和调配.GIS技术也可以应用于种子调配、农药调配等其他农业基础性生产资料上.

3S技术及其应用结课论文

3S技术及其应用结课论文 3S技术在隧道中的应用；1.前言；1.绪论；地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广；以GIS为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术；2.国内外研究现状；从20世纪70年代起，国内开始将遥感技术以用在工；二.3S 技术的应用；1.GPS的应用；GPS作为新一代卫星导航与定位系统,具有全球性、；用基础研究、新领域的开拓、软硬件开发等方面取得了；在地铁建设中3S技术在隧道中的应用 1.前言 1.绪论 地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广,是城市中最最重要的基础设施之一。因此,地铁的规划设计施工显得尤为重要,需要不断引人新技术、新方法和新工艺,以期科学、高效、低耗地建设地铁。 以G I S为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术的发展成熟,其强大的空间数据处理分析和表达能力可以为工程的勘测、设计和施工提供各种有用的信息,并有力地促进勘测、设计和施工水平的不断提高。今天,3S技术已走出实验室,正在发展成为直接为规划设计等领域服务的一种高新技术。目前,3S技术已不同程度地应用于地铁建设,取得了良好的经济效益和社会效益,展现了无可比拟的优越性和巨大潜力。本文介绍了3S技术在地铁(隧道)工程中的应用情况、应用特点和应用前景,论述了部分相关技术。 2.国内外研究现状 从20世纪70年代起，国内开始将遥感技术以用在工程领域。1976年京广线南岭隧道(长6.06 km)开始使用卫片和航片进行地质判释，即利用卫片判释，查明岩溶发育受到阻碍；1976---1981年完成洛阳黄河水下铁路隧道(长15．86 km)地质遥感判释；1984年完成大秦线军都山隧道(长8．46 km)遥感判释；1986年在京广线大瑶山隧道(长14．295 km)遥感判释，并进行航空遥感试验；1992年完成南昆线米花岭隧道(长9．392 km)地质遥感判释；1998年完成内昆线新寨隧道(长4．409 km)和闸上隧道(长4．068 km)遥感判释；2000年完成渝怀线金洞隧道(长9．105 km)遥感判释。另外，还对宜万线8座长大复杂岩溶隧道进行了遥感判释。近年，还相继在西安一安康线秦岭隧道(长18．448 km)、朔黄线长梁山隧道、京九线孟良

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3S技术及其发展与应用 一、3S的概念及基本知识 "3S"技术是英文遥感技术（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。 "遥感"，顾名思义，就是遥远的感知。地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式-电磁波早已经被人们所认识和利用。人们发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 遥感技术的实际操作虽然很复杂，但其结果在我们每个人的生活中，天天都能用到！您也许每天都收看电视台的"天气预报"吧，"天气预报"中所播放的"卫星气象云图"就是由"气象卫星"拍摄的"云"的图像。气象观测只不过是遥感技术众多应用的一个领域。 地理信息系统技术（GIS）,信息总量中有85%的信息是与地理位置有关的信息。与地理位置有关的信息，就叫地理信息。这样的信息相当广泛，如耕地的分布、林地的分布、城镇的分布、楼房等建筑物的分布、道路、河流、海岸、人口、医院、学校、企事业单位、管线、派出所、商店、井位、门牌、电闸、水表、开关等等，只要能用"位置"去描述的东西，都属于"地理信息"，遥感所提取的信息也全部包含在地理信息之中。 全球定位系统（GPS）,一种系统，由处于2万公里高度的6个轨道平面中的24颗卫星组成。此系统用于在任何时间，向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息，或给用户提供其邻近者的这种信息。 我们知道，一张像片是没有坐标的，而像片上的信息，特别是遥感图像上的信息，是需要定出位置的，只有 "有位置的信息"，才能成为地理信息。那么怎样来给遥感像片确定位置呢？有一种方便、快捷的手段，就是"全球卫星"定位系统。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。只需其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。您在确定位置时，仅需要一台像手机大小的"卫星定位仪"就可以了。 二、3S技术的应用及发展 随着3S技术的不断发展，将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S'’一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础，将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来，构成一个强大的技术体系，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。下面将举例说明。 1、精准农业与3S的应用 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．是近年来国际上农业科学研究的热点领域，实际上是主要应用3S技术，还有作物生产管理辅助决策支持系统和智能化农业机械装备技术，在定位采集地块信息的基础上，根据各地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌水、用药，其目的是以合理的投入获得最好的经济效益，并保护环境，确保农业可持续发展．通俗地说：精准农业就是利用RS作宏观控制；

3s技术在农业领域的应用

3S技术在农业领域的应用 摘要：简要说明“3S”技术的定义，以及在农业领域的应用。重点介绍了“3S”技术在作物估产和监测、土壤侵蚀调查、农业气象服务应用、土地资源调查、精准农业中的应用，并指出了其不足之处。 关键字：3S技术，农业，地理信息系统，遥感，全球定位系统 农业是国民经济的基础，而我国人口多，耕地少，利用占全球耕地面积7%的土地，养活占世界1/5 的人口。随着人口的持续增长，经济的发展和城市化进程的加快，耕地面积会越来越少。因此，提高农业效率，提高耕地的单位面积产量成了摆在我们面前的一个现实问题。 生产实践的需要是推动科技进步的根本动力，任何一门技术的发展都是生产实践需要和人的智力相结合的产物。而3S技术，即全球定位系统(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术和遥感(RS)技术，能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统，提供规划、设计、施工、管理和决策使用，使得现代农业脱离了原来落后的技术，也为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。 1.3S技术 3S技术是全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）的统称。全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，它由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成，可同时测定目标三维坐标，应用范围非常广泛；它的优势就如它定义中提到的是精确定位。遥感(RS)技术是通过遥感平台上搭载的传感器，来探测地表物体反射的电磁波和其发射的电磁波，并按照一定的规律转换为图像，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体；它的优势在于信息的收集，在土地资源调查与检测、作物估产、农作物生长状况及其生态环境的检测及草原调查与检测等领域发挥作用。地理信息系统简称GIS，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它的优势在于管理和分析。3S技术将三种技术融合，并将其综合利用。3S技术有快速高效的数据获取能力、强大的空间数据处理分析能力和直观生动的地图数据表达显示能力，在空间信息采集、处理和应用中具有较大的优势，并被广泛地应用于国土、水利、交通、农业、军事和旅游等领域，推动各领域技术发展并取得了巨大的经济效益和社会效益。其在农业方面的应用领域包括：农作物估产和监测、土壤侵蚀调查、精准农业、农业气象服务、遥感制图与土地资源调查等。 2.3S技术在农业上的应用 2.1作物估产和产量监测 通过对遥感卫星获得的影像进行判读解译、图像分类处理以提取专题信息，及时更新GIS数据库，对农业资源质和量的变化进行动态的监测，使得管理者可以及时发现作物生长出现的问题，采取针对措施进行田间管理如施肥、喷施农药等。管理者还可以根据不同时间段同一地区的遥感图像，了解不同生长阶段中作物的长势，提前预测农作物的产量。热红外波段对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不

3S技术集成在精细农业中的应用

3S技术集成在精细农业中的应用 姓名 学号 摘要：本文分别论述了3S技术中遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用，并总结了它们综合应用给精细农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在精细农业上的不足和缺陷。 关键词：3S技术；精细农业；GPS；RS；GIS 1引言 我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”[1]指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。 精细农业的发展受到3S技术的推动作用。由于民用3S技术的迅猛发展和成本的降低，3S技术在精细农业示范应用中预示着良好的发展前景。在3S技术支持下的精细农业具有技术性强，定量化，定位化的特点，代表了未来农业的发展方向。本文就简单谈谈3S技术在精细农业中的应用。 2 3S技术分别在精细农业上的应用 2.1 遥感（RS）在精细农业中的作用 众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。 利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，

3s技术在农业上的应用资料

3s技术在农业上的应 用

论3S在农业 摘要：本文主要阐述了何为“3S”，以及“3S”技术在农业领域的应用，并简单的论述了“3S”的未来。 关键词：“3S”技术、农业、RS、GlS、GPS 一，“3S”技术： “3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。 3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 1.GPS应用于精准农业中，可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界。 2.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时也刺激了与GIS技术相关的重要领域的发展。GIS是与人类的生存、发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，受到人们愈来愈大的重视，将成为“数字地球”的基础。GIS在精准农业中用于组织、分析、显示区域内各种数据；在GIS平台下，形成作物分布图；在农田信息采集系统方面的应用。应用GIS采集产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量和作物农情等信息。此外，GIS还广泛用于资源调查、环境评估、区域发展/城市规划、地籍管理、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 3.RS是不通过直接接触物体而获得信息的技术。随空间技术、传感器与数字图像处理技术的发展而快速发展。近年来，以航空遥感和卫星遥感技术为代表的现代遥感技术，已逐步实现动态、快速、准确及时地提供多种观测数据。由于遥感所具有的观测范围大、采集信息量大、获取信息速度快的特点，正广泛应用于灾害动态监测、农作物估产、资源勘探、土地规划与利用、城市规划、环境监测、气象预报、地质矿产、水文、城市建设与管理、测绘、军事、国土资源等领域，深入到很多学科，成为获取地球表面多层次、多视角、多方位信息的重要手段，对经济和社会发展有很重要的作用。 二，“3S”集成技术在农业领域中的应用： 1.“3S”技术在农作物估产和监测中的应用： 农作物估产和监测对国家及时了解农作物产量，制定粮食进出口政策和价格至关重要。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。 作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感

3S技术与应用复习资料

RS部分 1、遥感的分类方法很多，主要有以下几种： 按遥感平台分–地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感； 按传感器的探测波段分–紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感； 按工作方式分–主动遥感和被动遥感、成像遥感和非成像遥感； 按传感器成像原理和所获取图像性质不同分类分类 - 摄影机成像、扫描成像、雷达成像； 按遥感的应用领域分–资源遥感、气象遥感、环境遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感。 2、黑体：是一个理想体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任 何的反射与透射。也就是说，黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0。 普朗克热辐射定律： 斯忒藩-玻耳兹曼定律： 维恩位移定律：随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方 向移动。 3、大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收、散射，而透 过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口的光谱段主要有： 可摄影窗口（0.3 - 1.3μm），紫外线、可见光、近红外波段，摄影成像的最佳波段； 近红外窗口（1.5 - 2.5μm），近红外、中红外波段，白天日照条件好时扫描成像的常用波段； 中红外窗口（3 - 5μm），中红外波段，反射+地物自身热辐射；

远红外窗口（8 - 14μm），又叫热红外窗口，远红外波段，注意为热辐射能量，适于夜间成像； 微波窗口（0.8 – 2.5cm），微波波段，主动遥感，全天候观测。 4、传感器：是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统 的核心。 一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。 5、摄影像片的解译标志： 直接判读标志 - 能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，包括遥感摄影像片上的形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等； 间接判读标志 - 能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征。 遥感扫描影像的判读：应遵循“先图外、后图内，先整体，后局部，勤对比，多分析”的原则。 解译标志的可变性和局限性。 6、热红外遥感图像阴影：是像片上阳光被地物遮挡产生的影子，在像片上 表现为地物背光面形成的深色或黑色的色调，包括本影及落影。 热阴影：由于温差的存在，在光照消失之后，热图像上的阴影并没马上消失而仍然存在，这种阴影称热阴影。与地物本身热特性差异有关。 7、水的热图像:水体白天为暗色调，夜晚为浅色调。 8、水系:一个流域范围内整个地表水网的总称，是主流、支流和更小的支沟 等多级水流(水道)组合体。 一个地区的水系特征，是该地区岩性、构造和地貌形态所决定，是地质解译中最重要的解译标志之一。 水系类型的影响因素：岩性；构造；新构造运动；岩石抗蚀能力、透水性、可溶性、成层性；气候；地形相对高差、坡度、侵蚀基准面；植被分布； 人工改造等。 1、遥感：广义泛指一切无接触的远距离探测；狭义指从远处通过探测仪器 接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。 2、遥感技术系统：是一个从地面到空中直至空间；从信息收集，存储，传 输处理到分析判读，应用的完整技术系统。 3、遥感的特性：大面积的同步观测；时效性；数据的综合性和可比性；经 济性；局限性。 4、遥感平台：是装载传感器的运载工具。 5、电磁辐射：这种电磁能量的传递过程，包括辐射、吸收、反射和透射， 称为电磁辐射。

3s技术在农业中的应用及发展

3s技术在农业中的应用及 发展 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

3S技术在农业中的应 用论文 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 摘要： 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,将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。3S 系统将信息获取、信息处理、信息应用集结于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 一、3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 二、3S技术在农业中的应用： 1.“3S”技术在农作物中的应用： 农作物是一个国家赖以生存的灵魂，以科学技术发展农业是未来发展的必然趋势。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。

作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高几何分辨率” （30m），在农作物套作区进行了提高面积解译精度的研究，同时结合利用NOAA数据，对作物面积、单产和长势变化等进行了估计。 1.2“3S”技术在农业监测和调查的应用。 1.2.1农作物长势监测。作物在生长发育的不同阶段，其内部成分、结构和外部形态特征等都会存在一系列的变化。叶面积指数是综合反映作物长势的个体特征与群体特征的综合指数。遥感具有周期性获取目标电磁波谱的特点，通过建立遥感植被指数和叶面积指数的数学模型，就可监测作物长势，进而根据作物长势能够估测作物产量。 1.2.2土壤水分含量和分布监测。在植被条件和非植被条件下，热红外波段都对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同热惯量条件下，遥感波谱间的差异性表现最明显，所以通过建立热惯量与土壤水分间的数学模型，就能够监测土壤水分含量和分布状况。 1.2.3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

3s技术在农业上的应用

论3S在农业 摘要：本文主要阐述了何为“3S”，以及“3S”技术在农业领域的应用，并简单的论述了“3S”的未来。 关键词：“3S”技术、农业、RS、GlS、GPS 一，“3S”技术： “3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 1.GPS应用于精准农业中，可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界。 2.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时也刺激了与GIS技术相关的重要领域的发展。GIS是与人类的生存、发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，受到人们愈来愈大的重视，将成为“数字地球”的基础。GIS在精准农业中用于组织、分析、显示区域内各种数据；在GIS平台下，形成作物分布图；在农田信息采集系统方面的应用。应用GIS采集产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量和作物农情等信息。此外，GIS还广泛用于资源调查、环境评估、区域发展/城市规划、地籍管理、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 3.RS是不通过直接接触物体而获得信息的技术。随空间技术、传感器与数字图像处理技术的发展而快速发展。近年来，以航空遥感和卫星遥感技术为代表的现代遥感技术，已逐步实现动态、快速、准确及时地提供多种观测数据。由于遥感所具有的观测范围大、采集信息量大、获取信息速度快的特点，正广泛应用于灾害动态监测、农作物估产、资源勘探、土地规划与利用、城市规划、环境监测、气象预报、地质矿产、水文、城市建设与管理、测绘、军事、国土资源等领域，深入到很多学科，成为获取地球表面多层次、多视角、多方位信息的重要手段，对经济和社会发展有很重要的作用。 二，“3S”集成技术在农业领域中的应用： 1.“3S”技术在农作物估产和监测中的应用： 农作物估产和监测对国家及时了解农作物产量，制定粮食进出口政策和价格至关重要。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。 作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段

人教版地理高二选修7第六章第一节 3S技术的集成及其应用C卷(练习)

人教版地理高二选修7第六章第一节 3S技术的集成及其应用C卷（练习） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共14题；共38分) 1. （4分） (2016高二上·绍兴期中) 云杉（亚寒带代表性针叶树种）分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化，用恢复历史植物分布的方法，得到距今 2.1万年（图甲）、距今5千年（图乙）和距今5百年（图丙）北美洲云杉主要分布区图。完成下列问题。 （1）云杉主要分布区北界的移动，反映了（） A . 甲到丙时期北美气温持续上升 B . 乙到丙时期北美气温略有下降 C . 甲到丙时期太阳辐射持续增强 D . 乙到丙时期北美沿岸暖流加强 （2）运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图，其研究过程是（） ①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库 ②运用GPS对野外采样点进行空间定位 ③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据 A . ①②③ B . ①③② C . ③②① D . ②①③ 【考点】 2. （2分）下图表示广东省某地理事物的分布（其中数字表示该事物的个数）。

该事物的名称和得出此图结果所采用的地理信息技术分别是（） A . 肯德基店 GIS B . 蔗糖厂 GIS C . 发电厂 RS D . 公共汽车站 GPS 【考点】 3. （2分） 2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心成功将第二颗北斗导航送入预定轨道。结合下图回答：北斗卫星导航系统的用途是（） ①为用户提供实时的空间位置 ②为交通运输的调度指挥提供移动数据 ③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策 ④为用户提供各种分类信息的查询 A . ①② B . ①③ C . ①④ D . ②④

3S技术在精细农业中的应用实例分析

计算机在农业中的应用论文 ——3S技术在精细农业中的应用实例 学院：工学院 班级: 姓名: 学号:

“3S”技术在精细农业中的应用实例 【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将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上结合我国具体情况研究发展适合我国国情的精准农业技术体系关 【关键字】：精细农业；3S技术；应用 众所周知，农业是一个国家的基本产业，并且农业的发展历程是伴随着科学技术的进步而不断变化的,二十世纪九十年代以来,随着3S(全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感RS)技术的研究和发展,使农业原有技术生产体系与现代信息技术相结合形成一种新型先进农业技术体系—精准农业(Precision Agriculture或Precision Farming),它将人类农业的发展带入了数字和信息时代,成为合理利用农业资源、提高农作物产量、降低生产成本、改善生态环境的主要农业生产形式。故“3S”技术是实现农业现代化的必要手段。 第一章精细农业 “精细农业”又称精确农业,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。精细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，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。所以,精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、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。 第二章“3S”技术在精准农业中的应用 主要表现为借助航空与航天遥感,以高空间和高光谱分辨率,及时提供农作物长势、水肥状况和病虫害情况的“征兆图”(Symptom Maps)供诊断、决策和估产等使用。通过与航空遥感或小卫星群建立全球数据采集网,可获取实时数据。利