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3S技术在烟草生产中应用与设想内容摘要：3S技术遥感技术（Remote Sensing，简称RS）、地理信息系统(Geography Information Systems，简称GIS)和全球定位系统是数字农业和精准农业中的核心技术，3S等地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供了坚实的科学技术基础，并逐渐成为以可持续发展为目标的农业技术体系的核心技术1。目前我过将3S技术应用到农业生产中得到了很大的收获。并且在烟草中也有很大应用。如：在GIS技术建立的烟草配送系统，减少了每天出车数量，降低了配送的成本；还有在GIS技术支持下，利用气象、土壤、地形、土地利用等多源数据，可得到全烟草种植适宜区划数据；还可以，运用GPS与传统（皮尺、测绳）方法相结合对植烟地块进行实地丈量，准确地掌握了各烟站的实际落实面积情况。这些为烟草做出了一定的贡献。但是由于多方面的原因，3S技术在烟草的应用还远远不如其他农作物（如棉花）。很多“应用”还在理论阶段，这一些还待我们解决。关键词： 3S技术 遥感技术 地理信息系统 全球定位系统 数字农业 建立烟草配送系统查询烟田土壤肥力信息 应用与展望前言： 现代农业信息技术是以传感技术、通讯技术和计算机技术为主，实现农业生产活动有关的信息采集、数据处理、判译分析、存贮传输和应用为一体的集成农业技术。涉及农业数据库、管理信息系统、地理信息系统、决策支持系统、专家系统、计算机网络系统、卫星遥感系统、全球定位系统、远程通讯等技术的综合运用。1.1 信息采集技术信息采集技术是以遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、地面自动化实测技术等对农业生产过程中的各种农业信息进行实时采集。1.2 信息传输技术信息传输技术是指以通讯技术、地理信息系统技术等将采集到的各种农业信息，通过接口，高速度、高质量、准确及时、安全可靠地实时传输至农业信息系统，实现农业信息系统资料的实时更新。1.3 信息处理技术信息处理技术是指以数据处理技术、模拟模型技术、虚拟现实技术和地理信息系统技术等对农业信息按就利用目的的需求进行处理分析，给出指导农业经营和生产的有用信息，为农业发展提供咨询服务和决策支持。1.4 信息管理技术信息管理技术是以计算机网络技术为基础，充分利用数据库管理技术、地理信息系统技术对农业资料、图像和文档等信息进行统一管理，并实现信息资源共享。1.5 信息服务技术信息服务技术是以多种服务方式，将农业信息产品快速、准确地服务于用户。1.6 信息应用技术信息应用技术是根据农业生产活动和环境资源信息处理结果，利用控制技术实时确定农业生产管理控制，通过智能化的农机具及设备控制具体实施。人类从农业社会、工业社会过渡，已经历了3个时代：蒸汽时代、电汽时代和电子时代，上世纪80年代又进入了一个开放的信息时代，这个时代对农业最大的贡献是将现代信息技术在农业领域中广泛应用，利用信息技术的最新成果，全面实现对农业生产、管理、农产品加工、营销及农业科技信息和知识的获取、处理、传播和利用，以加速传统农业的改造，大幅度地提高农业生产效率，促进农业可持续稳定高效发展。包括全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、决策支持系统、数据库技术和网络技术等6大技术系统。这些系统之间技术上各有侧重，但相互渗透，没有绝然的界限，共同为农业服务。在科突飞猛进的今天，在三农问题急待解决的当今中国，3S更应得到尊重和广泛的应用。正文：，3S技术3S技术是遥感技术（Remote Sensing，简称RS）、地理信息系统(Geography Information Systems，简称GIS)和全球定位系统(Global Positioning Systems，简称GPS)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。3S技术是现代技术发展的先导，对全世界的科技进步发挥着重要作用2，3S技术常常集成为一个综合的应用系统，利用GPS进行实时定位，RS进行数据采集更新，GIS进行空间分析和综合处理3，3S集成使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段。3S既可以在工业、农业、国防、交通和环保等领域单独应用，也可以3项技术为基础，与其他高新技术(如计算机技术、网络技术和通讯技术等) 有机结合而形成新的综合技术。把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，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，便于制定决策，进行科学和政策的标准评价4。经过多年的发展，3S技术在发达国家的农业生中已经得到了广泛应用，其中尤以精准农业为代表。近年来3S在烟草中也得到很大的应用。但是还不广泛。一，GPS（全球定位系统）GPS（全球定位系统）是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能，能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。由于传统的GPS由于受军用限制，精度不高，故现广泛采用了DGPS (Differential Global Positioning System) 技术，即所谓“差分校正全球卫星定位技术” 提高精度。实际应用中，可根据不同目的可自由选择不同精度的GPS 系统。GPS具体在精准农业上用于田间作业机具的精确定位；水、肥、土等作物生长环境的空间分布的精确定位；作物长势和病、虫、草害空间分布的精确定位；作物产量分布的图精确绘制；自动导航田间作业机械，实现变量施肥、灌溉、喷药等等（5）。另外GPS还是一种可以定时与测距的空间交汇的导航系统，是美国国防部于70年代规划、80年代实施、90年代运营的卫星防御系统的一部分，具有测量和导航功能，通过接收卫星信息来给出（记录）地球上任意地点的三维坐标以及载体的运行速度，同时它还可给出准确的时间信息，具有记录地物属性的功能。它和传统监测不同的是，操作十分简单方便，只需一人携带仪器经过该地点即可，可大大提高测量的速度。2000年5月，美国取消了选择性提供政策，为水土保持行业应用GPS打下了很好的基础。需要注意的是，不同型号的 GPS，测量精度不同。二，RS（遥感技术）RS（遥感技术）是指从远距离、高空，以至外层空间平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪，通过扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质性质和运动的技术6。卫星遥感具有覆盖面大、周期性强、波谱范围广、空间分辨率高等优点，是农田信息采集的主要数据源。它是田间信息获取的关键技术，通过不同波段的反射光谱分析，对农作物长势监测和产量估算，土壤水分含量和分布、作物水分亏缺、作物养分、农作物病虫害等进行监测7。另外高光谱遥感还有以下作用：利用植被指数进行地表覆盖分析或作物长势的动态监测；对植被的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行估算；农作物长势监测；利用多时相的高光谱数据提取出光谱物征对不同植被和作物进行识别和分类；作物个体生长状况与作物叶片光谱关系的研究；遥感信息模型研究。据称自70年代以来，遥感在资源环境调查工作中已经显示出巨大的优势。遥感调查能在短时期内完成全国范围的土壤侵蚀监测，极大地提高土壤侵蚀调查的工作效率和精度。根据遥感技术和土壤侵蚀的特点，必须在野外调查与遥感图斑对比的基础上，将不同时相的遥感图片还原一致，建立统一的技术体系和技术指标，才能进行土壤侵蚀的动态监测，但现在我国在这一项上还不完善。其能完成的工作有：1，作物无损检测技术研究，2，农业遥感应用，3，生态遥感应用4，农业立体污染研究。三，GIS（地理信息系统）GIS（地理信息系统）是融计算机图形学、数据库、地理科学、信息科学和管理科学，储存和处理空间信息于一体的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据不同领域对地理信息的要求，借助其独有的空间分析和可视化表达，进行各种辅助决策10。在精准农业技术体系中GIS主要用于建立农田土地管理、土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的统计处理，图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息811还可以在土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。地理信息系统的处理对象为空间实体，它的工作过程（查询检索等）主要是通过研究实体的空间位置与空间关系来进行的，当然也可以是通过研究他们的属性来进行。它对空间数据除管理、检索外，还可进行各种运算和分析。输出形式主要是图形（各种专题图等），也可以是传统的表格、文字、数据。地理信息系统在水土保持领域已得到广泛的应用，历次的遥感调查无不利用地理信息系统来分析、综合遥感信息。国内已有多个基于ARC/INFO、MAPINFO、MAPGIS等软件平台的水土保持地理信息系统，在水土保持规划、三区划分、小流域规划设计等方面发挥着重要的作用。， GPS、GIS，在烟草上的应用现状3S技术中，作为单项的GPS、GIS技术在烟草行业中已得到某些应用。例如，GPS用于高效的智能路径规划系统12，通过GIS技术建立的烟草配送系统，减少了每天出车数量，平均降低了行车里程，降低了配送的成本；运用GPS与传统（皮尺、测绳）方法相结合对植烟地块进行实地丈量，准确地掌握了各烟站的实际落实面积情况。GIS在烟草中的应用更为令人瞩目，基于Internet+GIS+MIS，采用三层体系结构的烟草信息管理信息系统框架，将GIS技术和Web技术融入烟草行业的信息管理，实现了烟草的信息可视化、管理网络化、图文一体化，很好地实现烟草行业的资源共享问题13；云南根据烟草生长发育生态条件，确定烟草种植适宜性气候生态指标和区划原则，在GIS技术支持下，利用气象、土壤、地形、土地利用等多源数据，得到全烟草种植适宜区划数据，为烟草企业进行原料基地优选提供了科学依据14；利用GIS、模拟技术和土壤肥力改善方面的研究结果建立起一套烟草土壤肥料信息系统，可通过链指针方式，在地图上分省、县、乡多个层面查询烟田土壤肥力信息，进行优质烟叶生产的施肥推荐15，为各级烟草公司指导农户更好的进行烟草平衡施肥，指导烟草专用肥定点厂相应地进行复混肥生产和烟草专用肥的调配提供了依据。GPS、GIS相结合在烟草生产中的应用也等到了充分重视，如云南就有人就采用GPS和GIS技术对云南省玉溪市红塔区植烟土壤养分分布状况和施肥分区进行了研究，并针对每个分区土壤的特点给出了相应的烟草专用肥配方16。RS技术部门成立于2002年研究方向为农业定量遥感、农业应用遥感技术、生态遥感等。目前共有固定科研人员， 5人，流动人员20人(博士生8人，硕士生12人)。中心固定科研人员包括：刘良云博士、黄文江博士、宋晓宇硕士、李存军博士、徐新刚博士部门成立以来承担和完成了20多项国家与省部级项目，主要包括国家863、973、。，应用与展望GPS的优势是精确定位，GIS的优势是管理与分析，RS的优势是快速提供烟草生长与农业生态环境在地表的分布信息，它们可以做到优势互补，促进发展。随着3S技术的日益成熟和实用化，其具有实时或准实时获取信息、处理信息的能力，必将给烟草生产开拓一块崭新的天地。所以从3S技术的特点和烟草生产的内容分析，可以预见，3S技术将在烟草产生上得到深入、广泛的应用。（1）改变以往的烟草生产调查作业方式。烟草大部分都在比较贫穷的地方种植，它3的生产需要大量的劳动力，获取它的信息也比较困难，须投入大量的劳动力，但是，由于3S技术能快速、实时地获取地面三维信息，整个过程将以自动化作业为主，省去了以往图像繁重的校正工作及手工作图的作业方式，人工劳务介入量大大减少，作业步骤变得简单，周期缩短，成本将大大降低，能有效地提高经济效益。（2）增强对烟草病虫害及一些灾害天气监测能力。我国进行了机-星-地航空遥感试验，已实现了侧视雷达扫描图像的实时数字传输，保障了对灾害事件的全天候监测，并快速地通过通讯卫星向远距离发送17，这将为3S技术应用到烟草生产提供有效的技术支持，使在烟草生产的整个过程受到适时监测，各种相关、有用的信息得到反馈，根据数据分析系统对烟草病虫害和冰雹、雪弹子、干旱、连绵雨等的发生及时提供依据，并合理决策，能从最大程度上降低烟草的损失。（3）在烟草平衡施肥中起至关重要的作用。烟农都是比较贫穷而且知识缺乏，在生产上也走很多误区，以3S技术作为重要支撑技术，通过对各烟区土壤样品指标的测定及植烟土壤养分的空间差异分析，并对烟叶样品的分析及数据汇总，结合土壤资料，融合GPS、GIS和数据库技术，可以建立烟区植烟土壤养分数据库、土壤物理性状数据库和土壤类型空间分布数据库，为烟草分区施肥推荐、区域性烟草专用肥配方的快速决策提供科学依据。（4）为烟草种植规划和可持续发展研究提供技术支持。在传统的烟草生产区划过程中，由于没有GPS定位，没有GIS系统和RS数据，只能参照行政划分的界限，依靠人工制图，大体上规划出每年生产种植结构分布及区划图，对烟草生产的指导作用不大。21世纪的烟草种植区划技术则将基于3S等高新技术，将多种来源的气候资源信息、土壤信息、地形地貌信息和卫星遥感信息在一个平台上进行融合分析、综合应用，区划的精度将提高到一个新的水平和质量级。一个县级区划，在大比例尺基础地理数据支持下，精度可达到村级、种植地块级，突破了传统区划方法中资料以点代面，区划结果仅能够做到县级的局面。这为切实掌握各烟区的气候生态及其分布情况,对于烟草原料供应点的布局、