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大学：工科大学:类名称：学号：“3S”技术在精确农业中的应用精准农业以信息技术的发展为基础，核心是地理信息系统(GIS)全局定位系统(GPS)、远程传感技术(RS)和计算机自动控制技术因此充分理解国际精确农业发展的理论基础和技术原则对于开发适合我国具体情况和国情的精确农业技术体系至关重要【关键词】:精准农业；应用3S技术农业是一个国家的基础产业，农业的发展过程随着科学技术的进步而不断变化，自20世纪90年代以来，全球定位系统GPS、geoinformation systems GIS、remote sensing RS(GPS)技术的研究和发展，农业现有技术的生产因此，“3S”技术是实现农业现代化的必要手段。第一章精确农业“精确农业”，也称为精确农业，是一个全面复杂的体系，是实现农业低消费、高效、质量、安全的重要手段，是21世纪世界农业科技革命的方向。精密农业是在地质空间和信息技术的支持下集中和信息化的农业技术，其核心技术包括地理信息系统、全球定位系统、遥感技术、计算机自动控制技术等。因此，精细农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通信和网络技术、农学、生态学、植物生理学、土壤计量学等基础学科有机地结合起来，模拟农业生产过程中作物、土壤的宏观-微观实时监测、动态空间信息系统生成、农业生产的现象，合理利用农业资源。第二章“3S”技术在精确农业中的应用通过航空航天遥感，以高空间和高光谱分辨率及时提供作物生长、水肥状况和病虫害情况的“征兆地图”(Symptom Maps)，用于诊断、决策和评价等用。如果建立航空遥感或小型卫星集团和全球数据收集网络，就可以获得实时数据。使用存储的土壤背景数据库、农田灌溉、施肥、种子等数据库和新获得的“征兆地图”进行分析、判断，形成“诊断地图”，将这些结果与GIS相结合，进行综合分析，编制投入产出估计，并提出实施计划或方案。将GPS和GIS集成系统安装在农机上，实现农田工作(如自动播种、施肥、除草、灌溉、排土和收割工作)的自动命令和控制。为了确保工作的准确性，必须建立适当的主题电子地图和广域/区域GPS差分服务网络。全球定位系统的优点是准确定位，地理信息系统的优点是管理和分析，遥感的优点是快速提供各种作物生长和指标内农业生态环境的分布信息。这些可以弥补优势，促进精准农业的发展。21 RS在精确农业中的应用遥感技术可以客观、准确、及时地提供有关作物生态环境和作物生长的各种信息。精准农业是获取现场数据的重要来源。遥感技术主要应用于微农业的以下方面：211农作物播种面积检测及估算遥感可以实时记录农作物覆盖面积数据，对农作物进行分类，并在此基础上估算各农作物的播种面积。212作物生长监测和作物产量估算遥感估算继续对作物生长、土地荒漠化和盐碱化、农业环境污染、土壤和水分损失等进行监测，在监测过程中，持续提供农业资源数字化变化和其他时间序列的图形依据，农田管理员通过遥感提供的信息，可以及时发现作物生长的问题，采取目标措施。也可以利用不同时间序列的遥感影像，掌握不同生长阶段作物的生长情况，提前预测作物产量。213利用作物生态环境监测遥感技术，可以监测土壤侵蚀面积、土壤盐碱化面积、主要分布区域和土地盐碱化变化趋势。还可以监控土壤和其他作物生态环境，帮助现场管理员采取适当的措施。214灾害遥感监测和损失评估灾害遥感监测和损失评估包括小麦、玉米、大米、棉花等农作物的产量预测和牧草产量估计。气候异常对作物生长有一定的影响。利用遥感技术，可以监测、定量评估农作物损失程度，评估农作物损失情况，然后对具体的损失情况采取再种、供水、施肥或排水等灾害恢复措施。在自然灾害监测中，对北部地区的土地沙漠化进行了监测，对黄骅海平原盐碱土进行了调查和监测，对北部冬小麦的干旱进行了监测等。215农业资源调查和动态监测农业资源调查包括土地利用现状、土壤类型、牧场、农田等农业资源的调查和结束后评价，并提供农业资源的准确数值和分布图。农林部遥感应用中心2000年建立了草地遥感监测和预警系统。该项目利用遥感技术、地理信息系统、全球定位系统等现代空间信息技术手段，构建技术先进、准确的中国草地退化、草畜动态平衡遥感监测系统。22 GIS在精确农业中的应用地理信息系统可用于农田土地数据管理、土壤查询、自然条件、作物产量和其他数据，可以轻松绘制各种农业主题图，收集、编辑、统计分析各种类型的空间数据。目前地理信息系统主要用于精密农业中的以下两个方面：221管理数据GIS技术围绕地理空间数据通过GIS管理农业空间数据，实现图形和图像等远程导航所需的各种地理空间数据，同时提供分析工具、参与分析过程、显示和输出分析结果等。222绘制作物产量分布图，记录安装GPS的新联合收割机，现场收割农作物时按一定间隔记录联合收割机的位置，同时产量测量系统随时自动告诉农作物重量，粮仓中放置的测量仪测量作物进入仓库的速度和已经流出的总量，这些结果随时显示在驾驶室显示屏上，记录在地理数据库中。利用这些资料，在地理信息系统的支持下，可以制作作物产量分布图。223农业主题图分析GIS提供的复合嵌套功能，结合不同的农业主题数据，创建新的数据集。通过分析这一点，分析出土土地上各种限制因素对农作物的相互作用和相互作用，可以找出其关系。GPS在23精确农业中的应用地球卫星定位系统被称为地球上空的24个通信卫星和地面上的接收系统，同时从多个卫星接收无线电导航信号，测量地球表面特定准确地理位置的技术体系GPS。自20世纪80、90年代以来，利用GPS的三维坐标同步测量方法，将陆地和近海的位置测绘技术扩展到了整个海洋和外层空间；从静态到动态扩展实时、准实时位置和导航，后处理扩展位置精度也越来越高。GPS接收器在精准农业中的作用包括准确定位、自动导航现场工作和测量地形波动情况。为了实现这些功能，GPS接收器与农田机器相结合，在农田机器现场工作的同时，需要精确定位、现场工作自动导航和地形起伏测量。农田机器在GPS定位系统的帮助下，可以根据不同地块的差异自动调节种子、肥料、化学药品的释放量。例如，播种机会反映了地块内部土壤结构、有机质含量、不同土壤含水量的特定位置的播种密度，反映了“精准农业”现场工作的定位特征。GPS具有准确的定位功能，因此农业机械可以将农作物所需的肥料发送到正确的位置，或者将农药喷洒到正确的位置。这不仅会增加作物产量，还会减少肥料和农药的消耗。第三章3S技术在微型农业中的综合应用GPS确定农业机械在现场工作中的准确位置，GIS处理和分析各种现场数据，结合这两者提供科学种田所需的定位和定量技术手段，执行现场工作和现场管理。例如，地理信息系统可以与GPS提供的位置数据相结合，根据地块的土壤特性和土地条件定量播种，确定播种的过失程度。在GIS和GPS的指挥下，杀虫剂喷洒器可以去病虫害发生的地方自动喷洒农药。RS和GIS将多种数据源结合起来，为构建农田基本数据库奠定了基础。农田基本数据库是农田科学管理的基础。农田机械上安装的地理信息系统可以记录作物品种、播种深度、杀虫剂类型、施肥和灌溉、收获产量等不同农田运行过程的数据，同时还可以记录现场工作时的位置和范围、灌溉量、肥料使用、农药喷洒量、喷洒部分、使用时间、当天天气条件。通过RS，我们可以获取有关作物生长情况、作物生态环境等的数据。如果把这些资料都记录在数据库里，一期就会累积成为农田基础数据库。第四章摘要可以说精准农业代表了遥感、地理信息系统和全球定位系统技术的推进而发展起来的现代农田耕作技术未来农业发展的主要方向。将3S技术应用于精确农业，主要问题：农业遥感影像解释技术的完善，提高农田工作定位精度，更新农田基本数据库，将农田机械与3S技术集成起来。参考文献：1张国权。计算机在农业中的应用。北京：中国农业出版社，2007。2号用。精密农业M。杭州：浙江大学出版社2000。3唐俊华。地球观测技术和精确农业M。北京：科学出版社2001。张英生。遥感影像信息系统。北京：科学出版社，2000。朱忠谋，现在，周期。GPS卫星测量原理及应用。北京