3s技术在农业中的应用及发展

-3S技术在农业中的应用论文类：名称：学号：地图老师：摘要：农业是以信息技术发展为基础，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新型农业技术革命，将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此，在充分理解国际精确农业发展的理论基础和技术原则的基础上，结合我国的具体情况，研究开发适合我国国情的精确农业技术体系。3S系统将信息收集、信息处理、信息应用程序集成在一起，强调信息收集和处理的高速、实时和应用的高精度、定量分析。3S系统是由三者互补组成的完整、强大的空间数据收集和处理分析系统，3S集成技术已经成为农业、生物信息管理的先进技术手段。关键字：3S技术、精确农业、遥感、信息处理正文：第一，3S技术的概念：3S是global positioning system(GPS)、geographic information system(G IS)和remote sensing(RS)的统称。空间技术、传感器技术、卫星定位和导航技术与计算机技术、通信技术相结合，是空间信息收集、处理、管理、分析、表示、传播和应用的多个领域的最新信息技术。二、3S技术在农业中的应用：“3s”技术在农作物上的应用：农作物是一个国家赖以生存的灵魂，用科学技术发展农业是未来发展的必然趋势。1.1“3s”技术在作物估算中的应用。作物估算工作的主要内容是估算作物种植面积，确定产量模型，长期遥感监测估算模式。我国作物遥感估算采用了当初由粮农组织推进的美国农业部的块面积抽样法，该方法是将统计评价山、农学评价山、气象评价山、遥感光谱评价山结合在一起的综合遥感评价山，传统统计估计法和遥感评价山结合起来，简单可行。我国遥感估算山的第二阶段是1984年国家气象局主办的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合评价山”项目，基于对冬小麦宏观地理分布的了解，建立了基于气候和生物学特性的绿色度修正值，充分研究了小麦不同生年月期间的不同绿色度特性等，然后利用相应的绿色度价值日研究了不同的估算模式，在电算妄想中进行了通信和产量计算。遥感估产的第三种方法以“85”公馆项目“重点粮食地区主要作物遥感估产”为代表，估算内容包括小麦、玉米、水稻，充分利用TM图像的多波段特性和高几何分辨率(30m)，提高农作物采花地区区域解释准确度的研究，同时利用NOAA数据提高作物面积、产量、增长1.2“3s”技术在农业监测和调查中的应用。1.2.1作物生长监测。作物在生长发育的不同阶段其内部成分、结构、外形特征等将发生一系列变化。叶面积指数是综合反映作物生长潜力个体特征和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性，通过建立遥感植被指数和叶面积指数的数学模型，可以监测作物生长情况，因此可以根据作物生长情况估计作物产量。1.2.2土壤含水量和分布监测。在植被条件和非植物条件下，热红外波段对湿气都很敏感，因此利用热红外波段遥感监测对象和工作监测土壤和植物水分非常有效。由于在不同热惯性条件下遥感光谱的差异最明显，因此，建立了热惯性和土壤水分的数学模型，可以监测土壤含水量和分布。1.2.3土壤养分分布调查。播种前，可以使用适合在农田运行的样品车，根据特定要求从农田中采集土壤样品。车辆配备了GPS接收器和计算机，计算机配置了地理信息系统软件。取样时，GPS接收器准确测量取样收集点的位置，输入计算机，计算机根据地理信息系统校准取样点，绘制土壤取样点分布图。1.2.4作物病虫害监测。利用遥感方法，可以检测病虫害对作物生长的影响，跟踪其发生情况，分析和估算灾害损失，还可以监测昆虫源的分布和活动习性。长期对农作物产量的预测都是农业系统的重要事业。随着科学技术的发展，预测方法和手段的逐步完善和提高，不仅可以更准确地估计各种作物的最终产量，还可以跟踪监测各种作物的生长情况，根据需要采取有效措施监视作物生长情况，确保当年产量的稳步增长。为了发挥和利用现代科学技术在作物监测和估算中的成果，快速、准确、经济地获取监测和估算信息，为国民经济建设和农业生产服务，虽然作物估计和监测技术和理论非常复杂，地理信息技术和数据得到的信息与传统统计部门不同。1.2.5作物产量监测。在收获机配置计算机、生产监视器、GPS接收器，就构成了作物产量监视系统。不同的农作物需要不同的显示器。例如，监视玉米产量的显示器，在玉米收获期间，显示器记录玉米的穗数和产量，GPS接收器记录了玉米收获的位置，并通过计算机最终绘制了每个土地产量的产量分布图。综合分析土壤养分含量分布图，确定影响作物产量的相关因素，进行具体的现场施肥等管理工作。1.2.6合理施肥，正确的农业管理。根据农田土壤养分含量分布图，在装有GPS接收器的“受控应用”的喷洒器的GPS控制下，根据土壤养分含量分布图，可以准确地给田地各点施肥，施用的肥料种类和数量由计算机根据养分含量分布图控制。遥感图像和GPS相结合，可以用图形表示作物颜色的变化。GPS定位法采集特定量的土壤和作物样本进行分析，可以绘制作物生长期间土壤含量的连续分布图。这可以准确地管理作物生长。总之，GPS技术将在农业领域发挥重要作用。我国应积极开展在农业中的应用研究和相关设备开发。特别是在大平原地区，利用大规模机械化生产的地区，要重视GPS技术在农田运行和管理中的应用。“3s”技术在土壤侵蚀调查中的应用：土壤侵蚀问题对农业资源和环境问题有很大影响。利用卫星遥感图像，提供了地形、坡度、岩性、植被等大量土壤侵蚀因素信息，据此，根据一般土壤侵蚀方式建立了土壤侵蚀模式，结合该地区水文观测站的泥沙输送模式，进行了土壤侵蚀因素分析和区域侵蚀系数计算，考虑了气象、水文要素与土壤侵蚀的关系。我国对山西省三江流域、沿海地区、永定河上游等进行了接连的土壤侵蚀调查。1993年，在水利部门遥感中心的组织下，对全国土壤侵蚀进行了遥感地图研究，利用TM图像对全国土壤侵蚀进行了清查，绘制了全国1: 50万(部分地区1: 25万-1: 10万)的土壤侵蚀地图，对全国土壤侵蚀因素进行了建模，采用全国水冷却、融化侵蚀为统一的分类标准此外，土壤空间信息查询包括空间位置查询和空间关系查询、特定土壤类型的空间分布位置查询、特定土壤类型或管理区域中包含的土壤类型、沿河和分布的土壤类型等。GIS具有强大的制图功能，可以为需要的各种因素(如土壤肥力、土壤等级、土壤类型、土壤利用率和一系列社会经济指标统计)创建专题地图。在可视化中，这些主题图嵌套在三维DEM上，可以直观地查看不同高程的土壤等级分布和n、p、k分布、土壤类型分布等，从而使多个主题图重叠，以获得土壤综合信息。此外，课程还利用RS的实时信息动态监控土壤空间信息，及时调整和更新各种地图。“3s”技术在精细农业中的应用：“精确农业”技术利用现代高新技术(特别是信息技术)改造传统农业，以机械化为基础整合地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)、决策支持系统(GPS)、传感技术，影响农田地区作物产量和作物生长的环境因素(如土壤肥力、含水量、苗情、苗情)DGPS在“精确农业”技术系统中的定位应用和GIS的应用开发是实施“精确农业”实践的关键技术之一。即，使用DGPS定位定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素差异的信息，在GIS中使用各种空间分析方法生成差异信息分布图，分析影响区域产量差异的原因，制定经济合理的生产决策体系，生成作物管理处方图，指导农田定位工作。高光谱遥感在精细农业中的应用主要从事以下相关工作：利用植被指数进行表面覆盖分析或作物生长动态监测；估计植物叶面积指数、生物量、总氮量、总磷量等生物物理参数。作物生长监测；利用不同阶段的高光谱数据提取光谱特性，对其他植物和作物进行识别和分类。作物个体生长与作物叶片光谱关系的研究；遥感信息模型研究。“3s”技术在农业气象服务中的应用：农业气象服务系统是在GIS和RS平台上开发的农业气象和遥感应用于一个业务运营系统。它整合了农业气象服务对城市“篮子、米包”服务的研究成果；建立了遥感、地球科学、气象、农业、社会经济统计等基础数据库。建立适应农业发展新需要的服务产品。将GIS分析功能应用于洪水灾害监测、灾害损失评估、资源合理配置等，以获得更好的服务效果。建立了以下解析模型：GPS在精细农业应用中的应用：智能农机作业动态定位、农业信息采样和遥感信息定位是可能的。GPS用于地震监测系统、气象学、渔业、放牧、狩猎等领域，为GPS的普及创造了华丽的世界3、精细农业“3S”整体整合在精确农业中，简单地使用GPS、RS、GIS中的一种技术往往不能满足综合项目的需要，并且不能提供在精确农业实施过程中所需的地面测量、存储管理、信息处理和分析模拟的综合能力。为此，需要将RS、GIS和GPS有机地结合起来，形成统一的信息收集、信息处理、信息应用技术系统，这是充分利用每个技术特性的空间技术应用体系，被称为“3S”集成技术，这是一个逐渐实践性和应用性比较强的新领域。在“3S”集成技术中，RS是GIS的重要数据源和强大的数据更新手段，GIS是空间数据管理、分析的有效技术，可以为RS提供多种有用的辅助信息和分析手段，而GPS可以获取和定位在RS和GIS集成系统中处理的空间数据的精确空间坐标，将GIS的相关数据作为一个数据源提供，这三者将发展为不可分割的整体，相互渗透，相互补充。四、3S技术的未来发展前景：3S技术的发展还可以在未来开发以下项目：西南地区土地资源、土地利用(特别是耕地)动态监测数据库(系统)、农业布局、产量数据库、森林、草原数据库及其信息服务和决策支持系统；西南稻、小麦估算、主要地区荒漠化监测分析；长江上游洪水、东部干旱和贡嘎山植被、冰川动态变化监测；土地详细调查、变更制度；三峡地区生态环境与持续发展决策支持信息系统土地管理信息系统建设；参与国家基本资源环境信息分析决策系统建设等。通过这些项目的开发和应用，可以提供将农业发展引向新水平的广阔道路，因此，人类需要不断深入研究和探索，为农业的未来服务。5、摘要：在本学期学习后，我学到了很多3S技术和精准农业，虽然我是农业电气化的一个学生，但仍然有很大的好处，现在3S技术越来越普及和商业化，精准农业是继现代农业之后的必然，随着我国3S技术的成熟，以后一定会实现精准农业，从我们的角度来看，我们将通过3S技术分析和总结农业生产，区域分布提供的信息，以便生产农业并且根据当地条件提高农业生产效率