基于GPS精准农业的探讨

1、 基于基于GPS精准农业的探讨精准农业的探讨目录目录 GPS概述概述 精准农业概述精准农业概述 GPS在精准农业中的主要应用在精准农业中的主要应用 存在问题存在问题 展望展望 GPS概述概述 GPS即全球定位系统（即全球定位系统（Global Positioning System）。）。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。GPS系统组成系统组成 1.空间部分空间部分-GPS卫星星座卫星星座 2.地面控制部分地面控制部分-地面监控系统

2、地面监控系统 3.用户设备部分用户设备部分-GPS信号接收机信号接收机GPS的主要特点：(1) 定位精度高定位精度高(2)观测时间短观测时间短(3) 测站间无须通视测站间无须通视 (4)可提供三维坐标可提供三维坐标(5)操作简便操作简便(6)全天候作业全天候作业(7)功能多、应用广功能多、应用广 目录目录 GPS概述概述 精准农业概述精准农业概述 GPS在精准农业中的主要应用在精准农业中的主要应用 存在问题存在问题 展望展望二二.精准农业概述精准农业概述 世界农业的发展大致历经了三个阶世界农业的发展大致历经了三个阶段：段：原始农业、传统农业、现代农业原始农业、传统农业、现代农业。信息化与现代农

3、业的结合是未来农业信息化与现代农业的结合是未来农业的发展方向。的发展方向。精准农业就是信息技术精准农业就是信息技术应用于农事管理的现代化农业技术，应用于农事管理的现代化农业技术，是当今农业发展的新潮流是当今农业发展的新潮流。它的兴起。它的兴起引起了一场真正意义的农业技术上的引起了一场真正意义的农业技术上的革命。革命。精准农业精准农业 (Precision Agriculture ) 是当今世界是当今世界农业农业发展的新发展的新潮流潮流，是由，是由信息技术信息技术支持的根据支持的根据空空间间变异变异，定位定位、定时定时、定量定量地实施一整套现代化地实施一整套现代化农事农事操作操作技术技术与与管理

4、管理的系统，其基本涵义是根据的系统，其基本涵义是根据作物作物生长的土壤性状，调节对作生长的土壤性状，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，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、优化系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最，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，取得经济效益和环境效益。用各

5、类农业资源，取得经济效益和环境效益。 精准农业由十个系精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（建立一个完善的农田地理信息系统（GIS），可以说是信息技术），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高与农业生产全面结合的一种新型

6、农业。精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代.目录目录 GPS概述概述 精准农业概述精准农业概述 GPS在精准农业中的主要应用在精准农业中的主要应用 存在问题存在问题 展望展望三、三、GPS在精准农业主要应用在精准农业主要应用 利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、 土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益 的目的。v 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主

7、要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成；中国北斗导航系统已经达到国际水平，已经应用于军事，工业，农业等现代化设备上。 这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。三、GPS在精准农业中的应用 利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、 土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，

8、节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益 的目的。GPS与精准施肥 GPS为控制施肥提供空间定位和导航支持，基于GPS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平，将微量元素与有机肥加以科学配方，做到有目的地科学施肥。GPS与精准灌溉 精确灌溉既能满足作物生长过程中对灌水时间、灌水量、灌水位置、灌水成分的精确要求，又能按照田间的每个操作单元的具体条件，精细准确地调整农业用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田间运用GPS土地参数采样器采集植物生长的环境参数，如土壤湿度、地温等，通过GPS中心控制基站利用专家系统进行植物分析，可以调控植物

9、生长环境，精确凋控节水灌溉系统。 GPS与精准喷药 运用GPS监测病虫草害是预测预报的新手段，通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像，可以收集原始数据，监测大田作物，得出田间病虫草害分布大小位置，并可以通过逐次拍摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和为害程度，以及病虫草害发展方向及流行趋势。 如要对大面积农田集中进行喷药，则可选择装有差分GPS(DGPS)的飞机。DGPS航空导航系统可以引导飞机从机场直接前往作业区，在已设计的航线和高度飞行喷洒药物，若飞机加满药物再次返回作业区时，系统还能让飞机到达上次药物喷洒停止时的准确地点，以便确保既无重复喷洒又无遗漏区域。 GPS与精准耕作 将GPS

10、,GIS和精细农业、旱作节水农业相结合，开发精细农业和田间实时导航监控相结合的地理信息管理系统，实现了田间车辆多目标监控;3.1 土壤养分分布调查土壤养分分布调查在播种之前，可用一种适用于在农田中在播种之前，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。车辆上配置有土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，样品时，GPS接收机把样品采集接收机把样品采集 点的位置精点的位置精确地测定出来，将其输入计算机，计算机依确地测定出来，将其输入计算机

11、，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出据地理信息系统将采样点标定，绘出 一幅土一幅土壤样品点位分布图。壤样品点位分布图。3.2 监测作物产量监测作物产量在联合收割机上配置计算机、产量监视器和在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作接收机，就构成了作物产量监视系统。对物产量监视系统。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接收机记录

12、下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出 一幅关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，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。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。3.3 合理施肥，精确农业管理合理施肥，精确农业管理依据农田土壤养分含量分布图，设置有依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接接收机的收机的“受控应用受控应用”的喷施器，在的喷施器，在GPS的控制下，的控制下， 依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的依据土壤养分含量分布图，

13、能够精确地给田地的各点施肥，施用的化肥种类和数量由计算机根据各点施肥，施用的化肥种类和数量由计算机根据养分含量养分含量 分布图控制。分布图控制。在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结在作物生长期的管理中，利用遥感图象并结合合GPS可绘出作物色彩变化图。利用可绘出作物色彩变化图。利用GPS定位采定位采集一定数量集一定数量 的土壤及作物样品进行分析，可以绘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制出作物生长的不同时期的土壤含量的系列分布图。图。 这样可以做到精确地对作物生长进行管理。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

14、用昂利用飞机进行播种、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，贵。合理地布设航线和准确地引导飞机， 将大大节省飞将大大节省飞机作业的费用。据国外介绍，利用差分机作业的费用。据国外介绍，利用差分GPS对飞机精密对飞机精密导航，估计会使投资导航，估计会使投资 降低降低50%。具体应用中，利用。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差分定位技术可以使飞机在喷洒化肥和除草剂时减少 横横向重叠，节省化肥和除草剂用量，避免过多的用量影响向重叠，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，农作物生长。还可以减少转弯重叠， 避免

15、浪费，节省资避免浪费，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，另外夜间植物气孔漂移损失小，另外夜间植物气孔 是张开的，更容易吸收是张开的，更容易吸收除草剂和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分除草剂和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS进进行精密导航，行精密导航， 引导农机具进行夜间喷施和田间作业，可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。以节省大量的农药和化肥。 目录目录 GPS概述概述 精准农业概述精准农业概述 GPS在精准农业中的主要应用在精准农业中的主要应用 存在问题存在问题 展望展望四四.

16、存在问题存在问题 我国对精准农业理论和实践上掌握的不够，我国对精准农业理论和实践上掌握的不够，了解相关知识的人在不多，且我国农业高分了解相关知识的人在不多，且我国农业高分 散和高强度的开发，农业面积大，各地区发散和高强度的开发，农业面积大，各地区发展水平，状况不同。主要问题主要表现在农展水平，状况不同。主要问题主要表现在农业生产设施水平不够高，农业生产操作偏向业生产设施水平不够高，农业生产操作偏向传统化，其次为农民对精准农业的认识不够，传统化，其次为农民对精准农业的认识不够，掌握专业性知识的专家缺乏实践应用的机会。掌握专业性知识的专家缺乏实践应用的机会。因此需要国家投入大量的资金来鼓励和培养因此需要国家投入大量的资金来鼓励和培养懂科学的人才，让农业的产量和效率大大提懂科学的人才，让农业的产量和效率大大提高。高。目录目录 GPS概述概述 精准农业概述精准农业概述 GPS在精准农业中的主要应用在精准农业中的主要应用 存在问题存在问题