信息技术在农业中得应用

1、3S 技术在农业中的应用课程名称：信息技术在农业中的应用姓名：蒋红梅学号：2010507098所在院系：化学化工学院中国新疆石河子2011年 11 月3s 在农业中的应用蒋红梅摘要：随着科学技术的发展，现代农业不再是传统的农耕，科学技术已经在不知不觉中慢慢的改变我们对农业的看法，也影响着农业的发展。让农业信息化，也是我国农业的目标。3S 的应用大大提高了农业的生产。关键词：农业3S技术3S技术是全球定位系统(GPS) 、遥感 ( RS)和地理信息系统(GIS) 的集成。其具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

2、的优势，并被广泛地应用于国土、水利、交通、农业、林业、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。13s的优势及其应用3S 技术在我国农业领域的应用全球定位系统( GPS)的优势是精确定位，地理信息系统 (GIS) 的优势在于管理与分析。利用全球定位系统(GPS) 技术，配合遥感技术(RS)和地理信息系统( GIS)，可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。3S 技术的融合，能做到优势互补，在促进现代精细农业的发展中大有用武之地基于 3S 技术的精准农业可以最大限度地降低农业生产成本，实

3、现农业现代化可持续发展作用重大。有效避免资源的浪费，对11 GPS技术在农业中的应用全球定位系统(Global Positioning System GPS)是一个由覆盖全球的星系统。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24颗卫星组成的卫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。整个系统包括3个部分: 空间部分由24颗卫星组成； 地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和3 个地面控制站组成；用户设备部分即GPS信号接收机，接收机只要测4 颗卫星的距离，便可计算出自身的三维位置，实现定位。DGPS即差分全球定位系统(Diffe

4、rential差分技术使用户能够从GPS中获得Global Position System)，是在GPS的基础上利用更高的精度，从而满足高精度用户的需要。2. RS 技术在农业中的应用遥感 (Remote Sensing) ，是指不直接接触物体本身，从远处通过传感器探测和接收来自目标物体的信息( 如电场、磁场、电磁波、地震波等信息) ，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。根据遥感探测所采用的遥感平台( 搭载传感器的运载工具 ) 不同可以将遥感划分为地面遥感和航空遥感，常用的传感器有航空摄影机、红外扫描仪、 多光谱扫描仪、 微波辐射计和雷达等；也可根据传感器发射和接收

5、电磁波波段的不同将遥感划分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感3种。由于遥感技术具有采样范围大，获取信息量大、 速度快、 手段多以及采样受限条件少等诸多优势，因此在农业方面拥有广泛的应用空间。1. 2 .1遥感技术在作物长势监测和大面积估产上的应用长期以来， 作物长势遥感监测和面积估算一直是农情遥感的重点领域。作物长势遥感监测是利用遥感数据对作物的实时苗情、 环境动态和分布状况进行宏观的估测， 及时了解作物的分布概况、生长状况、 肥水行情以及病虫草害动态，便于采取各种管理措施，为作物生产管理者或管理决策者提供及时准确的数据信息平台。作物遥感监测的原理是建立在作物光谱特征基础之上，典型绿色植物光谱曲

6、线在可见光部分( 被叶绿素吸收) 有较强的吸收峰，近红外波段则呈现高反射，这些敏感波段及其组合被称为植被指数，以最常用的归一化植被指数为例，其公式可表示：NDVI= (NIR- R)/ (NIR+R) ，R为可见光敏感波段的反射率，NIR为近红外敏感波段的反射率。归一化植被指数与作物的LAI (叶面积指数) 有很好的相关性，可以有效的反映作物生长的空间信息。当前用于作物长势遥感的信息源主要来自于卫星 遥感 数 据 ，NOAA/AVHRR、Landsat/TM 、SPOT/HRV、CBERS、EOS- MODIS、Radarsat/SAR 、IKO-NOS、 QUICKBIRD、 IRS/LIS

7、S 、ERS/SAR 等卫星遥感数据都在作物长势遥感监测中发挥作用，其中 NOAA/AVHRR卫星资源具有时间分辨率高、费用低廉等优势，因此其应用最为广泛。通过样方地物光谱观测， 对 NOAA 卫星遥感资料的混合象元进行一系列技术处理， 突出玉米作物的长势信息，建立了河北省空间玉米遥感估产模式，通过 3 年的预报结果检验，误差小于 5%。在结合地面光谱、农学参数和 NOAA/AVHRR等资料的基础上建立了北疆试验区各层冬小麦种植面积估算和产量预报卫星遥感模型，并在应用过程中获得了很高的单产预报精度。1.2 2 遥感技术在农业灾害监测和预测上的应用干旱、洪涝、冻害以及作物病虫害往往会给农业生产带

8、来巨大的损失，遥感技术为监测此类灾害提供了一种全新而有效的技术手段。其中应用的主要信息源仍然是NOAA/AVHRR。旱情遥感监测主要通过对作物长势、地表温度等的监测来跟踪旱情。常用的方法有热惯量法、作物缺水指数法、 归一化植被指数法、植被指数距平法、 植被供水指数法、植被状态指数法、温度状态指数法、温度植被干旱指数法、高光谱法、微波遥感法。地面气象资料和地图，选用作物缺水指数(CWSI) 模型和热惯量模型对黄淮海平原春小麦旱情进行监测，与实测结果比较，该监测方法达到很高精度。洪涝灾害主要应用光学遥感或雷达遥感监测水面的变化，根据耕地的背景资料可以计算淹没面积，对产量的影响与淹没的作物种类、时间

9、有关。 冻害是冬小麦常见的严重自然灾害之一，冬小麦遭受冻害通常造成植被指数的降低，运用遥感技术可以实现对冻害的监测。3. GIS在农业中的应用地理信息系统(Geographic Information System， GIS) 是一种特定的空间信息系统。它是在计算机硬、 软件系统支持下，对整个或部分地球表层( 包括大气层 ) 空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、 属性数据等， 用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和

10、管理问题。GIS 在农业上应用广泛，如农业气象灾害的监测、精确农业变量施肥、 农作物病虫害管理、农田灌区灌溉管理以及农业景观格局研究等诸多方面。赵朋等设计开发了基于GIS的苹果病虫害管理信息系统；孙波等通过田间试验建立基于土壤肥力的红壤旱地和水田的平衡施肥模型， 利用组件式地理信息系统技术， 针对典型红壤丘陵区 - 江西余江县开发了县级尺度的施肥专家决策支持系统精准农业中 3S 的发展方向一是大力发展节水精准农业。二是大力发展节肥精准农业。三是借鉴国外精准农业技术理念和经验， 以智能化、 信息化技术改造和提升中小型农业机械装备，实现变量作业的功能;建立中小规模集中化、规范化的试验示范点，严格地

11、进行精确化和科学化管理，用现代化信息技术指导农业生产;研究发展适合我国国情的精准农业技术体系，创建一条符合精准农业技术理念，依靠中小型设备实现的适合中小生产规模的中国特色的精准农业发展道路适合国情的特色精准农业首先要充分利用GIS技术，在空间定位数据框架下将每个地块的土壤类型、质地、 pH 值、有机质含量和地下水平均水位等相对静态的数据，事先输入系统数据库中，构建接收各种定位动态数据的接口，为定位定量施肥灌溉准备条件。在包产到户和农业高度集约化的农区，开展以GIS 为基础、操作单位为小地块的精准农业。其次做到信息技术与现有农业机械设施相结合，精确农业生产技术，定位、定量灌溉、施肥、撒药，推动农

12、业现代化进。3 3S 技术在我国精准农业发展过程中的问题21 世纪是信息化高速发展的时代，同样精准农业的发展离不开3S技术和计算机网络的支撑， 精细农业是在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术推动下发展起来的现代农田精耕细作技术, 它代表了未来农业发展的一个主要方向。但，目前3S技术真正成功用于精准农业管理中的例子还不多，究其原因, 主要有以下3个方面： 农业遥感图像的解译技术还不完善、农田作业定位精度的不高、农田基础数据库的更新过慢以及农田机械与3S技术的集成还很不完善。随着科技和经济的高速发展，3S技术在现代精准农业的发展过程中必将会产生重要的作用，为推动精准农业的发展做出杰出的贡献。参考

13、文献13S技术在精细农业发展中的应用杨敏 1, 赵春生1,张涛 2, 燕新程1, 姚会武第25 卷第4 期河北农业大学学报2002 年 10 月2杨邦杰，王茂新，裴志远3赵 朋，刘 刚，李民赞，等.冬小麦冻害遥感监测J .农业工程学报，基于 GIS的苹果病虫害管理信息系统J.2002，18 (2)：136- 140农业工程学报， 2006，22 (12)：150- 154 .孙 波, 严 浩，施建平，等 . 基于组件式 GIS 的施肥专家决策支持系统开发和应用 J . 农业工程学报， 2006,22 (4) 75-795 3S技术在现代农业中的应用及展望郑 联寿出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而

14、中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。“能 ”，是以众议举宠为督：亲贤臣， 远小人， 此先汉所以兴隆也； 亲小人， 远贤臣， 此后汉所以倾颓也。 先帝在时，每与臣论此事， 未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。 侍中、尚书、 长史、 参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先