3S在精准农业上的应用
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摘要：3S技术近年来迅速发展，在农业领域也有很大的应用价值。本文简要阐述了3S技术的组成及原理，主要介绍了3S在精准农业上的具体应用，并结合3S在精准农业上的应用实例，评估了3S在精准农业上的应用前景。
关键词：3S 精准农业应用前景
社会的需求推动着技术的发展和进步，3S技术是在解决人类重大问题中发展起来的，是科技进步的产物。3S技术是中国科学家按照全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）的英文缩写字尾均有一个S,而这三者关系日趋紧密结合，而构成的一个对地观测、处理、分析、制图系统[1]。基本思想是利用RS提供最新的图像信息，利用GPS提供图像信息中的”骨架”位置信息，利用GIS为图像处理、分析应用提供技术手段[2]。随着计算机、环境和空间科学的发展，3S技术由于其在管理空间数据方面的强大功能和处理资源与环境可持续发展问题上的突出能力，被广泛地应用于各行各业，有着广阔的应用前景和强大的生命力。3S技术是近年来空间信息科学发展的重要方向，也是国家高新技术研究重点之一，在农业上有极大的应用价值，其领域包括：作物估产、动植物长势监测、气象和病虫害预报、精细施肥、灌溉以及农业综合发展的动态仿真模型等[3]。
精准农业建设是3S技术在农业方面的典型应用。精准农业(Precision Agriculture, Precision Farming, Precision Crop Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作，是利用遥感系统采集农业生产全厂各时段资料，和作物水分监测、作物营养状况监测、农作物病虫害监测等；用全球卫星定位系统采集部分农田信息（入土壤养分等），并为农用机具提供实时的位置信息，指导精准作业；应用地理信息系统将已有的土壤和作物信息资料整理分析，作为属性数据，并与矢量化地图数据一起制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统。在此基础上结合决策支持系统、专家系统以及计算机自动控制技术等，达到“以适量投入，获取较好经营利润”、“减少资源消耗，保护生态环境”等多种不同优化目标。精准农业的具体思想如图所示[4]。
精准农业系统基本思想示意图
一、3S技术在精准农业中的应用
在精准农业中，单纯地运用 GPS 、RS 与 GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把 RS、GIS和GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为 3S集成技术。在 3S集成技术中，RS是 GIS的一个重要数据源和强有力的数据更新手段，GIS作为一种空间数据管理和分析的有效技术，可以为 RS提供各种有用的辅助信息和分析手段，而 GPS 则为 RS 和 GIS 综合系统中处理的空间数据获得准确的空间坐标提供了获取和定位手段，并且可以作为一个数据源为 GIS 提供相关数据，三者已发展成为不可分割的整体，相互渗透相互补充。 RS 与GIS 集成技术在农田利用管理、农业灾害监测、农田产量估算、土壤水分和养分监测等领域；GPS 和 GIS 集成技术的研究领域包括农田灌溉、变量施肥和喷药以及农机田间作业管理等方面。 RS、GIS和 GPS的集成技术真正将农业空间信息的精确采集和利用变成了现实。
二、3S技术在精准农业中的具体应用
（一）、GIS在精准农业中的应用
GIS作为精细农业中整个系统的承载运作平台和基础，起着大脑和神经中枢的作用，最大的优点是能够很快地将各种专题要素地图组合在一起，产生新的地图。作为农田空间数据库的管理系统，GIS 用于农田土地数据管理，查询土壤自然条件作物苗情和作物产量等数据，也能采集、编辑、统计、分析不同类型的空间数据，绘制作物产量分布图[5]。
（二）、GPS 在精准农业中的应用
GPS 在精准农业中主要应用于以下 3 个方面: ①智能化农业机械作业的动态定位,即根据管理信息系统发出的指令,实施田间播种、施肥、灌溉、排水、喷药和收获的精确定位；
②农业信息采集样点定位, 即在农田设置的数据采集点、自动或人工数据采集点和环境监测点均需GPS 定位数据, 以便形成数字信息存贮与共享；③遥感信息GPS 定位,即对遥感信息中的特征点用GPS采集定位数据。以便于与GIS配套应用[6]。1993- 1994 年,美国在阿华达州的两个农场开展了精准农业试验,利用GPS 技术指导变量施肥,结果产量比传统均衡施肥提高30%。这一试验减少了化肥用量,大大提高了经济效益, 使得 GPS 在精准农业实践中得到迅速推广。到 1996年,北美约有 19%的 300 km 以上的规模化农场使用GPS。德国在近几年研制的联合收割机上100%装有GPS。在我国, 1992 年北京市在顺义地区 1. 5万 km 范围内开展了利用GPS 导航喷洒农药防治小麦蚜虫的示范研究, 经过3a攻关,在指导大面积防治小麦蚜虫上获得成功,实践表明, 利用卫星导航飞机防治小麦蚜虫,无漏喷、重喷现象,农药雾滴均匀, 灭蚜达到90%以上[7] 。
（三）、RS 在精准农业中的应用
RS 技术主要通过车载或人造卫星装载的传感器获取即时田间数据,通过多波段的反射
光谱分析可得到农田小区内作物的生长环境、作物状态因子、环境胁迫因子数量化的确切信息,了解地块内土壤和作物的空间变异情况进行管理决策。在小麦及水稻估产、农田病虫害监测、作物种类识别、田间墒情诊断、田间作物养分(N、P、K)监测、大面积作物种植结构规划等众多领域显示了强大的应用潜力。2001 年,国家农业信息工程技术研究中心联合中国科学院遥感应用研究所利用OMIS 和 PHI在北京小汤山精细农业示范基地进行了农业遥感试验,验证了高光谱在农田信息提取中的巨大前景。美国奥克拉浩玛州大学研制了从遥感数据生成施肥处方的优化算法[8]。
三、 3S技术在精准农业中的发展方向[9]
一是实施精准灌溉、施肥,提高水资源和化肥的利用率。我国是个贫水国家,又是水资源浪费严重的国家,农田灌溉水的有效利用率只有45%,而先进国家达50%～70%。因此提高田间水分利用率是我国农业资源利用的重要方向。我国的化肥利用率也相当低,仅为 30%～ 40%, 氮肥损失率高达70%～80%,浪费十分严重,还造成环境污染。实施精准农业,根据田间土壤养分的变异,精确施肥,将会大大节省肥的用量,减少投入。二是加强基础资料数据库建设。做好精准农业资料收集、信息格式标准化工作,充分利用多年来建立的一些数据资料, 实现数据资料的共享,建立以农业地理信息为平台的农业生产管理数据库。三是开发合适的农业管理决策支持系统。精准农业管理决策支持系统是精准农业的大脑,好的决策支持系统能够获得最大的经济效益和最小的环境污染。四是加强网络农业信息服务平台的开发。不断开发以互联网为平台的网络化信息管理系统,从而实现资源,数据共享。五是在精准农业思想中引入精准家禽饲养和精准草原维护的理念。
四、精准农业技术应用前景
实施精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。因而精准农业技术被认为是21世纪农业科技发展的前沿，是科技含量最高、集成综合性最强的现代农业生产管理技术之一[10]。它的应用实践和快速发展将使人类充分挖掘农田最大的生产潜力、合理利用水肥资源、减少环境污染、大幅度提高农产品产量和品质成为可能。实施精准农业也是解决我国农业由传统农业向现代农业发展过程中所面临的确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题的有效方式。
目前国际上精准农业技术的推广处于徘徊期，普遍推广的还是一些单项技术，如精确定位下的精准播种、精准喷药等。澳大利亚精准农业中心的研究人员对基于产量变异、土壤养分变异的变量施肥技术的效果进行研究后的结论是：变量施肥并没有导致增产，只是降低了施肥量。从不同作物看，甜菜、烟草、甘蔗等品质要求高对施肥比较敏感的作物，变量施肥效果较好。从资料显示看，目前的精准农业技术体系的增产作用不够明显，一是所能考虑的农田变异的空间尺度太大（1hm2以上），基于这种采样间距的精准农业技术体系不仅在中国没有多大推广前景，在美国、加拿大、澳大利亚等西方国家也难以推广。二是支持精准农业
实施的决策支持系统还没有完善。以目前的变量施肥决策为例，主要是基于土壤养分测定数据和产量图，对于作物本身性状如吸肥特性、叶面积指数和干物质积累的空间变化等未进行考虑，这是由于目前的精准农业研究者大多是土壤肥料学科方面的，农艺学家参与得不多。我国的作物栽培学在世界上来讲拥有最系统的学科体系，研究水平可以说是世界领先，栽培学家的主动参与将使精准农业的增产增质节本效果在我国显示出来。
目前精准农业技术体系碰到的困难，主要是由于基础研究不足，推广有些超前造成的，一些理论依据不是特别充分和量化的技术，如单纯基于土壤网络采样和目标产量的变量施肥技术，被不适当地过分重视和推广。一个信息获取，一个可靠的决策支持系统是目前精准农业研究的两个主要难点，也是未来至少10年内精准农业研究的主要内容和突破口。
参考文献：
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[2] 冯仲科，于新晓.”3S”技术及其应用.中国农林，2000 258
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定位技术在精准农业中的应用 学院：水利与建筑 班级：工程管理1404 姓名：徐田文 学号：A13140654
定位技术在精准农业中的应用 徐田文 （东北农业大学水利与建筑学院工程管理1404 徐田文 A13140654） [摘要] GPS在现代精准农业中具有核心地位，为精准农业提供实时高效准确的点位信息，为农机作业提供高效导航信息，没有GPS定位系统，现代精准农业也就无从谈起。随着精准农业向着更加精准的方向发展， GPS定位系统将会得到更加普遍的应用，将在现代化农业中起到愈加主导的作用。 [关键词] GPS 精准农业应用 1.GPS简介及其定位原理 1.1 GPS定义 利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 1.2 GPS发展 GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的
巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。 为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km 高度的全球定位网计划，并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。 最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。 GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。 1.3 GPS原理及方法 1.3.1原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合
3S技术在农业中的应用摘要： 3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业, 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息系统(G IS)技术和遥感( RS)技术, 能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。随着技术的发展，单纯地运用GPS、RS与GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。 论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。
关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1.3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)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。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分
精准农业技术课程心得 第一次接触“精准农业”------这个名词，对于现在的我们，感觉还是很陌生很遥远，我们大部分是从农村来的孩子，在家务农根本就是靠我们祖先我们父母上一辈积累下的经验进行的，什么时候该浇水，浇多少水，什么时候该施肥，施多少，什么时候该除草等等，很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药、机械动力等投入的大量增加和天气状况而实现，也可以说是靠天吃饭。这个学期段老师在课堂上总会介绍关于它的一些信息，才开始了解，之后也偶尔会跟师姐们做一些田间实验，发现他们实验栽培的面积是经过测量的，种植间距和种植密度是经过计算的，施肥量施水量是要经过称量的，这对于我们可以算是比较精确的农业生产了。实验完成后你会发现一些作物的长势，产量比你在周围田边的看到的都要好得多，这也就说明了科学栽培的方法有许多好处。传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业生产过程中。 因为现在精准农业的普及还不是很广，我们在身边还未发现规模较大的一些应用，所以我们还不能亲切的感受到它的现代化，科技化。我国农业发展虽然历史悠久,经历了原始农业、传统农业、石油农业等阶段，但国内在精准农业技术的应用上尚处于起步阶段，经过段老师10个周的课程讲解，还有自己网上查了一些资料了解到一些信息，我们都知道我国是个农业大国，也是个人口大国，我们以世界百分之七的土地养活了百分之二十二的人口，这是值得我们骄傲的，我们国家领导人一直在倡导我们所谓的农业现代化，我们取得的进步大家有
目共睹，当前,我国农业发展已进入新的阶段,面临新的机遇和挑战,对农业科技的需求强烈,但是,我国传统的农业技术推广体系却存在诸多问题,我们可以发现越来越多的年轻人不喜欢呆在家务农，而喜欢到大城市去感受那种城市气息，这也就说明了就是我们满足不了当前农村发展的需要和农民的多样化需求。最近我们身边报道了许多土地污染问题，地下水污染问题很多很多，这也就直接反映了传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药加而实现。虽然农业机械化大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了土地压实、地下水及地表水污染。化肥农药过量使用等诸多问题。高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺、信息技术和人工智能术的高速发展促成了对农作物实施定位管理，根据实际需要进行变量投入等农业生产的精准管理思想，进而产生了精准农业的概念。 精准农业也称精细农业或精确农业，是20世纪80年代初发展起来的以实现农业高产、优质、高效为目的的现代农业生产模式和技术体系。它是在定位、导航的基础上，根据管理的单元的土壤特性和作物生长发育的需要，管理作物的每一个生长过程及各种农业物资的投放。最大限度地发挥土壤和作物的潜力，做到既满足作物生长发育的需要，又减少农业物资的投入，从而降低物资消耗$增加利润$保护生态环境，实现农业可持续发展。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，其核心技术是(3S)，即地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS），遥感技术（RS），其内涵主要包括精准种子技术、精准播种技术、精准平衡施肥技术、精准灌溉技术、作物动态监控技术、精
第一课、精准农业的概念 精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，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，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，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，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。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、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。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（GIS），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产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代，是21世纪农业的重要发展方向。 精准农业的发展历史 海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。1993-1994年，精准农业技术思想首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。结果用GPS指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30%左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。精准农业的试验成功，使得其技术思想得到了广泛发展。 近五年来，世界上每年都举办相当规模的“国际精细农作学术研讨会”和有关装备技术产品展览会，已有上千篇关于精细农作的专题学术报告和研究成果见诸于重要国际学术会议或专业刊物。在万维网上设有多个专题网址，可及时检索到有关精细农作研究的最新信息。美、英、澳、加、德等国的一些著名大学相继设立了精细农作研究中心，开设了有关博士、硕士的培训课程。在发达国家，精细农作技术体系已实验应用于小麦、玉米、大豆、甜菜和土豆的生产管理上。1995年美国约有5%的作物面积不同程度的应用了精细农作技术，近年来又有了更为迅速的发展。在美、加、澳、欧等国，精准农业的实验研究以涉及小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。不仅发达国家对精细农作的技术实践非常重视，巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范应用。 精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此专门立项对有关发展战略进行研究，经过由美国科学院、美国工程院院士组织评估，于1997年发表了一份“Precision Agriculture in the 21st Century---Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究报告，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精准农业”技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。精准农业在美国、英国等发达国家已经形成为一种高新技术与农业生产结合的产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。 目前，适应精准农业技术体系应用的DGPS装置，GIS适用平台及农作物资源空间信息数据库管理软件，作物生产决策支持模拟模型，带DGPS接收机小区产量传感器和产量分
3s技术在农业中的应用 3S技术农业 "3S"技术及其农业应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被称为"3S"技术."3S"综合技术的最新发展是"3S"技术集成,集成反映了空间信息系统从数据获取到数据处理到信息生成的全过程,"3S"集成也就是要解决该过程的全自动化问题,使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段."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,对农业管理和实践模式进行分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价;能有效地对多时期的农业资源及生产活动变化进行动态监测和分析比较;可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高农业生产效率和效益. 农业资源监测评估"3S"技术可以为农业资源监测评估提供帮助.RS/GPS系统能快速准确地获取研究区域内农业资源的遥感图像及空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息,经判读解译、图像分类处理提取专题信息,利用RS/GIS强大的图形分析与制作功能,编绘出所需的各种资源要素的图件,据此可进行多种专题图的叠加分析.同时,利用RS可以对农业资源质和量的变化进行动态的监测,及时更新农业资源数据库,通过GIS的空间数据管理、分析功能和资源分析、评价模型,即可对具有时空变化特点的农业资源进行存量和价值量的测算,实现资源现状、潜力和质量评估. 农业区划"3S"获得的资源分布、土地利用、空间社会经济差异等信息,具有综合性、同源性、宏观性及动态性,GIS数据库管理功能为这些数据的总汇提供支持并能够对其中的空间或非空间信息进行高效的处理,使农业区划工作者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律,为区划提供丰富而有效的信息. 土地资源与土地利用研究土地资源与土地利用研究是GIS应用最广的领域,因此早期地理信息系统也叫做土地信息系统,土地信息系统涉及土地利用、开发、整治和保护的各个环节.在GIS支持下,能方便地完成距离与面积量测、空间查询、缓冲区分析.GIS能对地理信息进行动态描述,构建土地利用管理过程中系统要素格局的变化和发展、未来土地资源状态及社会环境状态的演变进行动态的模拟和预测,保证利用管理的策略及目标优化. 作物长势监测与估产作物长势监测是一个动态过程,分析RS影像信息,就能够反映出宏观植被生长发育的节律特征.在实践中,结合相关资料,判读解译RS影像信息,在GIS中对各种数据信息进行信息提取、空间分析,识别作物类型,分析作物生长过程中自身的态势和生长环境的变化,统计量算出其播种面积,也可以发挥GIS系统的模型功能,构建出不同条件下作物生长模型和估产模式,把能反映产量的因素引入模型中,估算大面积作物的产量. 农业灾害预警及应急反应借助于RS的动态监测,利用GIS系统,可以应用于诸如洪涝灾、旱灾、水土污染和作物病虫害等农业灾害的预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等,为防灾、抗灾、救灾的预警及应急措施及时提供准确的决策信息.通过GIS 的分析处理,可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延区图,为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据. 农业环境监测通过建立农业资源环境空间数据库,管理、分析和处理海量的环境数据,进行农业环境因子的相关性分析;通过建立若干环境污染模型,模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势;通过GIS的空间分析,找出造成农业环境污染的原因;通过GIS空间制图功能,提供多种形象、直观的环境状况信息表达方式. 农业基础性生产资料管理与合理利用以土壤肥料为例,土壤肥料是保证农业增产的重要生产资料.GIS空间数据管理与分析技术可以帮助农业、环境、化工、农资、农技推广等部门了解我国土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化,进行区域性化肥合理规划和调配.GIS技术也可以应用于种子调配、农药调配等其他农业基础性生产资料上.
浅谈精准农业技术与应用 精准农业(Precision Agriculture)是综合应用现代高科技，以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。具体说，就是利用遥感(RS)、卫星定位系统(GPS或WWGPS)等技术实时获取农田每一平方米或几平方米为一个小区的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时对农业进行管理，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生趋势进行分析、模拟，为资源有效利用提供必要的空间信息。在获取上述信息的基础上，利用智能化专家系统，决策支持系统按每一块地的具体情况做出决策，准确地进行灌溉、施肥、喷洒农药等。从而最大限度地优化农业投入，在获得最佳经济效益和产量的同时，保护土地资源和生态环境。精准农业包括施肥、植物保护、精量播种、耕作和水分管理等领域。 精准农业的全部概念建筑在“时空差异”的数据采集和数据处理上，变化的因素包括：空间因素、时间因素和预测因素。空间因素反映地域变化;时间因素反映年度变化;预测因素反映预测值与实际值之间的差异。精准农业的核心是对变化因素进行精确管理，根据当时当地测定的作物实际需要确定对作物的投入。 中国慢热 由于初始投资太高，农民又认为没有节约成本，尽管农业界十分看好，精准农业却没有像十年前预计的发展那么快。比如，
精准农业体系在欧洲就没有真正进入推广阶段，在英国，几乎一半农场没有采用任何精准农业技术。 在中国推行精准农业，还存在地块太小的问题。中国农业大学教授、中国工程院院士汪懋华向《财经》记者分析，在新疆和黑龙江有大规模农业，比较适用;但其他省份以小农业为主，要推行精准农业技术，困难不小。 早在20世纪90年代，中国即开始精准农业的应用研究，先后在北京、上海、新疆、黑龙江等13个地实现了大面积示范应用。自2005年起，农业部还启动了测土配方施肥项目，并在全国2000多个县进行试点，累计投入经费近50亿元。并建成了一套“测土配方施肥专家系统”，能根据每个地块土壤、作物品种等相关信息生成肥料配方，指导当地农民购肥施用。 农业部相关数据显示，施用个性化配方肥后，各种作物产量平均提高4%—7%，节省施肥成本约30%。但普及这一系统，需要实时更新数据，因为土壤中各种元素的含量会不断变化，一次测土数据不能长期适用。 精准农业事关每一寸田地，其推广可能还要经历日求寸进的过程。目前其发展取决于：技术装备价格下降和机器是否容易安装和维护;保护性耕作是否得到广泛推广;机械燃料、肥料和服务价格所占的比重。可以效仿美国实施精准农业的经验，根据需要、经济、实用的原则进行，不必一次性有把所有的技术都全套应用。只选对的，不选贵的。
3S技术在农业中的应用 摘要： 3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业, 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息系统(G IS)技术和遥感( RS)技术, 能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。随着技术的发展，单纯地运用 GPS、RS与 GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。
论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。 关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1. 3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)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。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一
第一章概述 导读：精准农业是现代农业的一个重要组成部分和重要的发展方向之一，越来越受到广泛关注。精准农业也叫精细农业或精确农业，有时也被称作数字农业，通俗地讲就是综合应用现代高新科学技术、以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。精准农业的战略目标是：实现提高经济效益和保护生态环境的协调统一，遵循可持续发展原则，达到减少资源浪费、减轻环境污染、提高土地利用效率、降低农业生产成本等目的。 本章分三节，分别介绍现代农业与精准农业、精准农业基础理论、技术支撑与战略目标。 第三节现代农业与精准农业 1．1．1农业的社会发展阶段 农业是社会经济的一个重要组成部分，而且也是基础部分和最早出现的产业。“民以食为天”，所以在社会发展的最初阶段就有了农业。那时工业尚未出现。即使手工业也是在农业社会发展到一定程度后才出现的，所以那时的社会称为农业社会。考察社会经济发展的驱动力或生产要素就会发现不同的社会发展阶段，其生产要素或社会经济发展的驱动力是不同的。在农业社会，生产的发展，主要是农牧业的发展，主要靠两要素即资源与劳动力。资源是指土地资源和牲口资源。劳动力是指体力较强的人口。社会经济的发展是以拥有的资源量和劳动力的多少来决定的。 在工业社会中，生产的发展或社会经济的发展，除了依靠资源和劳动力两要素外，还增加了资金要素，所以称为“生产三要素”或经济发展“三要素”。资源除了土地资源外，还包括机器和厂房等，劳动力除了农民外，主要还包括工人。资金在工业社会中起到十分重要的作用，有了资金(本)就可以买到资源和雇佣劳动力，到了工业社会的中后期，又称为资本主义社会。在工业社会中，农业生产也受“三要素”的影响，资金在农业生产中也起到了明显的作用，有了资金也就有了土地和劳动力。 在信息社会或知识经济社会中，生产的发展或社会经济的发展，生产“三要素”是必要的保障，还主要依靠知识和科技，尤其是信息技术，科学技术成为第一生产力。 因此要发展农业生产，在农业社会主要依靠资源，尤其是土地资源和劳动力；在工业社会主要依靠资源、劳动力和资金；在知识经济或信息社会，主要靠知识和科技，尤其是靠信息技术。所以农业生产发展的驱动力，随着社会发展而变化。 当前人类社会正进入知识经济社会或信息社会，科学技术是第一生产力，发展经济或生产要靠科学技术，要靠信息。发展现代农业生产虽然仍离不开土地资源、资金和劳动力，即原来的“生产三要素”仍然是今天必不可少的保障条件，但主要还是要靠科技和信息，而不再以扩大耕地面积、增加劳动力和资金投入作为首要条件。虽然资金是非常重要的，但资金主要用于开发农业科技和信息，而不是用于开垦荒地或扩大耕地面积。劳动力也十分重要，但主要是指有知识的农民和技术人员。 把发展农业生产的驱动力重点放在依靠科技和信息，不仅是科学的、符合时代特点和当前的大趋势，而且也有利于生态环境建设和实现农业的可持续发展。 近10年来，我国无论在信息传播硬件建设，还是在农业信息平台和资源建设上都取得了较大进展(科技日报，2002)。目前，我国拥有涉农网站2600多个；国家科技攻关计划开展了“农业决策支持信息系统研究”、“农业信息化关键技术研究”，为国家宏观决策和农业科技信息传播发挥了重要作用。国家“863计划”开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”，在全国建立了20个示范区。“网络农业”、“精准农业”、“虚拟农业”等探索研究也应运而生。在农业研究信息系统、科技基础数据库、小麦一玉米连作智能决策系统、农业词表和机器翻译系统、多媒体光盘应用系统、农场管理系统、畜牧营养数据库、土肥信息管理系统、草地信息系统等方面也取得了一系列科技成果。 农业现代化是人们十分关心的问题。但对于“现代农业”的理解，众说纷纭，见仁见智。在20世纪的70年代，有人认为农业现代化就是指农业的机械化、水利化、化学化和电气化。到了90年代，有人认为农业现代化就是指生态农业、可持续农业和集约农业。《百科全书》对农业现代化的注释是：“指用现代科学技术，现代工业装备和现代管理方法改造农业的过程”。江泽民在20世纪90年代指出：“在经济发达
3S技术在农业领域的应用 摘要：简要说明“3S”技术的定义，以及在农业领域的应用。重点介绍了“3S”技术在作物估产和监测、土壤侵蚀调查、农业气象服务应用、土地资源调查、精准农业中的应用，并指出了其不足之处。 关键字：3S技术，农业，地理信息系统，遥感，全球定位系统 农业是国民经济的基础，而我国人口多，耕地少，利用占全球耕地面积7%的土地，养活占世界1/5 的人口。随着人口的持续增长，经济的发展和城市化进程的加快，耕地面积会越来越少。因此，提高农业效率，提高耕地的单位面积产量成了摆在我们面前的一个现实问题。 生产实践的需要是推动科技进步的根本动力，任何一门技术的发展都是生产实践需要和人的智力相结合的产物。而3S技术，即全球定位系统(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术和遥感(RS)技术，能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统，提供规划、设计、施工、管理和决策使用，使得现代农业脱离了原来落后的技术，也为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。 1.3S技术 3S技术是全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）的统称。全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，它由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成，可同时测定目标三维坐标，应用范围非常广泛；它的优势就如它定义中提到的是精确定位。遥感(RS)技术是通过遥感平台上搭载的传感器，来探测地表物体反射的电磁波和其发射的电磁波，并按照一定的规律转换为图像，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体；它的优势在于信息的收集，在土地资源调查与检测、作物估产、农作物生长状况及其生态环境的检测及草原调查与检测等领域发挥作用。地理信息系统简称GIS，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它的优势在于管理和分析。3S技术将三种技术融合，并将其综合利用。3S技术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的优势，并被广泛地应用于国土、水利、交通、农业、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。其在农业方面的应用领域包括：农作物估产和监测、土壤侵蚀调查、精准农业、农业气象服务、遥感制图与土地资源调查等。 2.3S技术在农业上的应用 2.1作物估产和产量监测 通过对遥感卫星获得的影像进行判读解译、图像分类处理以提取专题信息，及时更新GIS数据库，对农业资源质和量的变化进行动态的监测，使得管理者可以及时发现作物生长出现的问题，采取针对措施进行田间管理如施肥、喷施农药等。管理者还可以根据不同时间段同一地区的遥感图像，了解不同生长阶段中作物的长势，提前预测农作物的产量。热红外波段对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不
国家高技术研究发展计划（863计划） 现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目 课题申请指南 一、指南说明 精准农业是基于3S技术、决策支持技术和智能装备对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统，它充分体现了因地制宜、科学管理的思想理念，可以最大限度挖掘耕地生产潜力、实现农业生产要素高效利用，对于提高我国农业现代化水平，提升农业国际竞争力具有重大意义。 本项目针对“十一五”我国现代农业发展的战略需求，围绕进一步提升农业科技自主创新和转化应用能力、提高科技进步对农业增长的贡献率和农业资源利用效率，突破精准农业农田信息采集、智能变量农业装备、精准生产管理决策模型、精准农业集成技术等一批重大共性关键技术，构建支持我国主要大田作物、设施农业精准生产的重大技术、重大产品和重大系统原型，全面提升我国农业科技的原始创新能力；根据国际精准农业发展现状和我国农业生产的实际特点，提出我国精准农业技术框架、技术规范及评价指标体系，指导和规范我国精准农业发展；建立一批精准农业技术集成和应用示范基地，初步形成我国主要农作物和设施农业精准生产作业技术系统，提高农业综合生产能力，引领我国现代农业的发展。 此次发布的是现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目课题申请指南，拟支持7个研究课题，包括：（1）车载农田土壤信息快速获取关键技术与产品研发；（2）多平台作物生长信息快速获取关键技术与产品研发；（3）精准农业生产设计与管理决策模型技术研究；（4）农田作业机械智能导航控制技术与产品研发；（5）精准农业智能变量作业装备研究开发；（6）精准农业技术集成平台研究与开发；（7）精准作业系统构建与应用示范。 本重大项目安排国拨经费0.56亿元。 二、指南内容 课题1. 车载农田土壤信息快速采集关键技术与产品研发 研究目标：面向精准农业生产管理和精准调控需要，研究高效、实用、低成本的车载农田土壤信息快速
3S技术集成在精细农业中的应用 姓名 学号 摘要：本文分别论述了3S技术中遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用，并总结了它们综合应用给精细农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在精细农业上的不足和缺陷。 关键词：3S技术；精细农业；GPS；RS；GIS 1引言 我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”[1]指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。 精细农业的发展受到3S技术的推动作用。由于民用3S技术的迅猛发展和成本的降低，3S技术在精细农业示范应用中预示着良好的发展前景。在3S技术支持下的精细农业具有技术性强，定量化，定位化的特点，代表了未来农业的发展方向。本文就简单谈谈3S技术在精细农业中的应用。 2 3S技术分别在精细农业上的应用 2.1 遥感（RS）在精细农业中的作用 众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。 利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，
“精细农业”的实践与农业科技创新 21世纪，人类将逐步进入知识经济的时代，迅速进展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，进展节本增效生产方式，改善和爱护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程治理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可连续进展。在实践当今新的农业科技革命中，九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践，确实是一种具有创新意义的技术思想，差不多引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此曾专门立项组织了一批多学科闻名专家对有关进展研究进行了评估，研究报告通过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“Precision Agriculture in the 21st Century－Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究专著，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产治理决策和改善经济效益提供的庞大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的进展现状，面临的咨询题及其支持技术产业化开发研究的机遇。 近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的进展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体连续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程预备工作, 国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国举荐其技术产品，紧密关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一庞大的潜在技术市场。能够预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其有关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化进展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些进展中国家的起跑线拉近了距离，时刻上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术进展上的跨过，将是机遇性的挑战。 江泽民主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，差不多把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，治理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究进展必将带动一批直截了当面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的懂得。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上，目前国外关于Precision Agriculture的研究，要紧是集中于利用3S空间信息技术和作物生产治理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采纳“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营治理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。 “精细农业”技术是直截了当面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫
3s技术在农业上的应 用
论3S在农业 摘要：本文主要阐述了何为“3S”，以及“3S”技术在农业领域的应用，并简单的论述了“3S”的未来。 关键词：“3S”技术、农业、RS、GlS、GPS 一，“3S”技术： “3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。 3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 1.GPS应用于精准农业中，可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界。 2.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时也刺激了与GIS技术相关的重要领域的发展。GIS是与人类的生存、发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，受到人们愈来愈大的重视，将成为“数字地球”的基础。GIS在精准农业中用于组织、分析、显示区域内各种数据；在GIS平台下，形成作物分布图；在农田信息采集系统方面的应用。应用GIS采集产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量和作物农情等信息。此外，GIS还广泛用于资源调查、环境评估、区域发展/城市规划、地籍管理、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 3.RS是不通过直接接触物体而获得信息的技术。随空间技术、传感器与数字图像处理技术的发展而快速发展。近年来，以航空遥感和卫星遥感技术为代表的现代遥感技术，已逐步实现动态、快速、准确及时地提供多种观测数据。由于遥感所具有的观测范围大、采集信息量大、获取信息速度快的特点，正广泛应用于灾害动态监测、农作物估产、资源勘探、土地规划与利用、城市规划、环境监测、气象预报、地质矿产、水文、城市建设与管理、测绘、军事、国土资源等领域，深入到很多学科，成为获取地球表面多层次、多视角、多方位信息的重要手段，对经济和社会发展有很重要的作用。 二，“3S”集成技术在农业领域中的应用： 1.“3S”技术在农作物估产和监测中的应用： 农作物估产和监测对国家及时了解农作物产量，制定粮食进出口政策和价格至关重要。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。 作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感
湖南农业大学课程论文 学院：科学技术师范学院班级：12级教育技术学一班姓名：严一平学号：201240922133 课程论文题目：精准农业在农业生产中的作用与发展前景 课程名称：精细农业及智能农业装备 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
精准农业在农业生产中的作用与发展前景 学生：严一平 （科学技术师范学院12级教育技术学一班，学号201240922133） 摘要：精准农业是20世纪80年代中期开始的，利用最新技术，通过改变利率和混合领域内的需求以提高化肥应用。目前，这一概念已经适应于各种领域，作物和国家。这一措施使其在不同的种植制度，地区和国家中有很大差别，但它是逐步实施或被世界各地评价的。目前我国关于精准农业的研究应用还处于起步阶段，精准农业技术的引进和应用会给我国农业发展带来新的机遇,为我国推广、应用和发展现代化农业起着示范和推动作用。其最重要的价值和意义就在于能够实现农业的科学化、标准化、定量化、高效化。可以说，精准农业将会成为农业 史上一场伟大的革新。 关键字：精准农业技术、遥感系统、地理信息系统、全球定位系统、技术变革 精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是以信息为基础,利用传感器及现代先进的监测技术,完整、准确、及时的了解土地和作物的详细数据,结合精确时空统计分析,及时迅速的做出决策的一种农业管理系统。精准农业是当今世界农业最富有吸引力的前沿课题之一,代表了21 世纪全球农业发展的方向,是农业 的一场革命,是面向21 世纪农业的新技术,对我国农业生产产生了深远影响。一、精准农业的定义与技术基础 精准农业是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,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,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,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,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。 （一）精准农业主要依靠3s（GPS、GIS、RS）技术来开展各项操作1.全球定位系统(GPS) GPS 是利用地球上空的通讯卫星、地面上的接收系统和用户设备等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统。GPS 是精准农业的基础,主要用于实时、快速地进行田间信息的采集和田间操作的精确定位,在精准农业中发挥了重要作用,为农田信息定位,指挥农机行走和农机作业,同时对周边环境进行不定期
3s技术在农业中的应用及 发展 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
3S技术在农业中的应 用论文 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 摘要： 农业是在信息技术发展的基础上,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一场新农业技术革命,将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。3S 系统将信息获取、信息处理、信息应用集结于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 一、3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)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。 二、3S技术在农业中的应用： 1.“3S”技术在农作物中的应用： 农作物是一个国家赖以生存的灵魂，以科学技术发展农业是未来发展的必然趋势。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。
作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高几何分辨率” （30m），在农作物套作区进行了提高面积解译精度的研究，同时结合利用NOAA数据，对作物面积、单产和长势变化等进行了估计。 1.2“3S”技术在农业监测和调查的应用。 1.2.1农作物长势监测。作物在生长发育的不同阶段，其内部成分、结构和外部形态特征等都会存在一系列的变化。叶面积指数是综合反映作物长势的个体特征与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点，通过建立遥感植被指数和叶面积指数的数学模型，就可监测作物长势，进而根据作物长势能够估测作物产量。 1.2.2土壤水分含量和分布监测。在植被条件和非植被条件下，热红外波段都对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同热惯量条件下，遥感波谱间的差异性表现最明显，所以通过建立热惯量与土壤水分间的数学模型，就能够监测土壤水分含量和分布状况。 1.2.3土壤养分分布调查。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土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，GPS接收机把样品采集点的位