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农业现代化的前沿技术及应用农业现代化是农业生产和管理中运用现代科技的一种表现，其目的是提高农业生产效益和生产质量。
随着科技的进步和农业技术的不断发展，现代化农业已经成为当今农业发展的主要趋势。
为了实现农业现代化，必须运用一些前沿技术，下面就让我们一起了解一下农业现代化的前沿技术及其应用。
一、精准农业技术精准农业技术是一种基于全面认知的先进农业技术，通过先进的设备、技术和方法，实现对农田、植株和农作物的精准管理。
该技术广泛应用于植保无人机、GPS示踪技术、农业物联网等方面，可以实现精确施肥、喷洒、管理，提高农作物产量和质量。
二、农业物联网技术农业物联网技术是将农业生产中的各种设备、传感器、监控器等硬件设备与互联网相互连接，实现信息的实时监控、数据的自动采集与分析，从而实现对农牧业生产的精细化管理。
农业物联网技术在智能水产养殖、智能温室栽培等领域得到广泛应用，提高了农业生产的效率和质量。
三、大数据在农业领域的应用大数据技术在农业领域的应用越来越广泛，通过收集、分析和处理大量的数据信息，可以为农业生产提供决策支持和技术指导。
大数据技术在粮食生产、农产品质量检测、病虫害监测等方面的应用，为提高农业生产效率、保障食品安全提供了重要支持。
四、基因编辑技术在作物育种中的应用基因编辑技术是一种通过精确操纵植物基因组中的目标基因实现新品种培育的技术，该技术可以提高植物的抗逆性、产量性、品质等特性，为现代农业发展提供了新的途径。
基因编辑技术在水稻、小麦、玉米等主要农作物的育种中得到广泛应用，有效提高了农作物的抗逆性和产量。
五、植物工厂技术植物工厂技术是一种基于人工光源、温度、湿度等环境控制技术，实现全年无季节限制地进行蔬菜、水果等作物生产的技术。
植物工厂技术在城市农业、垂直农业等领域的应用越来越广泛，不仅可以提高农产品的生产效率，还可以节约土地资源、减少污染。
六、生物技术在畜禽养殖中的应用生物技术在畜禽养殖领域的应用包括胚胎移植、基因编辑、基因组选择等方面，可以提高畜禽生产的遗传质量、增强耐病性、提高产量和品质。
我国精准农业发展现状精准农业是指通过科技手段和信息化建设，精确识别农田特性、农作物需求，无损作业、无浪费施肥、高效使用农药、科学灌溉等方式，实现农业生产的标准化、规模化、智能化和可持续发展。
在我国，精准农业的发展正在迅速推进，在现状上有以下几个方面的表现。
首先，信息技术在农业中的应用已经取得显著成果。
随着物联网、大数据、云计算等新兴技术的不断发展，农业领域各种监测设备、无人机、传感器等数字化装备普及应用，实现了对农田、作物、气象等数据的实时监测和精确分析。
农民通过手机APP或电脑终端，可以随时了解到农田的土壤湿度、气象信息，同时也能掌握到农产品市场的供需情况，更好地进行农业生产。
其次，农业科技创新能力进一步提升。
国家将精准农业列为“十三五”农业科技创新重点，大力支持农业科研机构加大精准农业的研究力度。
新型农业装备、新品种培育、新农药研发等方面的成果不断涌现，为推动精准农业的发展提供了坚实的技术支撑。
各地农业科技人员和农民也积极探索创新，开展精准农业示范推广，推动技术进步与普及。
再次，农业机械化程度逐步提高。
农业机械化是实现精准农业的重要保障，我国在农机装备研发方面取得了长足进步。
例如，无人机、智能喷雾机、自动播种机等新型机械设备的应用逐渐普及，大大提高了生产效率和农产品质量。
此外，农业机械化在农田管理、农药施用、育苗繁育等方面的应用也在不断创新，进一步完善了精准农业的技术体系。
最后，政府支持力度加大，产业化发展持续推进。
精准农业与农业产业化发展相互促进，政府出台了一系列的政策和措施，支持农业企业加大精准农业技术和装备的研发投入，推动农村信息化建设，提升农民的科技素养。
同时，逐步完善农机补贴政策，加强农业技术培训，促进农业产业链的升级和优化。
总的来说，我国精准农业的发展已经取得了长足的进步，但仍面临一些挑战。
例如，技术装备的成本较高，农民的科技素养有待提高，农业信息不对称等问题都需要进一步解决。
我国精准农业仍需加大推广力度，建立健全的技术支持体系和市场保障机制，才能真正实现精准农业的全面推广和应用，提高农业生产的效益和可持续发展水平。
中国十大特色农业类型一、彩色农业彩色农业有四种说法:一、种植非单一颜色的农作物的农业类型，比如花卉和园艺业生产部门所生产出的产品;二、可直接生产出不同颜色的同一作物，如棉花现在可以生产除了白色之外的其他颜色;三、是指具有多种颜色农作物组合而成的新型现代农业;四、也可指使用不同颜色覆膜的农业类型。
二、立体农业立体农业也主要是在南方丘陵地区，根据地势分布形成不同的种植区域，林业占了立体农业的一半以上。
三、鱼菜共生农业鱼菜共生农业是一种复合式的农业，把蔬菜种植和水产养殖结合在一起，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应四、观光农业观光农业如今发展如火如荼，农家乐等模式成为农民另一种致富之道。
尤其现在人们生活水平提高，人们对生活环境的要求越来越高，观光农业将农业和旅游相结合，让人们体验劳动的同时享受休闲娱乐。
五、互联网农业如今互联网农业是大势所趋，尤其农村电商的蓬勃兴起更是将互联网带进千家万户。
像“云种养”这种农技问答网受到了广大农民朋友的喜爱，农民朋友有什么问题只需用手机登录云种养，就能将问题对接几万名专家，快速获得专业的解答，同时它又有自己的农友圈，农民朋友还可以分享经验，学到更多的农业知识。
六、精准农业精准农业是由信息技术支持，定时、定量地对农业实施监测管理的现代农业模式。
它包括GPS、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。
七、设施农业设施农业是用工程技术手段对动植物进行干笑生产的一种模式，设施农业涵盖设施种植、设施养殖和设施食用菌等。
2012年我国设施农业面积已占世界总面积85%以上，其中95%以上是利用聚烯烃温室大棚膜覆盖。
我国设施农业已经成为世界上最大面积利用太阳能的工程，绝对数量优势使我国设施农业进入量变质变转化期，技术水平越来越接近世界先进水平。
八、工厂化农业工厂化农业是采用高科技手段进行的全面机械化、自动化的生产活动，能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业，从而摆脱自然界的制约。
现代农业产业技术体系名单一、农业生产技术体系1. 精准农业技术：包括农田土壤监测、作物生长监测、气象预测、农药施用等，通过数据分析和科学管理实现农业生产的精准化。
2. 智能化农机技术：采用传感器、自动控制、导航定位等技术，提高农机设备的智能化水平，实现农业生产的自动化和高效化。
3. 温室技术：包括大棚、温室大棚、暖棚等，利用控制温度、湿度、光照等因素，延长作物生长周期，提高产量和质量。
4. 无土栽培技术：通过在无土介质中供给植物营养液，实现植物生长的一种新型栽培方式，节约用水、土地资源，提高产量和品质。
5. 农业机械化技术：包括农业机械的设计、制造和使用技术，提高农业生产的效率和效益。
二、农产品加工技术体系1. 食品加工技术：包括食品材料处理、食品加工工艺、食品贮藏等，提高食品的安全性、品质和保鲜期。
2. 农产品深加工技术：将农产品进行精加工，提取、分离或改变其组分结构，生产出具有高附加值的农产品副产品。
3. 农产品包装技术：包括包装材料的选择、包装工艺的设计和包装机械的使用，保护农产品的完整性和品质，延长保鲜期。
4. 冷链物流技术：通过冷藏、冷冻、保鲜等技术手段，确保农产品在运输、储存和销售过程中的质量和安全。
三、农业环保技术体系1. 农业废弃物处理技术：包括农作物秸秆、畜禽粪便等废弃物的资源化利用和环境友好处理技术，减少污染和资源浪费。
2. 农田水利技术：包括灌溉、排水、水质调控等技术，提高农田水资源的利用效率，保证农作物的灌溉需求和排水要求。
3. 农药、化肥减施技术：通过合理施用农药、化肥，减少对环境的污染，保护生态系统的平衡。
4. 农业非点源污染防控技术：包括农田流失、农药残留、畜禽养殖废水等非点源污染的监测和治理技术，减少农业对水体和土壤的污染。
四、农业信息化技术体系1. 农业数据采集技术：包括土壤、气象、作物生长等数据的采集和传输技术，提供农业生产决策的科学依据。
2. 农业云平台技术：通过云计算、大数据等技术，实现农业信息的存储、处理和共享，促进农业生产的智能化和精细化。
农业生产精准管理与智慧决策支持方案第1章引言 (3)1.1 农业生产精准管理概述 (3)1.2 智慧决策支持技术的发展与应用 (3)第2章农业生产数据采集与管理 (4)2.1 数据采集技术与方法 (4)2.1.1 传感器技术 (4)2.1.2 遥感技术 (4)2.1.3 物联网技术 (5)2.1.4 移动通信技术 (5)2.2 数据存储与管理体系 (5)2.2.1 数据存储技术 (5)2.2.2 数据管理体系 (5)2.3 数据质量分析与处理 (5)2.3.1 数据质量分析 (5)2.3.2 数据处理方法 (5)第3章农业资源与环境监测 (6)3.1 土壤与水资源监测 (6)3.1.1 土壤监测 (6)3.1.2 水资源监测 (6)3.2 气象与生态环境监测 (6)3.2.1 气象监测 (6)3.2.2 生态环境监测 (6)3.3 农业遥感技术应用 (6)3.3.1 遥感技术在农业资源监测中的应用 (6)3.3.2 遥感技术在农业环境监测中的应用 (6)3.3.3 遥感技术在农业灾害监测与评估中的应用 (7)第4章精准种植技术与模式 (7)4.1 精准施肥技术 (7)4.1.1 土壤养分检测技术 (7)4.1.2 作物需肥模型 (7)4.1.3 变量施肥技术 (7)4.2 精准灌溉技术 (7)4.2.1 作物需水量预测 (7)4.2.2 灌溉系统优化 (7)4.2.3 智能灌溉控制系统 (7)4.3 精准播种与植保技术 (7)4.3.1 基于生长模型的播种技术 (7)4.3.2 种子处理技术 (8)4.3.3 植保决策支持系统 (8)4.3.4 智能植保设备 (8)第5章农业生产过程监控与调控 (8)5.1 农田生态系统监测 (8)5.1.1 土壤监测 (8)5.1.2 气象监测 (8)5.1.3 水文监测 (8)5.2 作物生长模型与模拟 (8)5.2.1 作物生长模型发展及分类 (9)5.2.2 作物生长模型构建方法 (9)5.3 生产过程优化调控 (9)5.3.1 灌溉管理 (9)5.3.2 施肥管理 (9)5.3.3 病虫害防治 (9)5.3.4 农业机械化作业 (9)第6章农业机械智能化 (9)6.1 农业机械化发展现状与趋势 (9)6.1.1 我国农业机械化发展现状 (9)6.1.2 农业机械化发展趋势 (10)6.2 智能农机装备研发与应用 (10)6.2.1 智能农机装备研发 (10)6.2.2 智能农机装备应用 (10)6.3 农业与自动化技术 (10)6.3.1 农业发展现状 (10)6.3.2 自动化技术在农业中的应用 (10)6.3.3 农业与自动化技术发展趋势 (10)第7章农产品品质与安全追溯 (10)7.1 品质检测与分级技术 (10)7.1.1 检测技术概述 (11)7.1.2 分级技术及其应用 (11)7.1.3 品质检测与分级系统设计 (11)7.2 食品安全追溯体系构建 (11)7.2.1 追溯体系概述 (11)7.2.2 追溯体系关键技术 (11)7.2.3 追溯体系构建方法 (11)7.3 品质安全风险预警与防控 (11)7.3.1 风险预警体系构建 (11)7.3.2 预警技术及其应用 (11)7.3.3 防控策略与措施 (11)第8章农业市场信息分析与预测 (12)8.1 农产品市场信息采集与处理 (12)8.1.1 信息采集方法 (12)8.1.2 信息处理技术 (12)8.2 市场分析与预测方法 (12)8.2.1 定性分析方法 (12)8.2.2 定量预测方法 (12)8.2.3 模型评估与优化 (12)8.3 农业产业链信息共享与协同 (12)8.3.1 农业产业链信息共享机制 (12)8.3.2 信息共享平台建设 (12)8.3.3 农业产业链协同策略 (12)第9章农业政策与经济支持 (13)9.1 农业政策体系分析 (13)9.1.1 农业政策体系概述 (13)9.1.2 农业政策体系存在的问题 (13)9.1.3 农业政策体系优化路径 (13)9.2 农业补贴与扶持政策 (13)9.2.1 农业补贴与扶持政策概述 (13)9.2.2 农业补贴与扶持政策现状 (13)9.2.3 农业补贴与扶持政策优化措施 (14)9.3 农业保险与信贷支持 (14)9.3.1 农业保险与信贷支持概述 (14)9.3.2 农业保险与信贷支持现状 (14)9.3.3 农业保险与信贷支持优化路径 (14)第10章农业精准管理与智慧决策支持系统 (14)10.1 系统架构与功能设计 (14)10.1.1 系统架构 (14)10.1.2 功能设计 (14)10.2 关键技术集成与应用 (15)10.2.1 关键技术集成 (15)10.2.2 关键技术应用 (15)10.3 案例分析与效果评价 (15)10.3.1 案例分析 (15)10.3.2 效果评价 (15)10.4 未来发展趋势与展望 (15)第1章引言1.1 农业生产精准管理概述全球气候变化和人口增长的挑战，提高农业生产效率和可持续性已成为我国农业发展的重要任务。
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。
农业现代化精准农业技术支持与服务方案第一章精准农业概述 (3)1.1 精准农业的定义与发展历程 (3)1.2 精准农业的技术体系 (3)2.1 地理信息系统（GIS） (3)2.2 全球定位系统（GPS） (3)2.3 遥感技术 (3)2.4 农业物联网 (4)2.5 农业智能装备 (4)2.6 数据分析与决策支持 (4)第二章农业大数据平台建设 (4)2.1 数据采集与整合 (4)2.2 数据存储与管理 (4)2.3 数据分析与挖掘 (5)第三章农业物联网技术应用 (5)3.1 物联网设备选型与部署 (5)3.1.1 设备选型原则 (5)3.1.2 设备选型与部署 (5)3.2 数据传输与处理 (6)3.2.1 数据传输 (6)3.2.2 数据处理 (6)3.3 物联网应用案例分析 (6)第四章农业智能监测与控制系统 (7)4.1 智能监测设备研发与应用 (7)4.1.1 研发背景 (7)4.1.2 研发内容 (7)4.1.3 应用案例 (7)4.2 自动控制系统设计与实施 (7)4.2.1 设计原则 (7)4.2.2 设计内容 (8)4.2.3 实施步骤 (8)4.3 系统集成与优化 (8)4.3.1 系统集成 (8)4.3.2 优化策略 (8)第五章农业遥感技术应用 (8)5.1 遥感技术在农业中的应用 (8)5.1.1 概述 (8)5.1.2 应用领域 (9)5.2 遥感数据获取与处理 (9)5.2.1 数据获取 (9)5.2.2 数据处理 (9)5.3 遥感应用案例分析 (9)第六章农业精准施肥技术 (10)6.1 土壤养分监测与评价 (10)6.1.1 土壤养分监测方法 (10)6.1.2 土壤养分评价标准 (10)6.2 精准施肥策略制定 (10)6.2.1 肥料类型选择 (10)6.2.2 施肥量确定 (11)6.3 施肥设备研发与应用 (11)6.3.1 施肥设备研发 (11)6.3.2 施肥设备应用 (11)第七章农业病虫害监测与防治 (11)7.1 病虫害监测技术 (11)7.1.1 概述 (11)7.1.2 监测技术种类 (12)7.1.3 监测技术优化 (12)7.2 精准防治策略制定 (12)7.2.1 防治策略制定原则 (12)7.2.2 防治策略内容 (12)7.2.3 防治策略实施与评估 (12)7.3 防治设备研发与应用 (12)7.3.1 防治设备研发 (12)7.3.2 防治设备应用 (13)第八章农业精准灌溉技术 (13)8.1 灌溉系统优化设计 (13)8.1.1 灌溉系统布局优化 (13)8.1.2 灌溉设施选型与配置 (13)8.2 精准灌溉策略制定 (13)8.2.1 作物需水规律研究 (14)8.2.2 土壤水分监测与预报 (14)8.3 灌溉设备研发与应用 (14)8.3.1 灌溉设备智能化 (14)8.3.2 灌溉设备节能环保 (14)8.3.3 灌溉设备集成化 (15)第九章农业废弃物资源化利用 (15)9.1 农业废弃物分类与处理 (15)9.1.1 农业废弃物分类 (15)9.1.2 农业废弃物处理方法 (15)9.2 资源化利用技术 (15)9.2.1 秸秆资源化利用技术 (15)9.2.2 畜禽粪便资源化利用技术 (15)9.2.3 农膜资源化利用技术 (16)9.2.4 农药包装废弃物资源化利用技术 (16)9.3 应用案例分析 (16)第十章精准农业技术支持与服务体系 (16)10.1 技术推广与服务模式 (16)10.2 政策法规与标准制定 (17)10.3 培训与人才队伍建设 (17)第一章精准农业概述1.1 精准农业的定义与发展历程精准农业，又称精确农业，是指以信息技术为支撑，依据作物生长的时空差异，实施精准管理、精准施肥、精准灌溉和精准防治的一种现代化农业生产方式。
新教材地理学业水平合格考试模拟试题必修二第三单元产业区位选择一、选择题精准农业是由信息技术支持的现代化农事操作技术与管理的系统，其发展前景十分广阔。
下图为“精准农业系统工作示意图”。
回答下列问题。
1．上图中能够反映对农业生产影响程度增强的因素是（）A．工业基础B．交通C．市场D．技术2．下列国家发展精准农业叙述正确的是（）A．美国基于发达的传统工业支撑B．以色列基于温室技术和节水灌溉系统支撑C．越南基于丰富的农产品支撑D．中国基于广大的土地资源支撑【答案】1．D 2．B【解析】1．读图结合材料可知，精准农业主要依靠地理信息系统对农业生产的各方面实现精准控制，主要体现了科学技术对农业的影响，故选D。
2．精准农业的基础为发达的科技，而以色列的温室技术和喷灌、滴灌等都属于科技投入，故选B。
近年来珠江三角洲地区的农业发生了巨大的变化，“桑（蔗）基鱼塘”已经变成“杂基鱼塘”，基面改种草或蔬菜、花卉、水果，大量的农田变成了果园、花卉基地、无公害蔬菜基地、特种禽畜渔业养殖场。
据此回答下列各题。
3．珠江三角洲地区的基塘生产属于A．混合农业B．乳畜业C．水果园艺业D．商品谷物农业4．珠江三角洲地区传统的“桑（蔗）基鱼塘”变成了“杂基鱼塘”，这种变化的原因是A．农业技术的改进B．劳动力的转移C．市场需求的变化D．国家政策的改变【答案】3．A 4．C【解析】3．珠江三角洲地区的基塘生产在基上种植，塘中养殖，属于混合农业，A对。
乳畜业是随着城市兴起发展起来的，B错。
水果园艺业不种植花卉、蔬菜，C错。
商品谷物农业没有养殖业，D错。
故选A。
4．“桑（蔗）基鱼塘”变成了“杂基鱼塘”，是随着城市发展，市场需求变化的结果，为满足城市居民的需求改变的，C对。
与农业技术、劳动力、政策无关，A、B、D错。
故选C。
甜脆可口的库尔勒香梨是我国新疆著名的农产品，近年来畅销全国，虽售价较高，但仍供不应求。
据此完成下列问题。
5．新疆种植库尔勒香梨的优势自然条件是（）①全年热量充足②夏季光照充足③昼夜温差较大④夏季降水多A．①②B．①④C．②③D．③④6．库尔勒香梨能在全国各地同期上市销售，其主导因素是（）A．种植技术先进B．交通运输便利C．优惠政策支持D．香梨提前采摘7．库尔勒香梨在北京地区的售价较本地产的梨要高，其主要原因是（）①品质优良②劳动力成本高③运输成本高④土地成本高A．①②B．③④C．①③D．②④【答案】5．C 6．B 7．C【解析】5．新疆是温带大陆性气候，冬冷夏热，降水少，夏季光照充足，昼夜温差较大，C正确。
精准农业的主要技术支持系统（1）全球定位系统（2）地理信息系统（3）信息采集系统（4）遥感监测系统（5）决策支持系统（6）智能化农业机械系统我国用7％的耕地解决了占世界22％人口的温饱问题，但人口的增长与可耕地资源日趋减少已不可逆转。
加入WTO后，农产品将面临更加严重的挑战，这一切都要求我国农业必须挖潜增效、走可持续发展道路。
“精准农业”(Precision Agriculture或Precision Farming)是基于信息和知识支持的现代农业。
它是将遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术、通讯与网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合，实现在农业生产全过程中对农作物、土地、土壤、从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析，通过诊断和决策，制定实施计划，并在GPS与GIS集成系统支持下进行田间作业的信息化现代农业。
其技术思想的核心，是按需实施，定位调控，即“处方农作”。
精准农业是信息技术在现代农业生产中的直接应用，已被公认为21世纪最先进的农业技术，而精准农业管理决策支持系统是精准农业的核心所在，它集GIS、数据库、模型库、知识库、多媒体技术和农业专家系统为一体，通过GIS、作物生长模型、专家系统对GPS 数据、人工采集数据、遥感数据等多源、多维、多时空数据的分析决策，给出具体空间可视化的变量施肥、变量灌溉、病虫害管理等作业方案，以获得最大的经济收益和最小的环境污染。
2 国内外研究现状2.1 国外现状美国二十世纪八十年代初提出精准农业的概念和设想，九十年代初进入生产实际应用。
目前美国、德国相继开发了一些农田空间信息系统如STT(Site Specific Technology) 、Farm Works将GIS的基本功能用于辅助农田管理决策。
2.2 国内现状我国科学家在94年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议。
科技部徐冠华部长在谈发展“数字地球”时认为，“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。
国家在S863计划中已列入了精准农业的内容，国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。
中科院也把精准农业列入知识创新工程计划，开展了以“精准农业”为目标的现代农业技术研究。
最近广州实施规划覆盖广州市的农业地理信息系统和北京市完成的基本农田信息管理地理信息系统都是基于GIS平台上实现的。
但是将GPS、GIS和农业专家系统相结合，来管理田间作物生长的空间信息并结合农业专家系统对信息进行决策分析的系统，目前尚未见报道。
3系统目标、性能及功能设计3.1系统目标建立基于GPS和GIS的精准农业管理决策支持系统，可为农业生产者、管理人员和科技人员提供智能化、形象直观的信息服务。
用户可通过该系统得到农田相关的信息和统计分析；同时可进行播前、施肥、病虫害、生育期调控、产量调控等决策支持，获得精准的作业方案。
3.2系统性能（1）可靠性：系统运行的可靠性和稳定性是系统最基本的要求。
（2）易操作性：针对用户大部分是非计算机专业的农业技术人员，因而界面必须友好、操作简便。
（3）易扩充性：由于农业生产的地域、作物种类差异大，模型千变万化，因而系统要求能够对模型库和知识库进行扩充。
3.3系统功能模块设计本系统包括GPS子系统、信息采集子系统、属性数据管理子系统、农田GIS子系统、决策支持子系统和系统管理子系统。
（1）GPS子系统包括：数据下载、数据预处理、坐标转换、数据入库和格式转换(转成GIS格式)。
（2）信息采集子系统包括：数据输入、数据预处理、数据入库以及与传感器的接口程序。
（3）属性数据管理子系统包括：主要是对已进入数据库中数据的操作。
它的基本功能有：·数据输入，包括键盘输入和数据文件输入。
·数据编辑，包括修改数据、增加删除字段和记录。
·数据查询，包括条件查询和无条件查询。
·统计分析·数据输出，包括文档输出和图表输出。
（4）农田GIS子系统主要包括：·图层管理·图形与属性双向查询检索·统计计算·空间分析（如图形交叉并等）·制图输出（5）决策支持子系统系统：决策支持子系统主要包括播前决策、施肥管理、病虫害防治、生育期调控和产量结够调控五部分。
·播前决策。
主要包括选择品种、播种时期、播种密度等。
系统通过土壤肥力模型、作物生长模拟模型对农田的基本状况进行分析，对水稻品种进行最佳选择后，在GIS支持下得到变量播种图。
·施肥管理包括施肥时间、施肥量、施肥密度等。
变量施肥是农田决策的主要组成部分，也是精准农业研究的重要领域。
·病虫害防治包括病虫害种类，可能发生的时间、程度。
确定用药种类、时间、用量。
根据当地气候、往年病虫害发生情况和作物生长状况，预测病虫害的发生；并根据病虫害专家系统给出具体防治方案。
·生育期调控确定生育期的调控建议。
根据作物生长规律，在作物生长的每一阶段给出最佳调控建议，以期得到最佳生育状态。
·产量结构调控根据土壤肥力等状况，按照可持续发展的原则，提出产量调控建议。
（6）系统管理子系统：包括系统备份、系统恢复、系统权限管理、系统日志和系统助。
3.4数据库设计精准农业主要是依靠农田信息和农业专家知识制定出一套合理的从作物播种到收获过程的管理方案和措施，如品种选择、播种时机、播种密度、施肥方案、病虫防治方案等。
因而系统涉及到的数据具有多源、多维和多时空特征。
实施精准农业所需要的数据主要包括：GPS数据、农田基本地理数据、土壤数据、气象数据、作物数据、化肥农药数据、病虫防治数据、模型数据、专家知识。
（1）农田基本地理数据。
包括农田地形图、土地利用图、农业设施分布图等；（2）GPS数据。
GPS的应用是精准农业与传统农业的重要区别之一。
主要包括：GPS控制点，土壤、环境、水分等采样点的GPS点数据；（3）土壤数据库。
包括土壤类型、土壤剖面、土壤质地、耕作层、土壤养分淋洗等、土壤容重、土壤养分（土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾）、土壤微量元素（硼、锰、铜、锌等）、PH值等；（4）气象资料数据。
包括经纬度、海拔、日照时数、日平均温度、日温度极值、空气相对湿度、风速、日降水量、水汽压等；（5）作物数据库。
包括作物种类、作物品种、生育期（播种、出苗、拔节、孕穗、抽穗、成熟期）；作物营养需求（水分、养分等），产量及产量结构；病虫害等；（6）化肥农药数据库。
包括品名、价格、形状、作用等；（7）病虫防治数据。
包括主要病虫害名称、图片、识别特征、防治措施。
（8）模型库。
包括产量潜力模型、土壤肥力评价模型、农业生产力模型、生育期模型、光合产物模型、最佳栽培模型、病虫害预测模型等。
（9）专家知识库。
包括有关作物栽培与管理的一些重要经验和知识。
4 系统实现4.1 系统硬件支撑环境GPS接收机、PC机、服务器、数字化仪、彩色绘图仪、扫描仪和打印机等。
4.2 系统软件支撑环境PC机Windows98以上操作系统、服务器Windows2000Server操作系统、数据库为Windows SQL Server2000、GIS控件为ESRI MapObjects2.0、开发语言为Visual Basic6.0、Visual C++6.0.4.3 实现技术4.3.1 组件技术系统采用组件技术，遵循COM/DCOM技术规范，可面向对象进行组件定制。
系统GIS开发平台为MapObjects2.0，它是一个提供制图与GIS功能的ActiveX 控件。
使系统具有模块化、封装性和重用性等特点，更方便与其它关键技术集成。
4.3.2 集成技术本系统以数据库为中心，各个子系统通过对数据库的访问来实现数据交换和参数传递，达到各个子系统的无缝连接。
模型成为GIS的一部分功能，GIS为模型生产和操作参数、输入和阐述变量、构造输出模式、结果显示等。
5 系统应用本系统已在宁夏精准农业示范基地得到应用。
宁夏精准农业示范基地设在宁夏暖泉农场，地处宁夏贺兰山东麓，距自治区首府银川市35公里。
地理高度1099－1150米，全场南北14公里，东西11公里，总面积14.64万亩，属中温带干旱气候区。
一期分A、B、C三个区，共5000亩。
以下四张分别为系统生成A 区有机质分布图、A区速效磷分布图、A区产量分布图和A区氮肥施肥图。
6 结语本系统将GPS、作物生长模拟和优化管理模型、作物栽培专家系统与农田GIS 集成。
一方面具有GIS管理分析功能，另一方面具有决策功能，可以为用户提供播种、施肥、灌溉、病虫害、生育期调控、产量调控等决策支持。
在寻求适合我国国情的精准农业关键技术集成方面做了初步的探索。
本系统中的作物只涉及适合宁夏地区生长的小麦、玉米和水稻，因而模型库和知识库还有待进一步的完善和扩充。
另外系统还应增加经济和环境效益评价子系统，用户可以计算投入和产出，对农业生产效益以及精准农业实施中对环境改善的效益进行评估。
