GPS在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

1、GPS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)李￥2201500384目錄目錄概述概述1GPS工作原理工作原理2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)3GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用4概述 近幾年，農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化發(fā)展非常迅速，為了保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境不被破壞和污染，確保經(jīng)濟(jì)保持良性循環(huán)，因此產(chǎn)生了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要形式，它主要的思想是如何將現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、專家系統(tǒng)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的定位、定量、定時(shí)的目的，從根本上做到精耕細(xì)做。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜程度很高的

2、系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的綜合性，通過(guò)實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，可以在農(nóng)業(yè)上達(dá)到低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的目的。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施包括多個(gè)環(huán)節(jié)，如 GPS 導(dǎo)航駕駛、信息的管理與決策、基于 GIS 的變量作業(yè)等，其中導(dǎo)航及變量作業(yè)是實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。GPS工作原理 GPS技術(shù)通過(guò)首次發(fā)射24顆專用衛(wèi)星進(jìn)入地球軌道,其上載有天文電子鐘、微波無(wú)線等設(shè)備。GPS衛(wèi)星一天繞地球轉(zhuǎn)2周,地面監(jiān)測(cè)站可精確地測(cè)量它的高度、位置和速度,并調(diào)整相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)。在地球任何時(shí)間啟動(dòng)GPS接收儀,可以同時(shí)與GPS衛(wèi)星中的4顆發(fā)生聯(lián)系,精確測(cè)量GPS儀與這4顆衛(wèi)星的實(shí)際距離。最后由GPS系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算機(jī)軟件算出該GPS儀當(dāng)前的準(zhǔn)

3、確方位,以及與參照坐標(biāo)系的關(guān)系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)PS的精度要求越來(lái)越高,因此,人們愈加重視利用差分GPS(DGPS)來(lái)改善定位性能,使用1臺(tái)GPS基準(zhǔn)接收機(jī)和1臺(tái)用戶接收機(jī),利用實(shí)時(shí)或事后處理技術(shù),消除測(cè)量時(shí)公共誤差源電離層和對(duì)流層效應(yīng),校正星鐘誤差、星歷誤差,并克服SA技術(shù)的干擾,在動(dòng)態(tài)情況下定位精度可達(dá)到分米級(jí)的和米級(jí)。概念概念精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，也叫精確農(nóng)業(yè)（Precision agriculture），是在 20 世紀(jì) 90 年代，為了倡導(dǎo)環(huán)境保全型的農(nóng)業(yè)，由美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的土壤學(xué)者的提出。通過(guò)使用科學(xué)技術(shù)手段，從而讓農(nóng)田內(nèi)不同單元小區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入為最經(jīng)濟(jì)和科

4、學(xué)合理的，以達(dá)到獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面最高的回報(bào)目的，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)管理的方式，這種方式是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想的實(shí)質(zhì)。技術(shù)核心技術(shù)核心精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，將全球定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。拖拉機(jī)是實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所必須的物質(zhì)載體，它可以與附裝的、懸掛的或牽引的的農(nóng)機(jī)具一起完成起壟、播種、施肥、噴藥等大部分田間作業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)分類 基于 3S 技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) A 基于傳感器的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)B 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系可以分成兩類，一是基于 3S 技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，另一類基于傳感器技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 基于 3S 技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，也被稱為基于地圖的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（Map-ba

5、sedapproach），是以地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)為其主要核心。農(nóng)業(yè)信息的重要組成部分是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，特點(diǎn)是在土壤的監(jiān)測(cè)和作物信息數(shù)據(jù)分析使用地理信息系統(tǒng)，作為屬性數(shù)據(jù)，并與矢量化地圖數(shù)據(jù)一起制成具有實(shí)效性和可操作性的田間管理信息系統(tǒng)。 基于傳感器的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(Sensor-based approach)，可以通過(guò)使用傳感器及時(shí)性的特點(diǎn)，測(cè)定所需的特性，如土壤、作物等，對(duì)這些測(cè)得的信息，經(jīng)過(guò)快速的數(shù)據(jù)處理以后，就可以直接用于控制變量管理，所以，這種操作可以不依賴GPS 系統(tǒng)的支持，同樣也不依賴 GIS 的支持。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 從當(dāng)前的研究

6、進(jìn)展得知，以 3S 技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用較為普遍，主要原因是因?yàn)樘镩g實(shí)時(shí)傳感器昂貴，精度差。另一方面，采用 GPS 定位技術(shù)和GIS 技術(shù)相結(jié)合的方法，對(duì)土壤的取樣、產(chǎn)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遙感、土壤地圖的繪制等都非常的便利，加上統(tǒng)計(jì)學(xué)、作物模擬的多種方法，使得以 3S 技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用模式更為普遍。精確灌溉技術(shù)的實(shí)現(xiàn)精確灌溉技術(shù)的實(shí)現(xiàn)GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用LOREM IPSUM DOLOR 農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)借助3S技術(shù)遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)這一完整體系,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、生產(chǎn)狀況、氣候和生物性災(zāi)害、土壤墑情等進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào),指導(dǎo)人們根據(jù)各種變

7、異情況適時(shí)、適地和適量的采取相應(yīng)的灌溉方法和操作手段。全球定位系統(tǒng)(GPS)與智能化的灌溉機(jī)械設(shè)備(如移動(dòng)式灌溉設(shè)備車)配套,可對(duì)農(nóng)田實(shí)際小區(qū)內(nèi)土壤墑情、苗情、病蟲(chóng)害的信息采集,通過(guò)電子傳感上的GPS系統(tǒng)確定小區(qū)位置信息,這樣可在記錄農(nóng)田單位面積的各種農(nóng)田信息,從而實(shí)施精確灌溉作業(yè),以節(jié)省水資源,并提高灌溉效益?！熬_農(nóng)業(yè)精確農(nóng)業(yè)”得于實(shí)現(xiàn)得于實(shí)現(xiàn)GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用LOREM IPSUM DOLOR 借助于GPS,GIS,RS的“3S”技術(shù),精確農(nóng)業(yè)得于實(shí)現(xiàn)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝了GPS設(shè)備可實(shí)現(xiàn)精確施肥、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、農(nóng)田面積測(cè)量、夜間精確作業(yè)成為現(xiàn)實(shí)。主要實(shí)現(xiàn)三方面的精確:定位精確精確地確定

8、灌溉、施肥、殺蟲(chóng)地點(diǎn);定量精確精確地確定水、肥、殺蟲(chóng)的施用量;定時(shí)精確精確地確定農(nóng)作物時(shí)間用于農(nóng)田信息采集與處用于農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位方農(nóng)作的空間定位GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 利用GPS技術(shù)可確定土壤取樣的準(zhǔn)確位置,使實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果體現(xiàn)在土壤狀態(tài)分布圖中,依土壤特性如質(zhì)地、養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)含量和地貌條件計(jì)劃所需投入量。當(dāng)遇到田間條件有差異時(shí),可進(jìn)行實(shí)時(shí)作業(yè)調(diào)整,對(duì)農(nóng)田進(jìn)行產(chǎn)量監(jiān)測(cè)和記錄用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測(cè)用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測(cè)量、資源管理、環(huán)境檢量、資源管理、環(huán)境檢測(cè)、作業(yè)調(diào)度中的定位測(cè)、作業(yè)調(diào)度中的定位服務(wù)服務(wù)GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 1992年北京市植保站與中科院、北京航空航天大學(xué)

9、、北京工業(yè)大學(xué)等8家科研院校協(xié)作,開(kāi)展衛(wèi)星導(dǎo)航飛機(jī)防治小麥蚜蟲(chóng)技術(shù)的研究,經(jīng)過(guò)3年攻關(guān),在指導(dǎo)大面積防治小麥蚜蟲(chóng)上獲得成功。實(shí)踐證明,衛(wèi)星導(dǎo)航飛機(jī)防治小麥蚜蟲(chóng)無(wú)漏噴、重噴現(xiàn)象,農(nóng)藥?kù)F滴均勻,符合生產(chǎn)中農(nóng)藝方面的要求,滅蚜效果達(dá)到90%以上。這項(xiàng)研究在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域做了開(kāi)創(chuàng)性的工作嵌入式農(nóng)機(jī)嵌入式農(nóng)機(jī) GPS GPS 導(dǎo)航導(dǎo)航及變量施肥控制系統(tǒng)及變量施肥控制系統(tǒng)GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 系統(tǒng)綜合運(yùn)用了嵌入式技術(shù)、GPS、GIS 和計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)。開(kāi)展針對(duì)基于 GPS 和 GIS技術(shù)的研究不僅可以提高系統(tǒng)的性能，而且還提高系統(tǒng)的可靠性。還可以提高對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制和駕駛水平，保障農(nóng)業(yè)機(jī)

10、械作業(yè)時(shí)，可以安全、高效的進(jìn)行。不斷完善嵌入式農(nóng)機(jī) GPS 導(dǎo)航及變量施肥控制系統(tǒng)的研究，相當(dāng)于提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)效率、降低駕駛員的工作量，減輕駕駛員的生理和心理上的負(fù)擔(dān)；嵌入式農(nóng)機(jī)嵌入式農(nóng)機(jī) GPS GPS 導(dǎo)航導(dǎo)航及變量施肥控制系統(tǒng)及變量施肥控制系統(tǒng)GPS在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 眾所周知，實(shí)施農(nóng)藥和化肥的噴灑作業(yè)時(shí)，會(huì)對(duì)駕駛員身體產(chǎn)生一定的危害。嵌入式農(nóng)機(jī) GPS 導(dǎo)航及變量施肥控制系統(tǒng)有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、降低駕駛難度、提高作業(yè)質(zhì)量，將駕駛員從惡劣環(huán)境中解放出來(lái)。因此，開(kāi)展研究嵌入式農(nóng)機(jī) GPS 導(dǎo)航及變量施肥控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究是非常有必要的，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化發(fā)展意義非常的重大總結(jié) 21 世紀(jì)以來(lái)，因?yàn)槲覈?guó)人口的數(shù)量迅速增加和生活水平的提高，同時(shí)對(duì)生活質(zhì)量也提出了更高的要求，尤其在糧食與其他農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量方面，這是我國(guó)農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化所面臨新的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS 技術(shù)、GIS