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1、GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用091213361 091213365 09級(jí)行管漢班1一、什么是GPS1、GPS概述 GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)。簡(jiǎn)單地說,這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻,地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星,以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度,以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。2 這項(xiàng)技術(shù)可以用來引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人,安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線,準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地。3 2、 全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀(jì)70年代由美國陸??杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 。其主要目的是

2、為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù),并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的,是美國獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過20余年的研究實(shí)驗(yàn),耗資300億美元,到1994年3月,全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。4 3、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成:空間部分GPS星座;地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分GPS 信號(hào)接收機(jī)。567894、全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn):(1)全天候;(2) 全球覆蓋;(3)三維定速定時(shí)高精度;(4)快速省時(shí)高效率:(5)應(yīng)用廣泛多功能。10二、什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 1、發(fā)展歷史 20世紀(jì)80年代初,美國提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念和設(shè)想

3、,并在1992年4月召開第一次精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì),此后精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用,但還沒有形成系統(tǒng)。 11 1998年,Wiebold等人對(duì)是否要依據(jù)生產(chǎn)信息來決定抑制精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)進(jìn)行了討論。在美國等發(fā)達(dá)國家的大規(guī)模經(jīng)營(yíng)和機(jī)械化操作條件下,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在適合規(guī)模化經(jīng)營(yíng)的地區(qū)發(fā)展起來,并在美國取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。此外,以色列、荷蘭、日本和韓國等國家也針對(duì)各國的農(nóng)業(yè)特點(diǎn),加快開展了對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究工作。12132、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在我國的發(fā)展 1994年我國有專家提出對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)用,此后分析研討了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和信息農(nóng)業(yè)在國外的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)及在我國的應(yīng)用前景,我國啟動(dòng)了關(guān)于精確農(nóng)業(yè)的研究,在新疆和北京建立了

4、用全球定位系統(tǒng)和遙感控制農(nóng)業(yè)機(jī)械操作的試驗(yàn)地。14 2001年10月,國家計(jì)委投資4000萬元建設(shè)北京小湯山精細(xì)農(nóng)業(yè)示范園。153、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異,定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng),其基本涵義是根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀,調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入,即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”,調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力,以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入,并改善環(huán)境,高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源,取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。164、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技

5、術(shù)體系 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(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)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式,其核心技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。1718三、GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 利用GPS技術(shù),配合遙感技術(shù)(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),能夠做到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量分布、 土壤成分和性質(zhì)分布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥,節(jié)約費(fèi)用、降低成本、達(dá)到增加產(chǎn)量提高效益 的目的。191 、GPS與精準(zhǔn)施肥 傳統(tǒng)施肥方式因土壤肥力在地塊不同區(qū)域差異較大,所以在平均施肥情況下,

6、肥力低而其它生產(chǎn)性狀好的區(qū)域往往施肥量不足,而某種養(yǎng)分含量高而豐產(chǎn)性狀不好的區(qū)域則引起過量施肥。 GPS為控制施肥提供空間定位和導(dǎo)航支持,基于GPS的變量施肥技術(shù)能根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤類型、土壤中各種養(yǎng)分的盈虧情況、作物類別和產(chǎn)量水平,將微量元素與有機(jī)肥加以科學(xué)配方,做到有目的地科學(xué)施肥。20212 、GPS與精準(zhǔn)灌溉 精確灌溉既能滿足作物生長(zhǎng)過程中對(duì)灌水時(shí)間、灌水量、灌水位置、灌水成分的精確要求,又能按照田間的每個(gè)操作單元的具體條件,精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施,最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田間運(yùn)用GPS土地參數(shù)采樣器采集植物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù),如土壤濕度、地溫等,通過GPS中心控

7、制基站利用專家系統(tǒng)進(jìn)行植物分析,可以調(diào)控植物生長(zhǎng)環(huán)境,精確凋控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。 22233 、GPS與精準(zhǔn)噴藥 運(yùn)用GPS監(jiān)測(cè)病蟲草害是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的新手段,通過GPS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像,可以收集原始數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)大田作物,得出田間病蟲草害分布大小位置,并可以通過逐次拍攝確認(rèn)害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度,以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢(shì)。24 如要對(duì)大面積農(nóng)田集中進(jìn)行噴藥,則可選擇裝有差分GPS(DGPS)的飛機(jī)。DGPS航空導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛行員從機(jī)場(chǎng)直接前往作業(yè)區(qū),在已設(shè)計(jì)的航線和高度飛行噴灑藥物,若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時(shí),系統(tǒng)還能讓飛機(jī)到達(dá)上次藥物噴灑停止時(shí)的準(zhǔn)確地點(diǎn),以便確保既無重復(fù)噴灑又無遺漏區(qū)域。 254 、GPS與精準(zhǔn)耕作 將GPS,GIS和精細(xì)農(nóng)業(yè)、旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合,開發(fā)精細(xì)農(nóng)業(yè)和田間實(shí)時(shí)導(dǎo)航監(jiān)控相結(jié)合的地理信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了田間車輛多目標(biāo)監(jiān)控;26 建立農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備數(shù)據(jù)庫和查詢系統(tǒng),可方便地進(jìn)行100多種農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除、保存等操作;通過獲取車輛的實(shí)時(shí)信息,調(diào)取地圖中的信息,將田間動(dòng)態(tài)的車輛信息與農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了信息的可交互性、可擴(kuò)展性和通用性。2728 精確種子工程和精確播種工程的有機(jī)

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