精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與技術(shù)

1、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與技術(shù)第1頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二3S技術(shù)Sub Title精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)1.GIS,RS,GPS簡介2.3S整體集成模式1.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述2.3S技術(shù)的具體應(yīng)用3.我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)存在的問題及發(fā)展前景第2頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二GIS地理信息系統(tǒng) GIS 技術(shù)優(yōu)勢在于它的集地理數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，在于它的空間分析、預(yù)測預(yù)報和輔助決策的能力。 地理信息系統(tǒng)從外部來看它表現(xiàn)為計算機軟硬件系統(tǒng)，而其內(nèi)涵是由計算機程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的，高度信息化的地理系統(tǒng)。

2、第3頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二RS遙感1.定義：不直接接觸物體，從遠處通過探測儀器接收來自目標(biāo)地物的電磁波信息，經(jīng)過對信息的處理，判別出目標(biāo)地物的屬性。2.空間特性：視域范圍大，具有宏觀特性。 光譜特性：探測的波段從可見光向兩側(cè)延伸,擴大了地物特性的研究范圍。 時相特性：周期成像，有利于進行動態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測。3.特點：大面積的同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性、經(jīng)濟性。第4頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二GPS全球定位系統(tǒng) GPS定位技術(shù)是利用高空中的GPS衛(wèi)星，向地面發(fā)射L波段的載頻無線電測距信號，由地面上用戶接收機實時地連續(xù)接收，

3、并計算出接收機天線所在的位置。因此，GPS定位系統(tǒng)是由以下三個部分組成： （1）GPS衛(wèi)星星座（空間部分） （2）地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分） （3）GPS信號接收機（用戶設(shè)備部分）應(yīng)用特點：定位精度高，觀測時間短，測站間無需通視，可提供三維坐標(biāo)，操作簡便，全天候作業(yè)，功能多、應(yīng)用廣第5頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二“3S”整體集成模式3S整體集成包括： 以GIS為中心的集成方式（目的：非同步數(shù)據(jù)處理。通過利用GIS作為集成系統(tǒng)的中心平臺，對包括RS和GPS在內(nèi)的多種來源的空間數(shù)據(jù)進行綜合處理、動態(tài)存儲和集成管理。） 以GPS/RS為中心的集成方式（目的：同步數(shù)據(jù)處理

4、。通過RS和GPS提供的實時動態(tài)空間信息，結(jié)合GIS的數(shù)據(jù)庫和分析功能，為動態(tài)管理、實時決策提供在線空間信息支持服務(wù)。該模式要求集成多種信息采集和信息處理平臺，同時需要實時通信支持，實現(xiàn)代價高。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述 1定義 “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”：按照田間每一操作單元的環(huán)境條件和作物產(chǎn)量的時空間差異性，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各種農(nóng)藝措施，最大限度地優(yōu)化各種投入(水、肥、種子、農(nóng)藥等)的量、質(zhì)和時機，以期獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益，同時保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保護土地等農(nóng)業(yè)自然資源，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)地發(fā)展下去。 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求實現(xiàn)3個精確：一是定位的精確，精確確定灌溉、施

5、肥、殺蟲等的地點；二是定量的精確，精確確定水、肥藥、種子等的施用量：三是定時的精確，精確確定各種農(nóng)藝措施實施的時間。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系框架第8頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施過程簡圖第9頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二主要內(nèi)容 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)主要包括精準(zhǔn)種子工程(含生物工程與機械工程)、精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)灌溉、作物動態(tài)調(diào)控及精準(zhǔn)收獲六大技術(shù)系統(tǒng)。 精準(zhǔn)種子工程通過加快種子產(chǎn)業(yè)化體系建設(shè)，增加種子本身的科技含量。提高種子質(zhì)量為實現(xiàn)精準(zhǔn)播種奠定基礎(chǔ)。 精準(zhǔn)種子工程是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效

6、的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是農(nóng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的生物工程，更是良種繁育、種子加工以適應(yīng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求的物質(zhì)保證，其科技貢獻率約為510。1、精準(zhǔn)種子工程第10頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二2、精準(zhǔn)播種 精準(zhǔn)播種(包括精準(zhǔn)栽植)是在精準(zhǔn)種子的前提下對土地潛力(水分、肥料)的最佳利用，也是對光能、空氣的最大限度利用。精準(zhǔn)播種不僅要求種子質(zhì)量(發(fā)芽率、整齊度)優(yōu)良，更要求播種到田后的種子分布“三維空問”坐標(biāo)位置精準(zhǔn)、均勻一致、深淺一致為作物創(chuàng)造最佳的生長空間。 精準(zhǔn)播種是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)，其科技貢獻率約為1015。第11頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二3、精準(zhǔn)施肥

7、精準(zhǔn)施肥不僅體現(xiàn)在對土壤肥力的科學(xué)補充和對作物所需營養(yǎng)的精準(zhǔn)調(diào)配上，而且體現(xiàn)在按作物生育規(guī)律的動態(tài)營養(yǎng)需求適量供給。它不僅要求肥料質(zhì)量、品質(zhì)精優(yōu)，更要求“三要素”調(diào)配和施肥位置精準(zhǔn)。因而精準(zhǔn)施肥是農(nóng)藝與農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的高度緊密結(jié)合。第12頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二4、精準(zhǔn)灌溉 精準(zhǔn)灌溉技術(shù)是按照田間每一操作單元的具體條件，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項土壤和作物管理措施。最大限度地優(yōu)化灌溉水用量，以獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益，同時保護生態(tài)環(huán)境的一種高科技灌溉技術(shù)。 精準(zhǔn)灌溉是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要支持系統(tǒng)。第13頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二5、作物生長動態(tài)調(diào)

8、控 通過作物生長動態(tài)調(diào)控系統(tǒng)對水、肥、藥和化學(xué)制劑進行調(diào)控，使農(nóng)業(yè)的投人和產(chǎn)出達到最佳效果。目前作物生長動態(tài)的監(jiān)測仍依靠傳統(tǒng)農(nóng)藝方法和常規(guī)手段。 精準(zhǔn)收獲是指根據(jù)地理信息系統(tǒng)或遙感技術(shù)掌握作物的生長情況，適時利用精準(zhǔn)收獲機械做到顆粒歸倉并根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對作物進行精確分級。它要求實現(xiàn)對作物收獲過程的最少損失和最快捷收集，同時又要求對作物秸稈進行科學(xué)處理。6、精準(zhǔn)收獲第14頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 3S技術(shù)的具體應(yīng)用 21)智能化農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的動態(tài)定位GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 根據(jù)管理信息系統(tǒng)發(fā)出的指令，實施田間耕作、播種、施肥、灌溉、排水、噴藥和收獲的精確定位。第1

9、5頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 在農(nóng)田設(shè)置的數(shù)據(jù)采集點、自動或人工數(shù)據(jù)采集點和環(huán)境監(jiān)測點均需GPS定位數(shù)據(jù)，以便形成數(shù)字信息進行存貯與共享。2)農(nóng)業(yè)信息采集樣點定位第16頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二3)遙感信息GPS定位 對遙感信息中的特征點用GPS采集定位數(shù)據(jù)，以便于與GIS配套應(yīng)用。第17頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用1)在防蟲治病 方面 包括分析病蟲害發(fā)生的空間動態(tài)；評估其發(fā)生的適宜生活環(huán)境及影響因子；監(jiān)測、預(yù)測病蟲害發(fā)生趨勢等，通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、模型庫、專家系統(tǒng)等組建基于網(wǎng)絡(luò)的

10、病蟲害綜合管理地理信息系統(tǒng)。第18頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 G1S主要用于在水資源管理決策支持系統(tǒng)、區(qū)域水資源管理、地下水資源管理和水資源保護。2)水資源管理方面第19頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 應(yīng)用相關(guān)的地理信息系統(tǒng)軟件，可以建立用于精確農(nóng)業(yè)變量施肥的田間土壤養(yǎng)分信息數(shù)據(jù)庫及田間施肥管理方式。根據(jù)土壤采樣數(shù)據(jù)生成田間土壤養(yǎng)分分布圖，依此可以了解田間土壤養(yǎng)分差異，并根據(jù)該差異進行變量施肥決策和變量施肥作業(yè)。3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施肥管理第20頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二RS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用1)作物長勢監(jiān)測和大面

11、積農(nóng)業(yè)估產(chǎn)。 作物長勢遙感監(jiān)測是利用遙感數(shù)據(jù)對作物的實時苗情、環(huán)境動態(tài)和分布狀況進行宏觀的估測，及時了解作物的分布概況、生長狀況、肥水行情以及病蟲草害動態(tài)，便于采取各種管理措施，為作物生產(chǎn)管理者或管理決策者提供及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息平臺。第21頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二2)提供大量數(shù)據(jù)源 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中，遙感(特別是高光譜遙感)將為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施提供大量的田間時空變化信息，遙感技術(shù)將成為監(jiān)測土壤和作物養(yǎng)分變化、水分脅迫和病蟲害等的主要數(shù)據(jù)源。第22頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二3)用于災(zāi)害遙感監(jiān)測和損失評估例如從1995年開始，我國就開展了利

12、用衛(wèi)星等資料進行黃淮海平原地區(qū)旱災(zāi)監(jiān)測的業(yè)務(wù)化運行工作，到1999年旱災(zāi)監(jiān)測由監(jiān)測黃淮海平原地區(qū)擴展到了全國冬小麥主產(chǎn)區(qū)。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)存在的問題及發(fā)展前景3存在問題1)現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制限制。2)技術(shù)人才和設(shè)備缺乏。3)創(chuàng)新能力不足。第24頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二發(fā)展方向 一是大力發(fā)展節(jié)水精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。水資源短缺是中國許多地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要制約因素，據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)田灌溉水的有效利用率不足35。因而，根據(jù)農(nóng)田作物需水特點、適種條件和土壤墑情實施定位、定時、定量的精準(zhǔn)灌溉，最大程度的提高田間水分利用率是我國農(nóng)業(yè)資源利用的主要方向。第25頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 二是大力發(fā)展節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。我國的化肥利用率相當(dāng)?shù)?，僅為30 40 ，氮肥損失率高達7080，浪費十分嚴(yán)重，還造成生態(tài)環(huán)境污染。根據(jù)不同地區(qū)、土類、作物種類、產(chǎn)量水平，實施精確施肥，因時、因地、因作物科學(xué)施肥，不但可以提高化肥資源利用率，還可降低成本，提高作物產(chǎn)量。第26頁，共27頁，2022年，5月20日，8點45分，星期二 三是借