精準農(nóng)業(yè)與S技術

精準農(nóng)業(yè)GISGPSRS民以食天！為農(nóng)業(yè)第一頁，共二十九頁。3S技術SubTitle精準農(nóng)業(yè)1.GIS,RS,GPS簡介2."3S"整體集成模式1.精準農(nóng)業(yè)概述2.3S技術的具體應用3.我國精準農(nóng)業(yè)存在的問題及發(fā)展前景第二頁，共二十九頁。GIS—地理信息系統(tǒng)

GIS技術優(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、預測預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)。第三頁，共二十九頁。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地物的電磁波信息，經(jīng)過對信息的處理，判別出目標地物的屬性。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。第四頁，共二十九頁。GPS—全球定位系統(tǒng)

GPS定位技術是利用高空中的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，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（用戶設備部分）應用特點：定位精度高，觀測時間短，測站間無需通視，可提供三維坐標，操作簡便，全天候作業(yè)，功能多、應用廣第五頁，共二十九頁?！?S”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。通過RS和GPS提供的實時動態(tài)空間信息，結合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。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。第六頁，共二十九頁。精準農(nóng)業(yè)概述

1定義

“精準農(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，精細準確地調(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。第七頁，共二十九頁。精準農(nóng)業(yè)技術體系框架第八頁，共二十九頁。精準農(nóng)業(yè)實施過程簡圖第九頁，共二十九頁。主要內(nèi)容

精準農(nóng)業(yè)主要包括精準種子工程(含生物工程與機械工程)、精準播種、精準施肥、精準灌溉、作物動態(tài)調(diào)控及精準收獲六大技術系統(tǒng)。

精準種子工程通過加快種子產(chǎn)業(yè)化體系建設，增加種子本身的科技含量。提高種子質(zhì)量．為實現(xiàn)精準播種奠定基礎。

精準種子工程是精準農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效的物質(zhì)基礎，也是農(nóng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的生物工程，更是良種繁育、種子加工以適應精準農(nóng)業(yè)要求的物質(zhì)保證，其科技貢獻率約為5％～10％。1、精準種子工程第十頁，共二十九頁。2、精準播種

精準播種(包括精準栽植)是在精準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”坐標位置精準、均勻一致、深淺一致．為作物創(chuàng)造最佳的生長空間。

精準播種是精準農(nóng)業(yè)的核心技術，其科技貢獻率約為10％～15％。第十一頁，共二十九頁。3、精準施肥

精準施肥不僅體現(xiàn)在對土壤肥力的科學補充和對作物所需營養(yǎng)的精準調(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。因而．精準施肥是農(nóng)藝與農(nóng)業(yè)機械技術的高度緊密結合。第十二頁，共二十九頁。4、精準灌溉

精準灌溉技術是按照田間每一操作單元的具體條件，精細準確地調(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。

精準灌溉是精準農(nóng)業(yè)的重要支持系統(tǒng)。第十三頁，共二十九頁。5、作物生長動態(tài)調(diào)控

通過作物生長動態(tài)調(diào)控系統(tǒng)對水、肥、藥和化學制劑進行調(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。

精準收獲是指根據(jù)地理信息系統(tǒng)或遙感技術掌握作物的生長情況，適時利用精準收獲機械做到顆粒歸倉．并根據(jù)一定標準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處理。6、精準收獲第十四頁，共二十九頁。3S技術的具體應用

21)智能化農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的動態(tài)定位GPS在精準農(nóng)業(yè)中的應用

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。第十五頁，共二十九頁。

在農(nóng)田設置的數(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十六頁，共二十九頁。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配套應用。第十七頁，共二十九頁。GIS在精準農(nóng)業(yè)中的應用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、預測病蟲害發(fā)生趨勢等，通過結合網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、模型庫、專家系統(tǒng)等組建基于網(wǎng)絡的病蟲害綜合管理地理信息系統(tǒng)。第十八頁，共二十九頁。

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)水資源管理方面第十九頁，共二十九頁。

應用相關的地理信息系統(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)中施肥管理第二十頁，共二十九頁。RS在精準農(nóng)業(yè)中的應用1)作物長勢監(jiān)測和大面積農(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確的數(shù)據(jù)信息平臺。第二十一頁，共二十九頁。2)提供大量數(shù)據(jù)源

在精準農(nóng)業(yè)體系中，遙感(特別是高光譜遙感)將為精準農(nóng)業(yè)實施提供大量的田間時空變化信息，遙感技術將成為監(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。第二十二頁，共二十九頁。3)用于災害遙感監(jiān)測和損失評估例如從1995年開始，我國就開展了利用衛(wèi)星等資料進行黃淮海平原地區(qū)旱災監(jiān)測的業(yè)務化運行工作，到1999年旱災監(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)。第二十三頁，共二十九頁。我國精準農(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)技術人才和設備缺乏。3)創(chuàng)新能力不足。第二十四頁，共二十九頁。發(fā)展方向

一是大力發(fā)展節(jié)水精準農(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。第二十五頁，共二十九頁。

二是大力發(fā)展節(jié)肥精準農(nóng)業(yè)。我國的化肥利用率相當?shù)?，僅為30％～40％，氮肥損失率高達70％～80％，浪費十分嚴重，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。第二十六頁，共二十九頁。

三是借鑒國外精準農(nóng)業(yè)技術理念和經(jīng)驗，以智能化、信息化技術改造、提升中小型農(nóng)業(yè)機械裝備，實現(xiàn)變量作業(yè)的功能；建立中小規(guī)模的集中化、規(guī)范化的試驗示范點，嚴格地進行精確化和科學化管理，用現(xiàn)代化信息技術指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；研究發(fā)展適合我國國情的精準農(nóng)業(yè)技術體系，創(chuàng)建一條符合精準農(nóng)業(yè)技術理念，依靠中小型設備實現(xiàn)的適合中小生產(chǎn)規(guī)模的中國特色的精準農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。第二十七頁，共二十九頁。TheEnd!第二十八頁，共二十九頁。內(nèi)容總結精準農(nóng)業(yè)。1.GIS,RS,GPS簡介。2.空間特性：視域范