精确农业概述.
第二课精准农业的技术体系
第二课、精准农业的技术体系精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。
精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
1、现代信息技术精准农业从90年代开始在发达国家兴起，目前已成为一种普遍趋势，英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加“精准”。
美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业，这项技术被称为“精准种植”，即通过装有卫星定位系统的装置，在农户地里采集土壤样品，取得的资料通过计算机处理，得到不同地块的养分含量，精准度可达1～3平方米。
技术人员据此制定配方，并输入施肥播种机械的电脑中。
这种机械同样装有定位系统，操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。
还可将卫星定位系统安装在联合收割机上，并配置相连的电子传感器和计算机，收割机工作时可自动记录每平方米农作物产量、土壤湿度和养分等的精准数据。
现代信息技术的特点是应用地理信息系统将土壤和作物信息资料整理分析，制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统，在此基础上，利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术，根据空间每一操作单元的具体条件，通过调整资源投入量，达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的。
同时在农田经营管理决策的环节上，可根据不同情况选择“单纯获取高产”，“以适量投入，获取较好经营利润”或“减少资源消耗、保护生态环境”等多种不同优化目标。
这项技术的构成包括空间定位的农作物产量信息采集技术和土壤信息定时采集技术、农田地理信息系统定时更新技术及空间定位的农业投入控制系统等。
2、生物技术现代生物技术从广义上讲主要包括基因工程、细胞工程和微生物工程等，最富有生命力的核心技术是基因工程。
现代生物技术最显著的特点是打破了远缘物种不能杂交的禁区，即用新的生物技术方法开辟一个世界性的新基因库源泉，用新方法把需要的基因组合起来，培育出抗病性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富，且生产成本更低的新作物、新品种；另外还具有节约能源、连续生产、简化生产步骤、缩短生产周期、降低生产成本、减少环境污染等功效。
精准农业
对精细农业理解都包含以下几个共同点。 ①精细探察差异，采取针对性调控措施，随时随 地挖掘潜力，达到全局优化； ②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智 能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通 讯技术等作为高新技术手段； ③通过合理调控，提高效率来提升正面效果，抑 制负面效应，全面提高经济效益、社会效益和环 境效益。
1.2 精细农业的技术思想
精细农业与传统农业相比，主要有以下特点：
（ 1 ）合理施用化肥，降低生产成本，减少环 境污染 精细农业采用因土、因作物、因时全面平衡 施肥，彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成 的三多三少（化肥多，有机肥少；N肥多，P、 K肥少；三要素肥多，微量元素少），N、P、K 肥比例失调的状况，因此有明显的经济和环境 效益。 （2）减少和节约水资源 目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉 水的利用率只有 40 ％左右，精细农业可由作物 动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌 微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减
第一章 概述
1概述 1.1 精准农业的基本概念 （1）“精准农业（精细农业）是使用信息技术，收集 多种资源的数据，产生相关的作物生产决策的经营管 理策略。”（美国国家研究委员会，1997） （2）“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位 系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等 高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学 等基础学科有机地结合起来，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，
智 能 化 变 量 农 作 机 械 （ Intelligent Farm Machinery）
农业科技精准农业种植技术方案
农业科技精准农业种植技术方案第一章精准农业概述 (3)1.1 精准农业的定义与意义 (3)1.2 精准农业的发展历程 (3)1.3 精准农业在我国的应用现状 (4)第二章农业物联网技术 (4)2.1 物联网技术在农业中的应用 (4)2.1.1 概述 (4)2.1.2 环境监测 (4)2.1.3 作物生长监测 (4)2.1.4 设备监控与调度 (4)2.2 农业物联网体系架构 (5)2.2.1 概述 (5)2.2.2 感知层 (5)2.2.3 传输层 (5)2.2.4 平台层 (5)2.2.5 应用层 (5)2.3 农业物联网设备选型与部署 (5)2.3.1 设备选型 (5)2.3.2 设备部署 (5)第三章农业大数据技术 (6)3.1 农业大数据的采集与处理 (6)3.1.1 数据采集 (6)3.1.2 数据处理 (6)3.2 农业大数据分析与挖掘 (6)3.2.1 数据分析方法 (6)3.2.2 数据挖掘技术 (7)3.3 农业大数据应用案例分析 (7)3.3.1 气象数据分析 (7)3.3.2 土壤数据分析 (7)3.3.3 病虫害监测与防治 (7)3.3.4 农业市场分析 (7)第四章农业遥感技术 (8)4.1 遥感技术在农业中的应用 (8)4.2 遥感图像处理与分析 (8)4.3 遥感技术在精准农业种植中的应用案例 (8)第五章农业智能装备技术 (9)5.1 农业技术 (9)5.1.1 农业的工作原理 (9)5.1.2 农业的应用领域 (9)5.2 农业无人机技术 (9)5.2.1 农业无人机的类型与功能 (9)5.2.2 农业无人机的应用场景 (9)5.3 智能传感器技术 (10)5.3.1 智能传感器的类型与原理 (10)5.3.2 智能传感器的应用领域 (10)第六章精准农业种植决策支持系统 (10)6.1 决策支持系统的构成与功能 (10)6.1.1 系统构成 (10)6.1.2 功能特点 (10)6.2 决策支持系统在农业种植中的应用 (11)6.2.1 土壤管理 (11)6.2.2 作物种植 (11)6.2.3 病虫害防治 (11)6.2.4 农业生产管理 (11)6.3 决策支持系统的开发与实施 (11)6.3.1 系统开发 (11)6.3.2 系统实施 (11)第七章精准施肥技术 (12)7.1 土壤养分监测与评价 (12)7.1.1 土壤养分监测方法 (12)7.1.2 土壤养分评价体系 (12)7.2 精准施肥方法与策略 (12)7.2.1 精准施肥方法 (12)7.2.2 精准施肥策略 (12)7.3 精准施肥技术在种植中的应用案例 (12)第八章精准灌溉技术 (13)8.1 灌溉水资源的优化配置 (13)8.1.1 灌溉水资源概述 (13)8.1.2 灌溉水资源优化配置的原则 (13)8.1.3 灌溉水资源优化配置的措施 (13)8.2 精准灌溉方法与设备 (13)8.2.1 精准灌溉概述 (13)8.2.2 精准灌溉方法 (14)8.2.3 精准灌溉设备 (14)8.3 精准灌溉技术在种植中的应用案例 (14)8.3.1 案例一：新疆棉花种植 (14)8.3.2 案例二：山东小麦种植 (14)8.3.3 案例三：江苏水稻种植 (14)第九章精准病虫害防治技术 (14)9.1 病虫害监测与预警 (14)9.1.1 病虫害监测技术 (14)9.1.2 病虫害预警系统 (15)9.2 精准防治方法与策略 (15)9.2.1 生物防治 (15)9.2.2 物理防治 (15)9.2.3 化学防治 (16)9.3 精准病虫害防治技术在种植中的应用案例 (16)9.3.1 某地区小麦病虫害防治案例 (16)9.3.2 某地区柑橘病虫害防治案例 (16)第十章精准农业种植技术集成与推广 (16)10.1 精准农业种植技术集成 (16)10.2 精准农业种植技术示范与推广 (17)10.3 精准农业种植技术培训与普及 (17)第一章精准农业概述1.1 精准农业的定义与意义精准农业，又称精确农业、智能化农业，是指在农业生产过程中，运用现代信息技术、物联网技术、智能农业装备等多种技术手段，实现对农业生产全过程的实时监控、精准管理、高效利用资源的一种新型农业生产方式。
精准农业与3S技术
土壤养分分布图，依此可以了解田间
土壤养分差异，并根据该差异进行变
量施肥决策和变量施肥作业。
•
•RS在精准农业中的应用
• 作物长势遥感监测是利用遥感数
据对作物的实时苗情、环境动态和
•1)作物长势监 测和大解作物的分布概况、生长状况、肥 水行情以及病虫草害动态，便于采 取各种管理措施，为作物生产管理
2.空间特性：视域范围大，具有宏观特性。 光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物 特性的研究范围。 时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测 。 3.特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可 比性、经济性。
•
•GPS—全球定位系统
GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L波段的 载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并 计算出接收机天线所在的位置。因此，GPS定位系统是由以下三 个部分组成： • （1）GPS卫星星座（空间部分） • （2）地面监控系统（地面控制部分） • （3）GPS信号接收机（用户设备部分） •应用特点：定位精度高，观测时间短，测站间无需通视，可提 供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多、应用广
•
•
•“3S”整体集成模式
"3S"整体集成包括： 以GIS为中心的集成方式（目的：非同步数据处理。通过利用
GIS作为集成系统的中心平台，对包括RS和GPS在内的多种来源 的空间数据进行综合处理、动态存储和集成管理。）
以GPS/RS为中心的集成方式（目的：同步数据处理。通过RS 和GPS提供的实时动态空间信息，结合GIS的数据库和分析功能 ，为动态管理、实时决策提供在线空间信息支持服务。该模式要 求集成多种信息采集和信息处理平台，同时需要实时通信支持， 实现代价高。
精准农业的概念
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。
精确农业名词解释
精确农业名词解释
精确农业（Precision Agriculture）是一种基于科学技术和信息管理的现代农业管理方法，旨在通过准确的数据收集、分析和应用，实现农业生产的精确化、高效化和可持续发展。
具体来说，精确农业利用先进的农业技术和设备，如全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术、无人机等，结合精确的传感器和监测装置，对农田进行细粒度的监测和管理。
通过收集和分析土壤和植物的相关数据，包括土壤营养含量、湿度、pH值，植物生长状况、病虫害情况等，以及气象因素等，从而实现农业生产的精确化管理。
精确农业的关键技术包括：
1.变量施肥：根据土壤的不同部分和不同需求，精确施加适
量的肥料，以最大限度地利用和保护土壤营养，减少浪费。
2.变量灌溉：根据土壤湿度、降雨和植物需水量等信息，精
确控制灌溉量和时间，以节约水资源，并避免过度灌溉或
不足灌溉。
3.定点喷药：利用精确农业技术定位和检测病虫害的发生情
况，以精确的方式施用农药，减少农药的使用量，提高防
治效果，并降低环境污染风险。
4.地块管理：利用地理信息系统和精确农业技术，对不同地
块进行分区管理，根据土壤、植物生长状况和需求等因素，制定差异化的农业管理方案。
精确农业的优势包括提高农业生产效率、节约资源、减少环境影响、提高农产品质量和安全性，以及对全球食品安全和可持续发展具有积极意义。
GPS在农业中的应用
GPS在农业工程中的应用
用于农田信息采集与处 方农作的空间定位
利用GPS技术可确定土壤取样的 准确位置,使实验室的分析结果体 现在土壤状态分布图中,依土壤特 性如质地、养分、有机质含量和 地貌条件计划所需投入量。当遇 到田间条件有差异时,可进行实时 作业调整,对农田进行产量监测和 记录
GPS在农业工程中的应用
生产中。与传统农业相比，使用全球卫星定位系统（GPS）地理 信息技术（GIS）、遥感技术（RS）、计算机控制技术、专家系
统是精准农业的优势，完成农业生产的定位、定量、定时的目的，
从根本上做到精耕细做。精准农业是一个复杂程度很高的系统， 具有较强的综合性，通过实施精准农业生产体系，可以在农业上 达到低耗、高效、优质、安全的目的。精准农业的实施包括多个 环节，如 GPS 导航驾驶、信息的管理与决策、基于 GIS 的变量作 业等，其中导航及变量作业是实施精准农业的一个重要环节。
精准农业分类
精准农业的技术体系可以分成两类，一是基于 3S 技术的精准农业
，另一类基于传感器技术的精准农业
A
基于 3S 技术的精准农业
B
基于传感器的精准农业
基于 3S 技术的精准农业，也被称为基于地 图的精准农业（Map-basedapproach），是以 地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统 （GPS）、遥感技术（RS）和计算机自动控 制系统为其主要核心。农业信息的重要组成 部分是精准农业，特点是在土壤的监测和作 物信息数据分析使用地理信息系统，作为属 性数据，并与矢量化地图数据一起制成具有 实效性和可操作性的田间管理信息系统。
基于传感器的精准农业(Sensor-based approach)，可以通过使用传感器及时性的特 点，测定所需的特性，如土壤、作物等，对 这些测得的信息，经过快速的数据处理以后， 就可以直接用于控制变量管理，所以，这种 操作可以不依赖GPS 系统的支持，同样也不 依赖 GIS 的支持。
精准农业技术改革传统耕作方式
精准农业技术传统耕作方式一、精准农业技术的概述精准农业，亦称为智能农业或精确农业，是一种利用现代信息技术，结合农业生产实践，对农业生产过程进行精确管理的新型农业模式。
它通过集成地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）以及物联网等技术，实现对农田环境和作物生长状况的实时监测、分析和管理，从而优化资源配置，提高农业生产效率和产品质量。
1.1 精准农业的核心理念精准农业的核心在于“精准”，即在农业生产的各个环节实现精确控制和管理。
这包括对土壤肥力、水分状况、作物生长情况等的精确监测，以及对种植、施肥、灌溉、病虫害防治等农业活动的精确指导。
1.2 精准农业的技术基础精准农业的技术基础主要包括以下几个方面：- 地理信息系统（GIS）：用于收集和分析农田的空间数据，为农业决策提供地理信息支持。
- 全球定位系统（GPS）：提供精确的地理位置信息，用于农业机械的导航和田间作业的精确定位。
- 遥感技术（RS）：通过卫星或无人机等平台获取农田的遥感图像，分析作物生长状况和环境变化。
- 物联网技术：通过传感器网络实时监测农田环境和作物生长数据，实现远程监控和管理。
二、精准农业技术与传统耕作方式的对比精准农业技术与传统耕作方式相比，具有明显的优势和特点。
传统耕作方式往往依赖于农民的经验和直觉，而精准农业则通过科学的数据和分析来指导农业生产。
2.1 传统耕作方式的局限性传统耕作方式在以下几个方面存在局限性：- 资源利用效率低：传统耕作往往采用“一刀切”的管理方式，难以根据具体的土壤和作物状况进行差异化管理。
- 环境影响大：过度施肥和灌溉可能导致土壤退化和水资源浪费，对生态环境造成负面影响。
- 生产效率不稳定：依赖于天气和季节变化，难以实现稳定的高产出。
2.2 精准农业技术的优势精准农业技术在以下几个方面展现出优势：- 资源利用效率高：通过精确控制施肥、灌溉等农业活动，减少资源浪费，提高利用效率。
- 环境友好：减少化肥和农药的使用，降低对环境的污染，促进农业可持续发展。
精准农业技术推广与培训计划
精准农业技术推广与培训计划第1章精准农业技术概述 (3)1.1 精准农业的定义与发展 (3)1.2 精准农业技术的分类与特点 (3)第2章精准农业技术国内外发展现状与趋势 (4)2.1 国外精准农业技术发展现状 (4)2.2 国内精准农业技术发展现状 (4)2.3 精准农业技术发展趋势 (5)第3章精准农业关键技术 (5)3.1 信息技术在精准农业中的应用 (5)3.1.1 地理信息系统（GIS） (5)3.1.2 遥感技术（RS） (5)3.1.3 全球定位系统（GPS） (6)3.2 土壤检测与养分管理技术 (6)3.2.1 土壤检测技术 (6)3.2.2 土壤养分管理技术 (6)3.3 植物生长监测与调控技术 (6)3.3.1 植物生长监测技术 (6)3.3.2 植物生长调控技术 (6)第4章精准农业设备与系统 (6)4.1 精准农业设备选型与配置 (6)4.1.1 设备选型原则 (7)4.1.2 设备选型方法 (7)4.1.3 设备配置 (7)4.2 精准农业系统集成与优化 (7)4.2.1 系统集成原则 (7)4.2.2 系统集成方法 (7)4.2.3 系统优化 (7)第5章精准农业推广策略 (8)5.1 推广体系构建与组织 (8)5.1.1 建立多层次、全方位的推广体系 (8)5.1.2 设立专门的推广机构 (8)5.1.3 加强推广队伍建设 (8)5.2 推广模式与手段创新 (8)5.2.1 创新多元化推广模式 (8)5.2.2 创新推广手段 (9)第6章精准农业技术培训体系 (9)6.1 培训目标与内容设置 (9)6.1.1 培训目标 (9)6.1.2 培训内容 (10)6.2 培训师资队伍建设 (10)6.2.1 结构合理 (10)6.2.2 业务精湛 (10)6.2.3 管理规范 (10)6.3 培训效果评价与反馈 (10)6.3.1 制定科学合理的评价标准 (10)6.3.2 建立多元化评价方式 (10)6.3.3 反馈与改进 (10)第7章农业生产经营主体培训 (11)7.1 农业企业培训 (11)7.1.1 培训目标 (11)7.1.2 培训内容 (11)7.1.3 培训方式 (11)7.2 农民合作社培训 (11)7.2.1 培训目标 (11)7.2.2 培训内容 (12)7.2.3 培训方式 (12)7.3 家庭农场培训 (12)7.3.1 培训目标 (12)7.3.2 培训内容 (12)7.3.3 培训方式 (12)第8章农业技术人员培训 (13)8.1 农业科研人员培训 (13)8.1.1 培训目标 (13)8.1.2 培训内容 (13)8.1.3 培训方式 (13)8.2 农业推广人员培训 (13)8.2.1 培训目标 (13)8.2.2 培训内容 (14)8.2.3 培训方式 (14)8.3 农业生产经营管理人员培训 (14)8.3.1 培训目标 (14)8.3.2 培训内容 (14)8.3.3 培训方式 (14)第9章精准农业技术示范与应用 (14)9.1 示范基地建设与管理 (15)9.1.1 建设原则与目标 (15)9.1.2 示范基地布局与规划 (15)9.1.3 示范基地建设内容 (15)9.1.4 示范基地管理与评价 (15)9.2 技术应用案例与成效分析 (15)9.2.1 案例一：基于卫星遥感技术的作物估产 (15)9.2.2 案例二：智能灌溉技术在设施农业中的应用 (15)9.2.3 案例三：农业无人机在植保作业中的应用 (16)9.2.4 案例四：农业大数据在农业生产中的应用 (16)9.2.5 案例五：精准农业技术在粮食生产中的综合应用 (16)第10章精准农业政策与法规 (16)10.1 政策环境分析 (16)10.1.1 国家层面政策环境 (16)10.1.2 地方层面政策环境 (16)10.2 法规与标准体系建设 (16)10.2.1 法律法规体系 (16)10.2.2 标准体系建设 (17)10.3 政策扶持与措施建议 (17)10.3.1 政策扶持 (17)10.3.2 措施建议 (17)第1章精准农业技术概述1.1 精准农业的定义与发展精准农业作为现代农业发展的重要方向，是基于现代信息技术、智能控制技术和农业科学理论的一种新型农业生产方式。
精准农业概述
3 、GPS与精准喷药
运用GPS监测病虫草害是预测预报的新手段， 通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析 图像，可以收集原始数据，监测大田作物，得出 田间病虫草害分布大小位置，并可以通过逐次拍 摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和为害程度， 以及病虫草害发展方向及流行趋势。
如要对大面积农田集中进行喷药， 则可选择装有差分GPS(DGPS)的飞机。 DGPS航空导航系统可以引导飞行员从 机场直接前往作业区，在已设计的航 线和高度飞行喷洒药物，若飞行员加 满药物再次返回作业区时，系统还能 让飞机到达上次药物喷洒停止时的准 确地点，以便确保既无重复喷洒又无 遗漏区域。
智 能 化 变 量 农 作 机 械 （ Intelligent Farm Machinery）
全球定位系统（Global Positioning System） 由包括24颗地球卫星组成的空间部分,由地面控 制站、一组地面检测站组成的地面控制部分和 用户接收机3个主要部分组成. 进行以农田空间定位为基础的作物小区平均产 量和影响作物生长主要环境信息的采集,是实施 精细农业的基础.
通过诊断和决策，制定实施计划，并在全球定位系统与 地理信息系统集成系统支持下进行田间作业。这是一种 信息化的现代农业。”（中国科学院院士、中国工程院 院士 李德仁） （3）“精细农业是基于知识和信息的大田作物、设施 农作、养殖业和加工业的精细管理与经营的技术思想和 体系的整体发展。精细农业技术体系是农学、农业工程、 电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集 成.....，目前国外关于精细农业的研究，主要是集中于 利 用 3S 空 间 信 息 技 术 和 作 物 生 产 管 理 决 策 支 持 技 术 （DSS）为基础的面向大田作物生产的精确农业技术， 即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作” 技术。”（中国工程院院士 汪懋华） （4）“精细农业”基于土壤精细管理的概念，是在田 间按照具体小区的情况调整管理措施，以提高产量、减 少环境危害的农业生产方式。
精准农业概述及其发展现状
精准农业概述及其发展现状目录一、说明 (2)二、精准农业概述 (2)三、预期成果与贡献 (5)四、研究总结与未来展望 (7)五、精准农业应用于蔬菜种植的可行性分析 (10)六、蔬菜种植现状与挑战 (13)一、说明蔬菜种植通常面临更为复杂多变的农业生产环境，如土壤湿度、温度、光照强度等参数的实时监测和调控难度较大。
尽管传感器技术和物联网技术为这些问题的解决提供了可能，但在实际应用中，仍需考虑设备的稳定性和耐用性，以及数据传输的准确性和及时性等问题。
精准农业作为现代农业的前沿趋势，正以前所未有的方式重塑着传统耕作模式。
通过引入先进的技术和设备，精准农业可以推动农业向更加现代化、智能化的方向发展。
这将有助于提高农业生产的效率和质量，促进农业产业的升级和转型。
未来，精准农业技术在蔬菜种植中的应用将更加注重可持续发展和环境保护。
通过优化资源配置、减少化肥和农药的使用量等措施，降低对环境的污染和破坏。
加强生态系统保护和修复，提高土地利用率和生态系统稳定性，为蔬菜产业的长期稳定发展提供有力保障。
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二、精准农业概述（一）精准农业的定义与发展精准农业，又称精确农业或精确农作，是一种基于农田物料投入精准管理，采用信息技术对田间各类信息进行实时监控管理的现代农业发展模式。
它集成了现代信息技术、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）和互联网等多学科知识，旨在通过精确控制农业生产要素，如水分、肥料和农药的使用量，以实现节约资源、保护环境并提高产量的目标。
精准农业的概念最早由美国明尼苏达大学的土壤学者在20世纪90年代提出，作为环境保全型农业的一种统称。
随着科技的进步，精准农业技术不断发展，已经成为现代农业的核心与重点。
它要求获取地块中每个小区土壤、水、农作物、光、热等信息，以诊断作物长势和产量空间上存在的差异，并按每个小区作出决策，实现定位的精确、定量的精确和定时的精确。
精确农业概述精确农业课件
根据信息技术应用水平与集成程度，西方精确 农业可划分为代表不同发展阶段的3种类型： (1)无任何信息技术（IT）组成的传统方式（准 备和初级阶段）；
(2)管理信息系统（MIS）、专家咨询系统（ES） 和简单机械化为主的类型(初步阶段)； (3)空间信息技术的充分应用和全面自动化处理 类型（基本实现阶段），包括自动数据收集、 集成MIS/DSS等技术支持系统。
国内农业专家系统日益深入，主要包括启发式专家 系统、实时专家系统、专家数据库、模型专家系统、 问题专用壳等5类。全国人工农情信息网络，为农 业决策部门提供生产形势和对策分析服务方面发挥 着日益重要的作用。我国农业信息化建设正在迈出 重要的一步。
我国从20世纪80年代开始了RS和GIS在水稻、小麦、 棉花、玉米等主要农作物和鸡、猪、牛的生产管理 的农业专家系统的应用研究。1991年，北京市政府 拨款组成了“GPS导航技术在农业飞防中的应用研 究”课题组。1995年，进行了为期5天的133万hm2 小麦卫星导航飞防灭蚜，采用先进的实时差分卫星 定位导航(DGPS)技术，通过装在地面和飞机上的 卫星信号接收器，确定飞防区域的精确位置，从而 避免了农药的重喷和涌喷，灭蚜率达到90%，并且 节省了人工。
Calculating the N-demand
N-Application
Canopy reflectance shows different N-status
Hydro N-Sensor measures and analyses the sunlight reflected by the crop.
现代农学技术与电子信息技术的发展，为 定量获取这些影响作物生长因素及最终收 成的空间差异性信息，实施基于知识和现 代科技的分布式调控，达到田区内资源潜 力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量 成为可能。
农业科技助力精准农业发展方案
农业科技助力精准农业发展方案第一章精准农业概述 (3)1.1 精准农业的定义与发展趋势 (3)1.1.1 精准农业的定义 (3)1.1.2 精准农业的发展趋势 (3)1.2 精准农业的关键技术 (4)1.2.1 信息技术 (4)1.2.2 生物技术 (4)1.2.3 工程技术 (4)1.2.4 农业遥感技术 (4)1.2.5 农业智能化技术 (4)1.2.6 农业生态环境保护技术 (4)第二章农业物联网技术 (4)2.1 农业物联网概述 (4)2.2 物联网在农业生产中的应用 (5)2.2.1 精准施肥 (5)2.2.2 病虫害防治 (5)2.2.3 水肥一体化 (5)2.2.4 农业机械化 (5)2.2.5 农产品质量追溯 (5)2.3 物联网技术的优化与创新 (5)2.3.1 传感器技术优化 (5)2.3.2 网络通信技术优化 (5)2.3.3 数据处理与分析技术优化 (6)2.3.4 应用层技术创新 (6)第三章农业大数据分析 (6)3.1 农业大数据概述 (6)3.2 大数据分析在农业中的应用 (6)3.2.1 农业生产管理 (6)3.2.2 农产品市场预测 (6)3.2.3 农业政策制定 (7)3.3 农业大数据的安全与隐私保护 (7)3.3.1 数据加密 (7)3.3.2 身份认证 (7)3.3.3 访问控制 (7)3.3.4 数据脱敏 (7)3.3.5 法律法规保障 (7)第四章农业智能装备 (7)4.1 农业智能装备概述 (7)4.2 智能农业机械的发展与应用 (8)4.3 农业智能装备的集成与创新 (8)第五章农业遥感技术 (8)5.1 农业遥感技术概述 (8)5.2 遥感技术在农业生产中的应用 (9)5.2.1 土地资源调查与评价 (9)5.2.2 植被生长监测 (9)5.2.3 病虫害监测与防治 (9)5.2.4 水资源监测与管理 (9)5.3 遥感技术的优化与提升 (9)5.3.1 提高遥感数据质量 (9)5.3.2 加强遥感技术与其他技术的融合 (9)5.3.3 推广遥感技术在农业保险中的应用 (9)5.3.4 培养遥感技术人才 (10)第六章农业信息技术 (10)6.1 农业信息技术概述 (10)6.2 信息技术在农业管理中的应用 (10)6.2.1 农业生产管理 (10)6.2.2 农业市场管理 (10)6.2.3 农业政策管理 (10)6.3 农业信息技术的推广与普及 (11)6.3.1 政策支持 (11)6.3.2 技术研发与创新 (11)6.3.3 人才培养与培训 (11)6.3.4 社会合作与交流 (11)6.3.5 农业信息化基础设施建设 (11)第七章农业病虫害监测与防治 (11)7.1 病虫害监测与防治概述 (11)7.2 病虫害监测技术的应用 (11)7.2.1 物联网技术在病虫害监测中的应用 (11)7.2.2 遥感技术在病虫害监测中的应用 (12)7.3 病虫害防治技术的创新 (12)7.3.1 生物防治技术 (12)7.3.2 化学防治技术的创新 (12)7.3.3 综合防治技术的创新 (13)第八章农业生态环境监测与保护 (13)8.1 农业生态环境监测概述 (13)8.2 生态环境监测技术的应用 (13)8.2.1 遥感技术在农业生态环境监测中的应用 (13)8.2.2 地理信息系统（GIS）在农业生态环境监测中的应用 (13)8.2.3 智能传感器在农业生态环境监测中的应用 (13)8.2.4 数据挖掘技术在农业生态环境监测中的应用 (14)8.3 农业生态环境保护策略 (14)8.3.1 加强农业生态环境监测体系建设 (14)8.3.2 制定农业生态环境保护政策 (14)8.3.3 推广农业生态环境保护技术 (14)8.3.4 增强农业生态环境宣传教育 (14)8.3.5 建立农业生态环境补偿机制 (14)第九章农业科技创新政策与产业布局 (14)9.1 农业科技创新政策概述 (14)9.2 科技创新政策的实施与评价 (15)9.2.1 科技创新政策的实施 (15)9.2.2 科技创新政策的评价 (15)9.3 农业产业布局与转型升级 (15)9.3.1 农业产业布局 (15)9.3.2 农业转型升级 (15)第十章精准农业发展案例分析 (16)10.1 国内外精准农业发展案例概述 (16)10.1.1 国内案例 (16)10.1.2 国际案例 (16)10.2 案例分析及启示 (16)10.2.1 案例分析 (16)10.2.2 启示 (17)10.3 精准农业发展的挑战与对策 (17)10.3.1 挑战 (17)10.3.2 对策 (17)第一章精准农业概述1.1 精准农业的定义与发展趋势1.1.1 精准农业的定义精准农业，亦称精确农业或智能化农业，是指在农业生产过程中，通过应用现代信息技术、生物技术、工程技术等高新技术，对农业生产要素进行精细化管理与调控，实现对农作物生长环境的实时监测、诊断与优化，以提高农业生产效率、减少资源浪费、保护生态环境的一种现代农业发展模式。
第五章 精细农业
3、发展节水精准农业
水资源短期是我国许多地区普遍存在的问题，也是农 业生产的制约因素，据统计，我国灌溉水的有效利用 率不足35%，因此，要根据作物的需水特点、适种条 件和土壤墒情，实施定位、定时、定量的精准灌溉， 从而提高水分利用率。
4、发展节肥精准农业
化肥对作物增产有50%的贡献率，在我国粮食生产中 占用重要地位，但由于肥料结构和施肥技术不合理， 不仅造成了肥料浪费，增加了生产成本，也破坏了土 壤结构，同时也对生态环境造成了不良影响。因此要 因地制宜，根据实际情况采用精确施肥。
（4）农作物的物质营养得到合理利用，保证了农产 品的产量和质量
因为精细农业通过采用先进的现代化高新技术，对农 作物的生产过程进行动态监测和控制，并根据其结果 采取相应的措施。这样，就使营养物质得到合理利用， 保证了农产品的产量和质量。
二、精细农业发展概况
（一）国外研究及应用现状
精细农业是最近几年来在美国、加拿大和欧盟一些国 家发展起来的高新技术与农业生产相结合的新型农业 模式。它的特点是“精确”，它利用卫星全球定位系 统、遥测遥感技术和计算机，做到精确作业、精确施 肥和精确估产。美国是精细农业发展最早的国家，于 20世纪80年代初提出精细农业的理念和设想，20世纪 90年代初进入生产世纪应用，部分技术和设备已经成 熟和成型，且取得了很大的经济效益。目前，世界上 精准农业的实践已涉及配方施肥、精量播种、病虫害 防治、杂草清除、水分管理、产量预测等有关领域， 成为发达国家合理利用农业资源、改善生态环境和农 业可持续发展的科学技术基础。
5、发展精准设施农业 6、加强精准农业试验示范工作
三、精细农业的技术思想
精细农业技术思想的核心就是获取不同农田小区作物 的产量以及影响作物生长的环境因素（包括土壤结构、 地形、植物营养、土壤水分、病虫草害等）实际存在 的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量产生差 异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施， 区别对待，按需实施定位调控的“处方农业”。
精确农业
浅谈精确农业农机0801 李维维 0812204913一、精确农业的概念（一）“精确农业”（Precision Agriculture简记PA），指的是利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、连续数据采集传感器（CDS）、遥感（RS）、变率处理设备（VRT）和决策支持系统（DSS）等现代高新技术，获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。
（二）精确农业有以下特点：基于作物及资源环境的时空差异特征；以最小投入、最大收益和最小环境危害为目标；以信息技术和智能化技术等为支撑技术。
（三）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。
二、高新技术在精确农业中的应用（一）这里所说的高新技术是“3S”技术，主要包括：1、全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是美国第二代卫星导航系统，是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，具有在海陆空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资助勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
2、地理信息系统（GIS）地理信息系统（GIS）是六十年代中期开始发展起来的新技术。
精准农业：国外研究现状
精准农业：国外研究现状精准农业（PrecisionFarming或PrecisionAgriculture）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与管理的技术系统。
狭义精准农业的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,高效利用各类农业资源,达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。
精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域,是当今世界农业发展的新潮流。
目前,精准农业的技术体系还处于初级阶段,其潜力的发挥需要研究时间和研究资源的投入,还需要不断发展和完善,因此我们需要对现有的精准农业技术要素进行分析,明确技术引进重点和研究方向,直接占领精准农业技术的世界前沿阵地。
目前国际上精准农业技术的推广处于徘徊期,普遍推广的还是一些单项技术,如DGPS定位下的精准播种、精准喷药等,澳大利亚精准农业中心的研究人员对基于产量变异、土壤养分变异的变量施肥技术的效果进行研究后的结论是,变量施肥并没有导致增产,只是降低了施肥量。
其它大田作物的效果不确定性很大,即使显示纯经济效益的,也很有限。
目前的精准农业的技术体系所产生的经济效益还不够明显,采纳目前的精准农业技术体系后,生产成本一般不会下降,作物产量和质量的增加只有几个特例,大部分的实验结果,产量并没有明显的增加。
如何走出目前精准农业推广的窘境,有必要对精准农业目前研究模式作一些创新,加强各项新技术在农业中的应用研究,从而促进精准农业快速向前发展。
精准农业国外研究现状美国20世纪80年代初提出精准农业的概念和设想,90年代初进入生产实际应用,部分技术和设备已经成熟和成型,但还没有形成系统,美国实施精准农业是根据需要、经济、实用的原则进行的,很少有把所有的技术都全套应用。
第六章精确农业技术体系
二、准确农业发生的背景
1、环境维护及浪费动力要求
国际农业的开展阅历了原始农业(游耕、游
牧等)、传统农业和现代农业３个主要开展阶段。
本世纪以来,石油农业的开展在取得成就的
第六章精确农业技术体 系
2021年7月24日星期六
内容
一、准确农业的含义 二、准确农业发生的背景 三、准确农业开展现状 四、准确农业的技术体系 五、我国准确农业的现状和开展方向
一、准确农业的含义
PA(precision agriculture, 或,precision farming,或处方农 作,prescription farming,或英尺农作,farming-by-foot,或逐块 区别管理,site specific management,或称变量投入技 术,variable rate technology)
GPS的作用
GPS运用于导航 1.船舶远洋导航和进港引水 2.飞机航路引导和进场下降 3.汽车自主导航 4.空中车辆跟踪和城市智能交通管理 5.团体旅游及野外探险 6.团体通讯终端〔与手机，PDA，电子地图等集成
一体〕
GPS运用于授时校频 1.电力，邮电，通讯等网络的时间同步 2.准确时间的授入 3.准确频率的授入
信息技术及其它电子技术的成熟。技术团体 信息技术、互联网络技术、机载电子技术(执行元件 的检测技术、传感器、变量控制等)的飞速开展以及 集成块存储器存储才干、计算机数据处置才干的提 高，均为准确农业技术研讨和运用发明了必要的条 件。
三、准确农业开展现状
美国乔治华盛顿大学2000年曾发布了一份关于新兴 科技的预测报告。报告中举出了在未来十年改动人 类生活的十大高新技术,其中包括准确农业。
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它是通过对作物生育和产量的实验数据加 以理论概况和数据抽象，找出作物生育动态 及其与环境之间的关系的动态模型，然后在 计算机上模拟作物在给定环境下，整个生育 期的生长情况。
如田区内的虫害模型。
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决策支持系统(Decision Support Systems)
量、病虫害等）在空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差
异的原因并做出决策，根据时间、空间变异，定时、定位、定量 地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。
精确农业的核心思想
基于田间差异的变量投入和最大收益。
精确农业与传统农业的区别
1）目标不同。减少投入、降低污染，提高产品 质量、产量，实现农业可持续发展；
准确方位，然后由电脑根据数字地图上的要求，自动控制
拖拉机上的设备完成播种、施肥、灌溉和喷洒农药的工作。
精确农业的实现过程
（1）划分区域，获得田间数据（如土壤结构、地形、 植物营养、含水量、病虫草害、历史产量等）； （2）利用决策支持系统作出作业决策，决定投入量、 时间、地点；
（3）根据田间时间和空间数据做出作业处方图；
（4）利用相应的机器和设备来完成精确作业。
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精确农业的实现过程
精确农业的实现过程
精准作业 处方图 决策生成 数据分析 数据采集
准确的时间、地点、方式、数量 精确地实施播种、施肥、喷药、收割等田间作业 分析影响作物生长的环境因素的时空差异 确定如何对作 物栽培管理实施按需投入
分析处理田间采集到的数据 确定土壤水分、肥力、作物 长势、病虫草害 卫星遥感、航空遥感、近地遥感 田间数据采集、车 载产量检测
2）手段不同。区别对待、按需实施；
3）结果不同。经济、环境效益双丰收。
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精确农业技术研究和应用效果
– 节约灌溉水：50% – 节约化肥：30% – 节约农药：30% – 降低生产成本：20%
精确播种施肥
精准喷药
精确农业实例——测土配方施肥
测土配方施肥技术是指通过土壤测试，及时掌握 土壤肥力状况，按不同作物的需肥特征和农业生 产要求，实行肥料的适量配比，提高肥料养分利 用率。
精准农业技术体系
全球定位系统（Global Positioning Systems）
地理信息系统(Geographic Information Systems)
遥感技术(Remote Sensing)
农业生物信息采集技术（Farming biological information Acquired Technology ） 作物生长模型（Crop Production Modeling ） 决策支持系统（Decision Support Systems ） 智能化变量农作机械（Intelligent Farm Machinery） 变量控制技术（Variable-Rate Technologies）
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精确农业
农机自动导航 变量喷洒农药
精量播种施肥
收获自动测产
精确农业的产生和概念
精确农业首先由美国农业工作者于20世纪八十年代末、九十年代
初倡导并实施的。
概念：精确农业（Precision Agriculture，简记PA，也可称为精细 农业、精准农业、处方农作等等）指的是借助3S技术、信息化技 术、计算机管理决策系统等现代高新技术，掌握农田作物产量和 影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水
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传统农业
传统农业
在工业化社会前，完 全没有现代投入的前
提下，主要依靠人力、
畜力和当地自然资源 的农业。
现代农业
现代农业
向农业大量输入机 械、化肥、燃料、电 力等各种形式的工业
辅助能，用现代科技
武装，以现代管理理 论和方法经营，生产 效率达现代先进水平 的农业。
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土壤速效氮的空间分布图
北京昌平精细农业示范区土地利用现状图、土壤采样布 局图和示范区土地利用规划图
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遥感技术(Remote Sensing)
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遥感技术(Remote Sensing)
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作物生长模型（Crop Production Modeling ）
模型是现实的或待实现的真实系统的一 种表示，是反映客观真实系统运动过程若 干有关侧面的映像。
变量控制技术是指安装有计算机、DGPS等先进
设备的农机具（智能化农业机械）可以根据它所处
的耕地位置自动调节货箱里某种农业物料（如化肥、
种子、农药等）投入速率的一种技术。
精确农业实例——测土配方施肥
（1）划分农田区域，提取土壤样品，分析土壤成分；
（2）根据土壤成分、往年产量等数据确定区域最佳施肥配
方，利用遥感图像、GIS软件绘制反映农田空间变异施肥
配方的数字地图；这张地图的目的是要说明，哪些位置应 该用怎样的速率喷洒多少量的氮磷钾等肥料。 （3）将地图输入进行施肥作业的拖拉机的电脑中，作业过 程中，安装在拖拉机的全球定位系统会随时测出拖拉机的
决策支持系统包括模型库、数据库、知识库、
方法库及其管理系统等，同时融合了良好的人机
接口，使得模型运算、数据处理、专家知识以及
在决策者的参与下，建立起模型库、数据库与领
域专家的有机联系。
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变量控制技术VRT（Variable－Rate Technologies）
２０世纪８０年代中期，由美国工业界提出的。
全球定位系统（Global Positioning Systems）
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土壤采样、苗情监测、距离测量及采样点导航
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地理信息系统(Geographic Information Systems)
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地理信息系统(Geographic Information Systems)
Precision Agriculture
精确农业基础
第一章 绪论
世界农业的发展 精确农业的概念和核心思想 精确农业的的实现过程 精确农业的技术体系 发展精确农业的意义
农业发展的三大阶段
原始农业
传统农业
现代农业
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原始农业
原始农业
基本利用自然力而自发进行农产品生产，主要供自己(劳动 者自己及其家庭)的最初级农业形态。