第七讲精确农业与GIS、GPS.pptx

（二）精确农业的特征 1、地域性 2．综合性 3．系统性 4．渐进性 （1）无任何现代装备、以传统农业技术为主的传统精确农业 （2）以管理信息系统、专家咨询和简单机械化为主要装备的现代精 确农业 （3）以高度自动化、信息化技术为装备的智能精确农业
此类精确农业全部采用变量投入(VRT)机械化设备、地理信息系统 (GIS)提供决策基础、决策支持系统(DSS)辅助决策、GPS／DGPS定 位、自动控制耕作或养殖等全过程。 5．可操作性
因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病
虫草害等）实际存在的空间和时间差异信息
➢ 变量投入：分析影响小区产量差异的原因，采取技术上
可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需变量投 入，分为：人工投入、机械投入、自动控制
➢ 最大收益：指生产力、生态、社会效益
1、精确农业的雏型 在所有农业耕地中存在土壤差异和产量差异，通过
二、精确农业的支持技术
1、3S技术
2、决策支持技术（DSS）
3、可变量投入系统
（1）计算机(控制器) 控制器包括计算机硬件和软件平台，是变量投入系统的核心部分，
它完成信息处理和信息图生成等工作。计算机中存储着信息图、土 壤、作物生长与产量、施用量的历史数据等，许多信息需及时更新。 （2）GPS （3）传感器 （4）可变量投入设备
在拖拉机上装配速度传感器、监控器等，可以对农业机械进行控制和按需 自动的动态变量调节，实现变量投入。 （3）在播种机械上安装传感器
在播种机械采用土壤水分传感器使种子播在水分适宜的深度，利用土壤营 养传感器、肥料营养传感器、流量计及变量装置建立投入肥料管理系统。 （4）在耕地机械上安装传感器
耕地机械装配土壤养分含量实时测试系统传感器，在耕作时进行实时测试， 经过数据处理后，可以得到土壤养分含量分布图，根据具体情况进行土壤改 良。 （5）在喷药机上安装传感器
3S技术（GIS、RS、GPS）可以及时发现作物生长环 境和收获产量实际分布的差异性，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）实际存在的空间和时间 差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并对这种 差异性给予及时调控，即采取技术上可行、经济上有效 的调控措施，区别对待，按需实施定位调控。
包括可变量耕作设备、可变量施肥设备、可变量播种设备、可变 量喷雾设备、可变量灌溉设备等
4、智能机械装备技术
必须具备定位导航、实时监测、自动变量调节等功能。 （1）在联合收割机上安装传感器
在联合收割机上安装谷物产量、水分、温度、机器行走速度、工作幅宽等 传感器，再与全球卫星定位导航技术设备配合，实现谷物收割过程的空间位 置监测和数据采集、储存、计算、输出的结合。 （2）在拖拉机上安装传感器
概念:借助3S技术，尽可能的精细地掌握农业生产的环境条 件，包括作物、土壤、气象等信息，用计算机管理决策系统 （包括模拟模型、农业专家系统、决策支持系统等）对其进
行处理分析，为制定农业生产管理措施提供定量决策建议并赋 予定位实施。
精确农作技术思想:
基于田区差异的变量投入和最大收益
➢ 田区差异：农田小区作物产量和影响作物生长的环境
在喷药机上安装病虫草害等信息采集传感器和控制器，视病虫草害程度变 量唤洒农药，不仅可以减少对环境的污染，同时可以减少对人畜的危害。 （6）在灌溉设备上安装传感器
三、精确农业技术实施过程
精准农业的技术路线图
（一）数据采集
1．产量数据采集
2．土壤数据采集
土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有机质、 土壤PH值、土壤压实、耕作层深度等，详细的土壤信息是开 展精确农业工作的重要基础。
➢ 八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾“农业生产力、资源、环 境问题”的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、 提高农产品市场竞争力、减少环境污染的迫切需求，为“精确农业”技 术体系的形成准备了条件。
➢ 九十年代，尤其是海湾战争后GPS技术的民用化，推动了精确农业技 术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的农艺学、土壤 学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、 系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息技术的支持下组装集 成起来，形成了一个新的精确农业技术体系。
2、精确农业内涵
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， 定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术，即把智能化 农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术，在全球定位 系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术的支持下组装集成起来， 形成完善的精确农业技术体系。
3、精确农业外延
精确农业技术思想，是信息技术和人工智能高新技术在大农业中的 运用，精确农业技术不仅适用于种植业，也适用于养殖业和加工业， 已扩展到设施园艺Βιβλιοθήκη Baidu集约养殖、产品加工及农业系统的精确经营管理 等方面，从而形成完整的精确农业技术体系。其全部概念建筑在“空 间差异”（Spatial Variability）的数据采集和处理上，其核心意图 是实时测知作物（畜禽）个体或小群体或小地块生长或防疫的实际需 要，从而及时确定对其针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、质 和时机，改变传统农业大群体、大面积平均投入的作法，以获得最佳 效果和最低代价。随着精确农业技术在不同农业产业领域的拓展，必 将产生更为显著的社会、经济和生态效益。
一、精确农业的概念与特征 （一）精确农业的概念
来源:Precision Agriculture（精确、精细、精准） 包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面 Precision Farming(精确农作) Prescription Farming（处方农作） Site-specific Farming(定位农作）
精确农业与GIS、GPS
➢ 精确农业的早期研究与实践在发达国家始于八十年代初期，根据农田 内小区作物产量和生长环境条件的显著时空差异性，提出对作物栽培管 理实施定位、按需变量投入，精确农业由此而发展起来。
➢ 七十年代中期微电子技术的迅速实用化，推动了农业机械装备机电一 体化和智能化监控技术、农田信息智能化采集与处理技术研究的发展。