精准农业与3S技术

在农田设置的数据采集点、
2)农业信息采
集样点定位
自动或人工数据采集点和环境
监测点均需GPS定位数据，以
便形成数字信息进行存贮与共 享。
3)遥感信息GPS
定位
对遥感信息中的特征点用 GPS采集定位数据，以便于与 GIS配套应用。
GIS在精准农业中的应用
包括分析病虫害发生的空间动态； 评估其发生的适宜生活环境及影响因 1)在防虫治病 方面 子；监测、预测病虫害发生趋势等，
土类、作物种类、产量水平，实施精确施肥，因时、因
地、因作物科学施肥，不但可以提高化肥资源利用率，
还可降低成本，提高作物产量。
三是借鉴国外精准农业技术理念和经验，以智能化、
信息化技术改造、提升中小型农业机械装备，实现变量
作业的功能；建立中小规模的集中化、规范化的试验示
范点，严格地进行精确化和科学化管理，用现代化信息
析、预测预报和辅助决策的能力。
地理信息系统从外部来看它表现为计算机软硬件系统，而其 内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，
是一个逻辑缩小的，高度信息化的地理系统。
RS—遥感
1.定义：不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自 目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标
地物的属性。
定灌溉、施肥、杀虫等的地点；二是定量的精确，精确确定 水、肥药、种子等的施用量：三是定时的精确，精确确定各 种农艺措施实施的时间。
精准农业技术体系框架
lxsgis@163.com
精准农业实施过程简图
lxsgis@163.com
主要内容
精准农业主要包括精准种子工程(含生物工程与机械工程)、 精准播种、精准施肥、精准灌溉、作物动态调控及精准收获六大
精准播种(包括精准栽植)是在精准种子的前提下对土地潜力
(水分、肥料)的最佳利用，也是对光能、空气的最大限度利用。
精准播种不仅要求种子质量(发芽率、整齐度)优良，更要求播种 到田后的种子分布“三维空问”坐标位置精准、均匀一致、深浅 一致．为作物创造最佳的生长空间。 精准播种是精准农业的核心技术，其科技贡献率约为10％～ 15％。
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。
1
精准农业概述
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
民以
食 为 天！
农业
精准农业
GIS
RS
GPS
3S技术
精准农业 Sub Title 1.精准农业概述 2.3S技术的具体应用
1.GIS,RS,GPS简介 2."3S"整体集成模式
3.我国精准农业存在 的问题及发展前景
GIS—地理信息系统
GIS 技术优势在于它的集地理数据采集、存储、管理、分
析、三维可视化显示与输出于一体的数据流程，在于它的空间分
3、精准施肥
精准施肥不仅体现在对土壤肥力的科学补充和对作物所需营
养的精准调配上，而且体现在按作物生育规律的动态营养需求适
量供给。它不仅要求肥料质量、品质精优，更要求“三要素”调
配和施肥位置精准。因而．精准施肥是农艺与农业机械技术的高
度紧密结合。
4、精准灌溉
精Βιβλιοθήκη Baidu灌溉技术是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准
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 理者或管理决策者提供及时准确的 数据信息平台。
在精准农业体系中，遥感(特
别是高光谱遥感)将为精准农业实 2)提供大量数
据源 施提供大量的田间时空变化信息， 遥感技术将成为监测土壤和作物 养分变化、水分胁迫和病虫害等 的主要数据源。
3)用于灾害遥 感监测和损失 评估
技术指导农业生产；研究发展适合我国国情的精准农业
技术体系，创建一条符合精准农业技术理念，依靠中小
型设备实现的适合中小生产规模的中国特色的精准农业
发展道路。
确地调整各项土壤和作物管理措施。最大限度地优化灌溉水用量，
以获得最高产量和最大经济效益，同时保护生态环境的一种高科
技灌溉技术。 精准灌溉是精准农业的重要支持系统。
5、作物生长动态调控 通过作物生长动态调控系统对水、肥、药和化学制剂进行调
控，使农业的投人和产出达到最佳效果。目前作物生长动态的
监测仍依靠传统农艺方法和常规手段。 6、精准收获 精准收获是指根据地理信息系统或遥感技术掌握作物的生
技术系统。 1、精准种子工程
精准种子工程通过加快种子产业化体系建设，增加种子本 身的科技含量。提高种子质量．为实现精准播种奠定基础。
精准种子工程是精准农业优质高效的物质基础，也是农产
品更新换代的生物工程，更是良种繁育、种子加工以适应精准 农业要求的物质保证，其科技贡献率约为5％～10％。
2、精准播种
定义 “精准农业”：按照田间每一操作单元的环境条件和作物
产量的时空间差异性，精细准确地调整各种农艺措施，最大 限度地优化各种投入(水、肥、种子、农药等)的量、质和时 机，以期获得最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态 环境，保护土地等农业自然资源，是农业可持续地发展下去。
精准农业要求实现3个精确：一是定位的精确，精确确
多地区农业生产的主要制约因素，据统计，我国农田灌
溉水的有效利用率不足35％。因而，根据农田作物需水
特点、适种条件和土壤墒情实施定位、定时、定量的精
准灌溉，最大程度的提高田间水分利用率是我国农业资
源利用的主要方向。
二是大力发展节肥精准农业。我国的化肥利用率相
当低，仅为30％ ～40％ ，氮肥损失率高达70％～80％， 浪费十分严重，还造成生态环境污染。根据不同地区、
通过结合网络、数据库、模型库、专
家系统等组建基于网络的病虫害综合 管理地理信息系统。
2)水资源管理 方面
G1S主要用于在水资源管理决 策支持系统、区域水资源管理、 地下水资源管理和水资源保护。
应用相关的地理信息系统软件， 可以建立用于精确农业变量施肥的田 3)农业生产中 间土壤养分信息数据库及田间施肥管
例如从1995年开始，我国就开展了 利用卫星等资料进行黄淮海平原地
区旱灾监测的业务化运行工作，到
1999年旱灾监测由监测黄淮海平原 地区扩展到了全国冬小麦主产区。
3
我国精准农业存在的问题及发展前景
存在问题
1)现有的农业经营体制限制。
2)技术人才和设备缺乏。
3)创新能力不足。
发展方向
一是大力发展节水精准农业。水资源短缺是中国许
长情况，适时利用精准收获机械做到颗粒归仓．并根据一定标
准对作物进行精确分级。它要求实现对作物收获过程的最少损 失和最快捷收集，同时又要求对作物秸秆进行科学处理。
2
3S技术的具体应用
GPS在精准农业中的应用
1)智能化农业
根据管理信息系统发出的指
机械作业的动
态定位
令，实施田间耕作、播种、施肥、
灌溉、排水、喷药和收获的精确 定位。
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
施肥管理
理方式。根据土壤采样数据生成田间
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 1)作物长势监 和分布状况进行宏观的估测，及时
测和大面积农
业估产。
了解作物的分布概况、生长状况、