定位技术在精准农业中的应用
定位技术在精准农业中的应用
学院：水利与建筑
班级：工程管理1404
姓名：徐田文
学号：A13140654
定位技术在精准农业中的应用
徐田文
（东北农业大学水利与建筑学院工程管理1404 徐田文 A13140654）
[摘要] GPS在现代精准农业中具有核心地位，为精准农业提供实时高效准确的点位信息，为农机作业提供高效导航信息，没有GPS定位系统，现代精准农业也就无从谈起。随着精准农业向着更加精准的方向发展， GPS定位系统将会得到更加普遍的应用，将在现代化农业中起到愈加主导的作用。
[关键词] GPS 精准农业应用
1.GPS简介及其定位原理
1.1 GPS定义
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
1.2 GPS发展
GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的
巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km 高度的全球定位网计划，并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。
1.3 GPS原理及方法
1.3.1原理
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合
多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR，）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 CA码测得的伪距称为CA码伪距，精度约为20米左右，对P 码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历
元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
1.3.2 GPS定位方法
根据定位模式，GPS定位方法分为绝对定位和相对定位2种。①绝对定位。又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。GPS 采用WGS- 84坐标系，所以单点定位求出的结果属该坐标系的坐标，但可通过坐标转换获得所需坐标系统的坐标。优点:作业方式简单，一台GPS接收机即可作业，点位三维坐标实时显示，数据处理简单。缺点:定位精度低，为10～30m。应用范围:绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中，如船舶导航；地质矿产勘探；暗礁、浮标定位；海洋捕鱼；旅游、越野导航定位；低精度测量等。②相对定位。又称为差分定位(Differential GPS，DGPS)，这种定位模式采用2台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。优点:由于采用同步观测资料进行相对定位，使卫星钟误差、星历误差、信号在大气中传播误差可得到消除或大幅度削弱。所以，可获得较高的定位精度。目前相对定位精度可达到10-9m。缺点:因几台GPS接收机同时作业，组织、实施、数据处理较复杂。由于求出的是同步点站间的三维基线向量(即点间的边长) ，故必须给出一个点的已知坐标
和一个已知方位角。应用范围:大地测量、工程测量、变形监测、地壳运动监测等精密定位测量工作。
2.精准农业介绍
2.1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。
2.2 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。在美、加、澳、欧等国，精准农业的实验研究以涉及小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。不仅发达国家对精细农作的技术实践非常重视，巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范应用。
精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此专门立项对有关发展战略进行研究，经过由美国科学院、美国工程院院士组织评估，于1997年发表了一份“Precision Agriculture in the 21st Century---Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究报告，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精准农业”技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。精准农业在美国、英国等发达国家已经形成为一种高新技术与农业生产结合的产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。
目前，适应精准农业技术体系应用的DGPS装置，GIS适用平台及农作物资源空间信息数据库管理软件，作物生产决策支持模拟模型，带DGPS接收机小区产量传感器和产量分布绘图装置的谷物联合收割机，自动调控施药、施肥机、播种机均已有商品化产品；支持农田信息实时采集的田间土壤水份、N、P、K含量、pH值、有机质含量、作物苗情、杂草分布等的传感器技术，已有初步研究开发成果。可以预言，精准农业技术体系的装备技术发展，到本世纪末将会日新月异，有关新兴产业将得到快速发展。
我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。如1992年北京顺义区在1.5万公顷的范围内用GPS导航开展了防治蚜虫的试验示范。在遥感应用方面，我国已成为遥感大国，在农业监测、作物估产、资源规划等方面已有广泛的应用。在地理信息系统方面，应用更加广泛，1997年辽宁省用GIS进行下辽河平原农业生态管理的应用研究，吉林省结合其省农业信息网开发“万维网地理信息系统（GIS），北京密云县完成以GIS技术建立的县级农业资源管理信息系统。在智能技术方面，国家863计划在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。这些技术的广泛应用，为我国今后精准农业的发展奠定了一定的技术基础，但这些研究与应用大部分局限于GIS、GPS、RS、ES、MS单项技术领域与农业领域的结合，没有形成精准农业完整的技术体系。尽管如此，随着我国农业技术和相关信息产业、工程制造业的发展，智能控制技术的广泛应用，精准农业的技术必将得到
不断发展完善，且将扩展到更为广泛的设施农作、养殖业和加工业的精细管理与经营。
国际上精准农业的实践表明，实施精准农业要求信息技术、生物技术、工程装备技术和适应市场经济环境的经营技术的集成组装，综合是其典型特征，技术集成是其核心，因此需要多部门、多学科联合作战。我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关应用技术的研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。
2.3 GPS测量误差及应对措施
①与GPS卫星有关的误差。主要有卫星星历误差、卫星钟差、卫星信号发射天线相位中心偏差等；②与传播途径有关的误差。主要有电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径效应误差等；③与接收机有关的误差。主要有接收机钟差、接收机天线相位中心偏差、接收机软件和硬件造成的误差等；④其他误差影响。主要有GPS控制部分人为或计算机造成的影响、数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响等。对于系统误差如卫星钟差、卫星星历误差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径效应误差等，可以采用各种模型或方法将其消除或减弱，而其他的随机误差只能用统计处理的方法，求出最佳值。
3.GPS在精准农业中的应用
在现代精准农业技术体系中，定位技术起到十分关键的作用。由于精准农业是研究农田中小区的差异性，所以必须使用定位技术引导信息采集和田间作业。在目前精细农业的研究和应用中，GPS技术以其快速高精度的定位结果成为首选。GPS技术的关键作用主要表现在如下3个方面:
3.1 农田作业
在精准农业中， GPS的应用必须与GIS紧密结合， GPS的定位信息通过GIS转化成相应的图形，同田间的各种信息结合，形成反映该信息的专题图和处方图，如肥力分布图、病虫害分布图等。首先要生成田地边界图层，随后的各项田间作业，如田间采样、田间监测、灌溉等，都要在边界图层上生成相应的图层，如采样图层、监测图层等。GIS中经GPS定位形成的图形数据为矢量结构，其坐标采用高斯平面坐标，从GPS接收机得到的数据经过坐标转换到国家通用高斯平面坐标后，其数值一般较大。现行做法一般是以某一点为农田平面坐标
的原点，建立农田独立坐标系，用所有点的坐标同该点坐标相减，得到相对该点的平面坐标，此时再对数据进行应用。对于各个图层，都要有田地识别号、日期、时间这些公共属性，然后是各自的有关属性。
3.1.1 田地边界层使用GPS进行田地边界的测量，是目前精准农业中常用的方法。一般做法是用带有GPS装置的车辆(对于小面积的田地，人背负GPS装置即可) ，绕田地边界行走1圈， GPS接收机每秒钟输出1次数据，记录下这一圈的所有点的位置信息，然后进行数据处理，从而最终使田地边界生成矢量化的数据。
3.1.2 采样层田地各种属性的采集是通过田间采样得到的。采样一般使用栅格采样法，确定采样栅格的大小，然后由GPS引导在栅格中心定点采样。具体应用时，确定栅格的大小后，则生成1个栅格的格网，覆盖在边界图层上，确定栅格格网的起始坐标后，即可确定栅格中心的坐标，从而形成包含各采样点坐标的采样层。
3.1.3 作业层每次进行田间作业前，应生成相应的作业分布图层，包括播种层、施肥层、喷药层、施水层和收割层等。各作业层可以由GIS先根据采样后的分析，根据相应的专家系统或决策支持系统生成各作业处方图层，然后由GPS进行导航作业，生成记录实际的作业层。
3.2 农机作业导航
3.2.1 精准施肥传统施肥方式因土壤肥力在地块不同区域差异较大，所以在平均施肥情况下，肥力低而其它生产性状好的区域往往施肥量不足，而某种养分含量高而丰产性状不好的区域则引起过量施肥。GPS为控制施肥提供空间定位和导航支持，基于GPS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平，将微量元素与有机肥加以科学配方，做到有目的地科学施肥。
3.2.2 精准灌溉精确灌溉既能满足作物生长过程中对灌水时间、灌水量、灌水位置、灌水成分的精确要求，又能按照田间的每个操作单元的具体条件，精细准确地调整农业用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田间运用GPS土地参数采样器采集植物生长的环境参数，如土壤湿度、地温等，通过GPS中心控制基站利用专家系统进行植物分析，可以调控植物生长环境，精确凋控节水灌溉系统。
3.2.3 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。
3.2.4 精准耕作
将GPS,GIS和精细农业、旱作节水农业相结合，开发精细农业和田间实时导航监控相结合的地理信息管理系统，实现了田间车辆多目标监控;建立农业机械装备数据库和查询系统，可方便地进行100多种农业机械装备数据的查询、添加、删除、保存等操作;通过获取车辆的实时信息，调取地图中的信息，将田间动态的车辆信息与农业机械装备相结合实现了信息的可交互性、可扩展性和通用性。
3.3 农田产量监测
目前，先进的谷物联合收割机均装配了GPS接收机和产量监控器，产量监控器所获得的产量数据可以通过GIS技术绘制成产量图直观表达出来，结合土壤分布情况，可提出当前影响作物产量的相关因素，帮助种植者评估天气、土壤养分和作业管理对作物产量的影响，为翌年生产布局和科学施肥提供决策参考，实行更精细的田间养分管理。产量监控器由谷物流量传感器、地面速度传感器、谷物湿度传感器、计算机系统、数据存储设备和卫星接收机等部件组成。在收获大多数谷物时，传感器置于收割机内谷物流经的地方，测量谷物的流速和湿度，根据收割谷物时收割机实时的具体位置进行数据转换，用流速除以收割面积即可得出单位面积产量。在这个过程中， GPS接收机是产量监控器必不可少的组件之一，在农田产量监测中发挥了关键作用。
4. 结论
我国是世界农业大国，人口多耕地少的基本国情决定了解决粮食问题的根本出路在于发展现代精准农业。无容置疑，精准农业技术必将成为新世纪农业高新技术的热门课题。我国连续几年中央“一号文件”的发布，对于改变传统落后的农业生产方式，大力发展现代精准农业技术，实现农业产业化而言是一个有力的契机。应当抓住这个难得的机遇，以先进科技为支撑，大力发展现代精准农业。
我国各地的自然条件、社会经济条件差异明显农业生产水平差距较大,农业集约化总体水
平较低GPS在精准农业中的应用极大地提高了农业生产效率,大大的提高了经济效益,从而使得精准农业的实践得到迅速的推广。现在两者的结合只是初浅的涉及到精准施肥、灌溉、防治病虫害和机械耕作等方面,对于更精细更高要求的农业来说,还要提高GPS农业应用的精度要求,例如在制作农田电子地图、土壤采样、变量喷洒和铺设灌溉管道方面的精确定位等方面还需要多实验应用。在设施农业发展较快的地区使用精准设施农业可增加农产品产出,提高农产品品质,节约水、肥资源,保护农业生态环境
相信在不久的将来，GPS可以在农业中发挥更大的作用。以后安装有GPS由电脑控制的大型拖拉机能自动驾驶作业,无需人工操作,而且耕地质量高。加强GPS的使用能更好的监测农作物的生长情况，使农场能因地制宜的种植作物。在对品种资源的野外考察和引种研究中,利用GPS技术可以准确定位野生群落和引种区的经纬度和高度,结合GIS技术可计算出区域的面积,查询到该区域的气候条件掌握当地生态环境的状况。将3S技术和其他技术体系相结合,精准农业可以更好的发展起来。
参考文献：
1.臧荣春,欧阳斌林. GPS技术在精确农业中的应用[J]. 农机化研究,2001, (4) : 86 - 88.
2.徐绍铨,张华海,杨志强,等. GPS测量原理及应用[M]. 武汉:武汉大学出版社, 2006.
3.张博. GPS在农业中的应用技术研究[D]. 北京:中国农业大学, 2000.
4.刘刚. 精细农业与GPS农业应用[J]. 全球定位系统, 2000 (2) : 12 - 16.
5.卢建刚,过静君. GPS在精细农业中应用的研究[J]. 工程勘查, 2002(1) : 50 - 52.
6. 翟传凤. GPS在精准农业中的应用[J]. 当代农机, 2007 (6) : 60 - 61.
7.江红星,刘春悦,侯韵秋.3S技术在鸟类栖息地研究中的应用[J].林业科学,2010,46 (7) : 155 -160
8.王志强.面向水禽栖息地保护决策的湿地信息系统研究[D].长春:中国科学院东北地理与农业生态研究,2006,1-43
9.张艳红,邓伟,张树文.向海自然保护区丹顶鹤生境结构空间特征[J].生态学报, 2006 , 26
(11):3725-3731
10.刘吉平.三江平原湿地鸟类生境多样性的GAP分析[D].长春:中国科学院东北地理与农业生态研究所, 2005,1-50
11.刘玉龙,田萍萍,武征.基于3S技术的水土流失信息提取与评价[J].中国水土保持, 2010
欢迎您的下载，
资料仅供参考！
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求
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。如美国把血红蛋白转移到玉米中，不仅保持了玉米的高产性能，而且提高了它的蛋白含量。抗虫害转基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美国、阿根廷、加拿大数百万公顷土地上试种。 微生物农业是以微生物为主体的农业。微生物在合成蛋白质、氨基酸、维生素、各种酶方面的能力比动物、植物高上百倍；微生物还可利用有机废弃物，变废为宝、保护生态环境。利用有益微生物，不仅可获得大量生物量，用于制作食用蛋白质以及脂肪、糖类等专门食品，而且在生物防治、土壤改良方面也有突出表现。日本研制的EM（含80余种微生物的生物制剂），被称为可以挽救地球的有效微生物群。施用EM可少用或不用化肥、农药和抗生素药物，净化环境。
定位技术在精准农业中的应用
定位技术在精准农业中的应用 学院：水利与建筑 班级：工程管理1404 姓名：徐田文 学号：A13140654
定位技术在精准农业中的应用 徐田文 （东北农业大学水利与建筑学院工程管理1404 徐田文 A13140654） [摘要] GPS在现代精准农业中具有核心地位，为精准农业提供实时高效准确的点位信息，为农机作业提供高效导航信息，没有GPS定位系统，现代精准农业也就无从谈起。随着精准农业向着更加精准的方向发展， GPS定位系统将会得到更加普遍的应用，将在现代化农业中起到愈加主导的作用。 [关键词] GPS 精准农业应用 1.GPS简介及其定位原理 1.1 GPS定义 利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 1.2 GPS发展 GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit)，1958年研制，1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的
巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。 为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km 高度的全球定位网计划，并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。 最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。 GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。 1.3 GPS原理及方法 1.3.1原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合
浅谈精准施肥技术
浅谈精准施肥技术 摘要:”精准施肥”的概念来源于精准农业。目前,精准农业已涉及到施肥、精量播种、作物病虫害防治、杂草防除和水分管理等农业生产的多个环节。从应用的广泛性上讲,又以精准农业土壤养分信息化管理系统和自动变量施肥技术(以下简称精准施肥技术)最为成熟。因此可以说,精准农业的核心技术是精准施肥技术。 关键词:农业施肥技术 “精准施肥”的概念来源于精准农业。精准农业是根据空间变异定位、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。它由现代信息技术支持的十个系统组成,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、土壤养舂信息管理、网络化管理系统和培训系统。目前,精准农业已涉及到施肥、精量播种、作物病虫害防治、杂草防除和水分管理等农业生产的多个环节。而从研究和应用的广泛性上讲,又能精准农业土壤养分信息化管理系统和自动变量施肥技术(以下简称精准施肥技术)最为成熟。在土壤养分管理方面,发达国家已将土壤类型、土壤生产潜力、不同肥料的增产效应、不同作物的施肥模式、历年施肥和产量情况等。 1、精准施肥的主要技术要点 1.1采集和分析土壤养分 在开展精准施肥的种植区内,选点采集土壤农化样,化验分析并汇总有关数据,建立土壤类型及性状数据库。 1.2研究土壤施肥增产效应 根据小区多年施肥种植试验,研究土壤养分与施肥变量之间的产量变化关系,绘制有关土壤养分与施肥增产效益函数图,确认相关函数,获取施肥参数。 1.3拟定作物目标产量和需肥比例 根据生产要求拟定作物产量,再根据产量推算作物营养总需求量、土壤可能供给养分量和施肥量及比例。 1.4配制肥料 根据确定的地点和具体的作物目标产量,参照一季作物总施肥量及比例,选取合适的单质化肥,混配生产专用BB肥。 1.5确定施肥时期、地点和施用量
精准农业技术
精准农业技术课程心得 第一次接触“精准农业”------这个名词，对于现在的我们，感觉还是很陌生很遥远，我们大部分是从农村来的孩子，在家务农根本就是靠我们祖先我们父母上一辈积累下的经验进行的，什么时候该浇水，浇多少水，什么时候该施肥，施多少，什么时候该除草等等，很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药、机械动力等投入的大量增加和天气状况而实现，也可以说是靠天吃饭。这个学期段老师在课堂上总会介绍关于它的一些信息，才开始了解，之后也偶尔会跟师姐们做一些田间实验，发现他们实验栽培的面积是经过测量的，种植间距和种植密度是经过计算的，施肥量施水量是要经过称量的，这对于我们可以算是比较精确的农业生产了。实验完成后你会发现一些作物的长势，产量比你在周围田边的看到的都要好得多，这也就说明了科学栽培的方法有许多好处。传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业生产过程中。 因为现在精准农业的普及还不是很广，我们在身边还未发现规模较大的一些应用，所以我们还不能亲切的感受到它的现代化，科技化。我国农业发展虽然历史悠久,经历了原始农业、传统农业、石油农业等阶段，但国内在精准农业技术的应用上尚处于起步阶段，经过段老师10个周的课程讲解，还有自己网上查了一些资料了解到一些信息，我们都知道我国是个农业大国，也是个人口大国，我们以世界百分之七的土地养活了百分之二十二的人口，这是值得我们骄傲的，我们国家领导人一直在倡导我们所谓的农业现代化，我们取得的进步大家有
目共睹，当前,我国农业发展已进入新的阶段,面临新的机遇和挑战,对农业科技的需求强烈,但是,我国传统的农业技术推广体系却存在诸多问题,我们可以发现越来越多的年轻人不喜欢呆在家务农，而喜欢到大城市去感受那种城市气息，这也就说明了就是我们满足不了当前农村发展的需要和农民的多样化需求。最近我们身边报道了许多土地污染问题，地下水污染问题很多很多，这也就直接反映了传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术以及化肥、农药加而实现。虽然农业机械化大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了土地压实、地下水及地表水污染。化肥农药过量使用等诸多问题。高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺、信息技术和人工智能术的高速发展促成了对农作物实施定位管理，根据实际需要进行变量投入等农业生产的精准管理思想，进而产生了精准农业的概念。 精准农业也称精细农业或精确农业，是20世纪80年代初发展起来的以实现农业高产、优质、高效为目的的现代农业生产模式和技术体系。它是在定位、导航的基础上，根据管理的单元的土壤特性和作物生长发育的需要，管理作物的每一个生长过程及各种农业物资的投放。最大限度地发挥土壤和作物的潜力，做到既满足作物生长发育的需要，又减少农业物资的投入，从而降低物资消耗$增加利润$保护生态环境，实现农业可持续发展。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，其核心技术是(3S)，即地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS），遥感技术（RS），其内涵主要包括精准种子技术、精准播种技术、精准平衡施肥技术、精准灌溉技术、作物动态监控技术、精
精准农业技术及应用研究报告进展
精准农业技术及其应用研究 文献综述 姓名：陈泉学号： 2018111107000817 分数： 摘 要：本文综述了精准农业的核心技术及其在农业中的应用情况，指出了各项技术的应用现状，最后预测了其今后的发展方向。 关键词：精准农业；技术应用；系统 Research of Precision Agriculture Technology And Applications Reference Review Abstract：This paper review the research evolvement of precision agriculture technologyandthe application，and point out the current situationand the future developmental orientation Key words：precision agriculture；technological application；system 精准农业是指利用遥感、卫星定位系统、地理信息系统等技术，实时获取农田每一平方M或几平方M为一个小区的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时对农业进行管理，并对作物苗情、病虫害、伤情等的发生趋势进行分析、模拟，为资源有效利用提供必要的空间信息。在获取信息的基础上，利用智能化专家系统、决策支持系统，按每一地块的具体情况做出决策，准确地进行精准播种、精准施肥、精准喷洒农药、精准灌溉、精准收获等精准生产管理。精准农业是未来农业发展的方向，是实现农业可持续发展的主要途径。 1．精细农业技术思想和技术支撑 精准农业主要目的是通过获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素，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，按需实施定位调控的“处方农作”，以实现最经济、最合理的
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。在美、加、澳、欧等国，精准农业的实验研究以涉及小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。不仅发达国家对精细农作的技术实践非常重视，巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范应用。 精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此专门立项对有关发展战略进行研究，经过由美国科学院、美国工程院院士组织评估，于1997年发表了一份“Precision Agriculture in the 21st Century---Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究报告，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精准农业”技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。精准农业在美国、英国等发达国家已经形成为一种高新技术与农业生产结合的产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。 目前，适应精准农业技术体系应用的DGPS装置，GIS适用平台及农作物资源空间信息
第一课精准农业的概念
第一课、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。在美、加、澳、欧等国，精准农业的实验研究以涉及小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。不仅发达国家对精细农作的技术实践非常重视，巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范应用。 精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此专门立项对有关发展战略进行研究，经过由美国科学院、美国工程院院士组织评估，于1997年发表了一份“Precision Agriculture in the 21st Century---Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究报告，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精准农业”技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。精准农业在美国、英国等发达国家已经形成为一种高新技术与农业生产结合的产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。 目前，适应精准农业技术体系应用的DGPS装置，GIS适用平台及农作物资源空间信息数据库管理软件，作物生产决策支持模拟模型，带DGPS接收机小区产量传感器和产量分
精准农业主要技术支持系统
精准农业的主要技术支持系统 （1）全球定位系统 （2）地理信息系统 （3）信息采集系统 （4）遥感监测系统 （5）决策支持系统 （6）智能化农业机械系统 我国用7％的耕地解决了占世界22％人口的温饱问题，但人口的增长与可耕地资源日趋减少已不可逆转。加入WTO后，农产品将面临更加严重的挑战，这一切都要求我国农业必须挖潜增效、走可持续发展道路。“精准农业”(Precision Agriculture或Precision Farming)是基于信息和知识支持的现代农业。它是将遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术、通讯与网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合，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，通过诊断和决策，制定实施计划，并在GPS与GIS集成系统支持下进行田间作业的信息化现代农业。其技术思想的核心，是按需实施，定位调控，即“处方农作”。精准农业是信息技术在现代农业生产中的直接应用，已被公认为21世纪最先进的农业技术，而精准农业管理决策支持系统是精准农业的核心所在，它集GIS、数据库、模型库、知识库、多媒体技术和农业专家系统为一体，通过GIS、作物生长模型、专家系统对GPS 数据、人工采集数据、遥感数据等多源、多维、多时空数据的分析决策，给出具体空间可视化的变量施肥、变量灌溉、病虫害管理等作业方案，以获得最大的经济收益和最小的环境污染。 2 国内外研究现状 2.1 国外现状 美国二十世纪八十年代初提出精准农业的概念和设想，九十年代初进入生产实际应用。目前美国、德国相继开发了一些农田空间信息系统如STT(Site Specific Technology) 、Farm Works将GIS的基本功能用于辅助农田管理决策。 2.2 国内现状 我国科学家在94年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议。科技部徐冠华部长在谈发展“数字地球”时认为，“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。国家在S863计划中已列入了精准农业的内容，国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。中科院也把精准农业列入知识创新工程计划，
浅谈精准农业技术与应用
浅谈精准农业技术与应用 精准农业(Precision Agriculture)是综合应用现代高科技，以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。具体说，就是利用遥感(RS)、卫星定位系统(GPS或WWGPS)等技术实时获取农田每一平方米或几平方米为一个小区的作物生产环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息，及时对农业进行管理，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生趋势进行分析、模拟，为资源有效利用提供必要的空间信息。在获取上述信息的基础上，利用智能化专家系统，决策支持系统按每一块地的具体情况做出决策，准确地进行灌溉、施肥、喷洒农药等。从而最大限度地优化农业投入，在获得最佳经济效益和产量的同时，保护土地资源和生态环境。精准农业包括施肥、植物保护、精量播种、耕作和水分管理等领域。 精准农业的全部概念建筑在“时空差异”的数据采集和数据处理上，变化的因素包括：空间因素、时间因素和预测因素。空间因素反映地域变化;时间因素反映年度变化;预测因素反映预测值与实际值之间的差异。精准农业的核心是对变化因素进行精确管理，根据当时当地测定的作物实际需要确定对作物的投入。 中国慢热 由于初始投资太高，农民又认为没有节约成本，尽管农业界十分看好，精准农业却没有像十年前预计的发展那么快。比如，
精准农业体系在欧洲就没有真正进入推广阶段，在英国，几乎一半农场没有采用任何精准农业技术。 在中国推行精准农业，还存在地块太小的问题。中国农业大学教授、中国工程院院士汪懋华向《财经》记者分析，在新疆和黑龙江有大规模农业，比较适用;但其他省份以小农业为主，要推行精准农业技术，困难不小。 早在20世纪90年代，中国即开始精准农业的应用研究，先后在北京、上海、新疆、黑龙江等13个地实现了大面积示范应用。自2005年起，农业部还启动了测土配方施肥项目，并在全国2000多个县进行试点，累计投入经费近50亿元。并建成了一套“测土配方施肥专家系统”，能根据每个地块土壤、作物品种等相关信息生成肥料配方，指导当地农民购肥施用。 农业部相关数据显示，施用个性化配方肥后，各种作物产量平均提高4%—7%，节省施肥成本约30%。但普及这一系统，需要实时更新数据，因为土壤中各种元素的含量会不断变化，一次测土数据不能长期适用。 精准农业事关每一寸田地，其推广可能还要经历日求寸进的过程。目前其发展取决于：技术装备价格下降和机器是否容易安装和维护;保护性耕作是否得到广泛推广;机械燃料、肥料和服务价格所占的比重。可以效仿美国实施精准农业的经验，根据需要、经济、实用的原则进行，不必一次性有把所有的技术都全套应用。只选对的，不选贵的。
北斗精准农业解决方案
北斗精准农业解决方案 一、精准农业现状 我国是一个农业大国，又是一个自然灾害多发的国家，农作物种植在全国范围内都非常广泛，农业信息化，智慧化是国民经济和社会信息化的重要组成部分，是农业发展的必然阶段，是新时期农业和农村发展的一项重要任务，是实现国民生计的大事。以农业信息化带动农业现代化，对于促进国民经济和社会持续、协调发展具有重大意义。进一步加强农业信息化建设，通过信息技术改造传统农业、装备现代农业，通过信息服务实现小农户生产大市场的对接，已经成为农业发展的一项重要任务。 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，取得更好经济效益和环境效益。 精准农业在我国还处于起始阶段，但精准农业的理念和技术投入应用，已经显示出很多优越性，可以省种、省工，提高水肥的利用率，增加经济收入，精准农业技术将在现代农业管理和技术上发挥重要的作用。用精准农业技术理论与原则改造传统农业，发展中国精准农业技术，是未来农业发展的重要趋势。 二、精准农业的体系结构 1．全球定位系统 精准农业广泛采用了全球定位系统用于信息获取和实施的准确定位。为了提高精度广泛采用了“差分校正全球卫星定位技术”。它的特点是定位精度高，根据不同的目的可自由选择不同精度的全球定位系统。 2．地理信息系统GIS 精准农业离不开GIS的技术支持，它是构成农作物精准管理空间信息数据库的有力工具，田间信息通过GIS系统予以表达和处理，是精准农业实施的重要。 3．遥感系统RS 遥感技术是精准农业田间信息获取的关键技术，为精准农业提供农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异信息的技术要求。 4、作物生产管理专家决策系统 它的核心内容是用于提供作物生长过程模拟、投入产出分析与模拟的模型库；支持作物生产管理的数据资源的数据库；作物生产管理知识、经验的集合知识库；基于数据、模型、知识库的推理程序；人机交互界面程序等。 5、田间肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信息采集处理技术设备。 6、自动农业机械驾驶技术。如带产量传感器及小区产量生成图的收获机械；自动控制精密播种、施肥、喷药机械等等。 近几年来，美国、欧洲一些技术先进的农场在精细农业方面已经进入普及规模的实施阶段。有的农场将遥测传感器装置、北斗仪器、微型计算机以及化肥、杀虫剂等全都装在拖拉
精准农业技术与应用
第一章概述 导读：精准农业是现代农业的一个重要组成部分和重要的发展方向之一，越来越受到广泛关注。精准农业也叫精细农业或精确农业，有时也被称作数字农业，通俗地讲就是综合应用现代高新科学技术、以获得农田高产、优质、高效的现代化农业生产模式和技术体系。精准农业的战略目标是：实现提高经济效益和保护生态环境的协调统一，遵循可持续发展原则，达到减少资源浪费、减轻环境污染、提高土地利用效率、降低农业生产成本等目的。 本章分三节，分别介绍现代农业与精准农业、精准农业基础理论、技术支撑与战略目标。 第三节现代农业与精准农业 1．1．1农业的社会发展阶段 农业是社会经济的一个重要组成部分，而且也是基础部分和最早出现的产业。“民以食为天”，所以在社会发展的最初阶段就有了农业。那时工业尚未出现。即使手工业也是在农业社会发展到一定程度后才出现的，所以那时的社会称为农业社会。考察社会经济发展的驱动力或生产要素就会发现不同的社会发展阶段，其生产要素或社会经济发展的驱动力是不同的。在农业社会，生产的发展，主要是农牧业的发展，主要靠两要素即资源与劳动力。资源是指土地资源和牲口资源。劳动力是指体力较强的人口。社会经济的发展是以拥有的资源量和劳动力的多少来决定的。 在工业社会中，生产的发展或社会经济的发展，除了依靠资源和劳动力两要素外，还增加了资金要素，所以称为“生产三要素”或经济发展“三要素”。资源除了土地资源外，还包括机器和厂房等，劳动力除了农民外，主要还包括工人。资金在工业社会中起到十分重要的作用，有了资金(本)就可以买到资源和雇佣劳动力，到了工业社会的中后期，又称为资本主义社会。在工业社会中，农业生产也受“三要素”的影响，资金在农业生产中也起到了明显的作用，有了资金也就有了土地和劳动力。 在信息社会或知识经济社会中，生产的发展或社会经济的发展，生产“三要素”是必要的保障，还主要依靠知识和科技，尤其是信息技术，科学技术成为第一生产力。 因此要发展农业生产，在农业社会主要依靠资源，尤其是土地资源和劳动力；在工业社会主要依靠资源、劳动力和资金；在知识经济或信息社会，主要靠知识和科技，尤其是靠信息技术。所以农业生产发展的驱动力，随着社会发展而变化。 当前人类社会正进入知识经济社会或信息社会，科学技术是第一生产力，发展经济或生产要靠科学技术，要靠信息。发展现代农业生产虽然仍离不开土地资源、资金和劳动力，即原来的“生产三要素”仍然是今天必不可少的保障条件，但主要还是要靠科技和信息，而不再以扩大耕地面积、增加劳动力和资金投入作为首要条件。虽然资金是非常重要的，但资金主要用于开发农业科技和信息，而不是用于开垦荒地或扩大耕地面积。劳动力也十分重要，但主要是指有知识的农民和技术人员。 把发展农业生产的驱动力重点放在依靠科技和信息，不仅是科学的、符合时代特点和当前的大趋势，而且也有利于生态环境建设和实现农业的可持续发展。 近10年来，我国无论在信息传播硬件建设，还是在农业信息平台和资源建设上都取得了较大进展(科技日报，2002)。目前，我国拥有涉农网站2600多个；国家科技攻关计划开展了“农业决策支持信息系统研究”、“农业信息化关键技术研究”，为国家宏观决策和农业科技信息传播发挥了重要作用。国家“863计划”开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”，在全国建立了20个示范区。“网络农业”、“精准农业”、“虚拟农业”等探索研究也应运而生。在农业研究信息系统、科技基础数据库、小麦一玉米连作智能决策系统、农业词表和机器翻译系统、多媒体光盘应用系统、农场管理系统、畜牧营养数据库、土肥信息管理系统、草地信息系统等方面也取得了一系列科技成果。 农业现代化是人们十分关心的问题。但对于“现代农业”的理解，众说纷纭，见仁见智。在20世纪的70年代，有人认为农业现代化就是指农业的机械化、水利化、化学化和电气化。到了90年代，有人认为农业现代化就是指生态农业、可持续农业和集约农业。《百科全书》对农业现代化的注释是：“指用现代科学技术，现代工业装备和现代管理方法改造农业的过程”。江泽民在20世纪90年代指出：“在经济发达
精准农业技术与装备
国家高技术研究发展计划（863计划） 现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目 课题申请指南 一、指南说明 精准农业是基于3S技术、决策支持技术和智能装备对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统，它充分体现了因地制宜、科学管理的思想理念，可以最大限度挖掘耕地生产潜力、实现农业生产要素高效利用，对于提高我国农业现代化水平，提升农业国际竞争力具有重大意义。 本项目针对“十一五”我国现代农业发展的战略需求，围绕进一步提升农业科技自主创新和转化应用能力、提高科技进步对农业增长的贡献率和农业资源利用效率，突破精准农业农田信息采集、智能变量农业装备、精准生产管理决策模型、精准农业集成技术等一批重大共性关键技术，构建支持我国主要大田作物、设施农业精准生产的重大技术、重大产品和重大系统原型，全面提升我国农业科技的原始创新能力；根据国际精准农业发展现状和我国农业生产的实际特点，提出我国精准农业技术框架、技术规范及评价指标体系，指导和规范我国精准农业发展；建立一批精准农业技术集成和应用示范基地，初步形成我国主要农作物和设施农业精准生产作业技术系统，提高农业综合生产能力，引领我国现代农业的发展。 此次发布的是现代农业技术领域“精准农业技术与装备”重大项目课题申请指南，拟支持7个研究课题，包括：（1）车载农田土壤信息快速获取关键技术与产品研发；（2）多平台作物生长信息快速获取关键技术与产品研发；（3）精准农业生产设计与管理决策模型技术研究；（4）农田作业机械智能导航控制技术与产品研发；（5）精准农业智能变量作业装备研究开发；（6）精准农业技术集成平台研究与开发；（7）精准作业系统构建与应用示范。 本重大项目安排国拨经费0.56亿元。 二、指南内容 课题1. 车载农田土壤信息快速采集关键技术与产品研发 研究目标：面向精准农业生产管理和精准调控需要，研究高效、实用、低成本的车载农田土壤信息快速
精准农业解决方案,让您的农机保持完美路径
精准农业解决方案，让您的农机保持完美路径 “合众思壮壁虎”北斗GNSS导航自动驾驶系统是合众思壮公司推出的高端农机自动驾驶系统产品。该系统将北斗多频RTK技术与车辆自动驾驶技术相结合，通过精确测量车辆的位置、航向和姿态，控制液压系统自动调整车辆转向角度，使车辆根据用户需求严格的保持直线、设定曲线或自动规划路径行驶。“合众思壮壁虎”在大大提高农机作业效率的同时，还能够保证耕地、播种、喷洒和收割等农田重复作业的厘米级精度，降低车辆驾驶员的劳动强度，减少时间投入和燃油消耗，提高单位面积产量，为用户带来更大的收益。 导航自动驾驶系统在农业上的优势： GNSS导航自动驾驶系统将精准化作业引入了农业生产中，帮助农业实现增产，降低投入，提高农民收入，具体优势如下： 1、增加有效耕地面积 使用自动驾驶系统进行农田的起垄或播种作业，农机车辆严格的按照直线或者设定的曲线路线行驶，结合线整齐，减少了土地的浪费，增加了有效耕地面积5%以上。 2、耕种株距均匀，提高产量 使用自动驾驶系统进行农田的起垄和播种作业，种植作物株距均匀，利于作物生长、通风、以及水分和养分的吸收，能够为农作物提供最佳的生长空间，有利于提高农作物的产量。 3、无重播漏播，省时省油 使用自动驾驶系统整地、翻地和起垄作业，无论采用直线行驶还是曲线行驶，自动驾驶系统都能自动对齐作业结合线，不会出现同一块地重复作业，也不会在中间出现遗漏。即使在车速较快的情况下，仍然能够保持厘米级的作业误差。保证了最短的作业时间，最短的车辆行驶距离，从而大大节省了时间和燃油的消耗。 4、自动驾驶，新手也能驾驶自如 在未使用自动驾驶系统之前，起垄和播种作业要借助划印器的帮助，对驾驶员操作水平要求很高。使用自动驾驶系统后，驾驶员只需要负责车辆掉头和控制油门，
“精细农业”的实践与农业科技创新
“精细农业”的实践与农业科技创新 21世纪，人类将逐步进入知识经济的时代，迅速进展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，进展节本增效生产方式，改善和爱护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程治理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可连续进展。在实践当今新的农业科技革命中，九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践，确实是一种具有创新意义的技术思想，差不多引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此曾专门立项组织了一批多学科闻名专家对有关进展研究进行了评估，研究报告通过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“Precision Agriculture in the 21st Century－Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究专著，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产治理决策和改善经济效益提供的庞大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的进展现状，面临的咨询题及其支持技术产业化开发研究的机遇。 近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的进展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体连续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程预备工作, 国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国举荐其技术产品，紧密关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一庞大的潜在技术市场。能够预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其有关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化进展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些进展中国家的起跑线拉近了距离，时刻上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术进展上的跨过，将是机遇性的挑战。 江泽民主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，差不多把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，治理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究进展必将带动一批直截了当面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的懂得。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上，目前国外关于Precision Agriculture的研究，要紧是集中于利用3S空间信息技术和作物生产治理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采纳“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营治理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。 “精细农业”技术是直截了当面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫
第六课现代精准农业及我国精准农业的发展方向
第六课、现代精准农业及我国精准农业的发展方向 2003-05-21 农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的、动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业(石油农业或机械化农业)后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段，将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产的"精准(PrecisionAgriculture)"，已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。 1、精准农业 农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术(农业生产力水平)和农业生产组织形式(农业生产关系)所决定。影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。 传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业上。通过大量高能耗工业产品(机械、化肥、农药、燃油、电力等)的投入来维持系统的产出。机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率，但也遇到了许多问题：如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染，农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题，品种基因单一化的危害、农产品品质的下降，水土资源及能源制约等。这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时，又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式，并进行了多种探索，提出了多种解决途径，如自然农业、有机农业、生态农业，等等。90年代以来，随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展，"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。 2、精准农业的技术体系 精准农业是现代信息技术、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。 2.1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1-3m2。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
精细农业及智能农业装备论文
湖南农业大学课程论文 学院：科学技术师范学院班级：12级教育技术学一班姓名：严一平学号：201240922133 课程论文题目：精准农业在农业生产中的作用与发展前景 课程名称：精细农业及智能农业装备 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
精准农业在农业生产中的作用与发展前景 学生：严一平 （科学技术师范学院12级教育技术学一班，学号201240922133） 摘要：精准农业是20世纪80年代中期开始的，利用最新技术，通过改变利率和混合领域内的需求以提高化肥应用。目前，这一概念已经适应于各种领域，作物和国家。这一措施使其在不同的种植制度，地区和国家中有很大差别，但它是逐步实施或被世界各地评价的。目前我国关于精准农业的研究应用还处于起步阶段，精准农业技术的引进和应用会给我国农业发展带来新的机遇,为我国推广、应用和发展现代化农业起着示范和推动作用。其最重要的价值和意义就在于能够实现农业的科学化、标准化、定量化、高效化。可以说，精准农业将会成为农业 史上一场伟大的革新。 关键字：精准农业技术、遥感系统、地理信息系统、全球定位系统、技术变革 精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是以信息为基础,利用传感器及现代先进的监测技术,完整、准确、及时的了解土地和作物的详细数据,结合精确时空统计分析,及时迅速的做出决策的一种农业管理系统。精准农业是当今世界农业最富有吸引力的前沿课题之一,代表了21 世纪全球农业发展的方向,是农业 的一场革命,是面向21 世纪农业的新技术,对我国农业生产产生了深远影响。一、精准农业的定义与技术基础 精准农业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。 （一）精准农业主要依靠3s（GPS、GIS、RS）技术来开展各项操作1.全球定位系统(GPS) GPS 是利用地球上空的通讯卫星、地面上的接收系统和用户设备等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统。GPS 是精准农业的基础,主要用于实时、快速地进行田间信息的采集和田间操作的精确定位,在精准农业中发挥了重要作用,为农田信息定位,指挥农机行走和农机作业,同时对周边环境进行不定期