时辰：2023-10-15 09:56:36
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1弁言
精准农业是以完成农业高产、优良、高效为方针的古代农业出产情势和手艺体系，是以信息手艺为撑持，按照空间变异，定点、按时、定量的实行一整套古代化稼穑操纵与办理的体系。新疆精准农业始于20世纪末，早期成长迟缓，跟着斗极导航手艺、挪动通信搜集的成长，精准农业手艺成长敏捷。新疆以棉花为首要经济作物，按照国度统计局2018年棉花产量的通知布告数据，新疆棉花总产量占天下总产量的83.84%，新疆出产的棉花约三分之一产自新疆出产扶植兵团。最近几年来，新疆出产扶植兵团正式开启团场鼎新，兵团职工自立组建农工协作社，新疆兵团地盘流转活泼，据新疆农业村落局部统计，到2018年全新疆家庭承包耕地流转面积已达745.8万亩。协作社范围不时增大，田块不时整合集合，对成套精准农业手艺操纵情势在新疆的深切推行打下了底子。以后，精准选种、精准收成、精准施肥、精准喷药、精准浇灌、精准田间监测、精准收成等所触及的精准农业手艺，已有局部在新疆兵团范围化操纵。本文基于斗极导航融会精准农业赋能新疆立异尝试区扶植名目，颠末历程对新疆兵团石河子市石总场大田莳植数字农业扶植试点、石河子市北泉镇鸿兴翔莳植专业协作社等多家大型农业协作社遏制了实地调研，对新疆兵团精准农业手艺操纵近况及成长须要遏制总结阐发。
2新疆兵团精准农业手艺操纵近况
精准农业手艺已操纵于新疆兵团农业的耕、种、管、收四大关头，按照庄家对各类精准农业手艺的接管度和该手艺的推行操纵水平，本文首要从农机主动驾驶体系、水肥一体化体系、农业信息化办理体系三方面，对新疆兵团精准农业手艺操纵近况遏制阐发。
2.1农机主动驾驶体系
如图1，电机式农机主动驾驶体系首要由电机、角度传感器、GNSS天线、高精度GNSS领受机、平板电脑、电台及天线等局部构成。该手艺可完成1000m播行水平偏差不逾越3cm，播幅毗连行偏差不逾越3cm，能有用处置农机收胜利课中显现的“播不直、接不上茬”的老迈坚苦目，能够或许或许或许或许或许或许削减用工本钱，耽误功课时辰，前进功课品德和地盘操纵率。2012年，新疆兵团农机推行局部睁开了卫星导航主动驾驶手艺尝试树模使命，将该手艺产物操纵在棉花收胜利课中。2013年，财务部、农业村落部在国度农机购买补贴目次中，增添“农业用斗极终端（含渔船用）”的财务补贴，昔时补贴额到达3.12万元/台套。2014年，国度发改委撑持新疆兵团第八师睁开地域精准农业树模，对首批800台套的斗极农机主动驾驶导航体系两重补贴，包含国度购机补贴和1万元的名目补贴。遏制2019年4月，兵团农八师已装配3000余台套农机主动驾驶体系，根基完成了全笼盖。农机主动驾驶体系慢慢从小面积尝试向大面积尝试树模迈进，且国产化品牌完成了从零到主导的冲破。
2.2水肥一体化体系
水肥一体化体系是颠末历程设置装备摆设田间信息精准监测体系，全程监测农田墒情、景象形象、装备工况等信息，为水肥决议打算和功课办理供应信息撑持。今朝，操纵者可颠末历程PC或手机APP来发送指令，颠末历程GPRS通信情势完成阀门和主动施肥机的长途节制，完成田间的无人功课功效，整年无需下地手动开关阀门。该手艺既能知足作物成长历程中对注水时辰、注水量、注水位置和注水成份的切确请求，又能按照田间的每一个操纵单位的具体前提，邃密切确地调剂农业用水办理办法，最大限定地前进水的操纵率。水肥一体化体系局部装备表现图如图2。20世纪前期，新疆兵团起头引进喷灌、滴灌手艺。2008年以来，膜下滴注水肥一体化手艺取得本地当局的鼎力搀扶，跟着配套底子举措办法手艺的成长，慢慢将滴灌节水手艺向智能化、水肥一体化、长途操纵节制标的方针成长。水肥一体化体系已构成了对应的办事体系，可大面积操纵于大田作物。新疆自行研发的系列主动反冲刷网式过滤机组及主动施肥机，单套节制面积100-166.67hm2。以后，兵团高新节水浇灌面积1129.07千公顷，是天下最大的节水农业浇灌区。
2.3农业信息化办理体系
农业信息化办理体系可供应综合办事，如操纵斗极导航定位终端、农机工况收罗终端，颠末历程蜂窝搜集将农机位置信息、工况信息传输至农业信息化办理体系，可完成农机运转轨迹的回放、功课面积的统计、农机安康情况的羁系和瞻望。别的，还可颠末历程各类传感器收罗的信息，构成水、肥、药的变量喷施处方图，基于农业信息化办理平台遏制羁系和下发功课使命。基于该类体系，可前进办理、调剂、掩护效力。图3为新疆兵团八师石总场信息化办理平台界面。农业信息化办理体系是随各类收罗终端成长而来，以后，浩繁企业及当局别离成立了对应的农业信息化办理体系。
3新疆兵团精准农业手艺成长须要
新疆兵团精准农业在斗极农机主动驾驶方面已取得了注视标成就，但依然存在差分旌旗灯号办事受限、基准差别一等题目。以后村落现真相况是休息力骤减，知足农业出产须要的休息力严峻缺少，是以，斗极农机主动驾驶手艺应向农业全财产链标的方针成长，来填补休息力削减的现况。2015年，农业村落部《到2020年农药操纵量零增添步履打算》和《到2020年化肥操纵量零增添步履打算》，但新疆在节肥、节药等手艺的操纵方面成长迟缓，且新疆是缺水地域，是以，水、肥、药变量喷施手艺的成长燃眉之急。因棉花等作物的覆膜构成严峻的情况净化，为了情况可延续成长，必须前进残膜收受接管手艺和成长可复用膜。下面首要从三方面来阐发新疆兵团对精准农业手艺的须要。（1）繁复式农机主动驾驶手艺农机主动驾驶体系首要操纵在精准收成关头，一样也可操纵在差别作物的耕地、施肥、施药、收成等关头。以后的农机主动驾驶体系还需由专业职员装配、调试和讲授，严峻限定其推行。是以，农机主动驾驶体系应当向装配简洁、“傻瓜式”操纵标的方针成长。（2）水、肥、药变量喷施手艺中国是环球农药、化肥用量第一大国，但喷施流程和操纵率远远低于前进前辈国度水平。基于农作物的现实须要，将水、肥、药按时、定点、定量的喷施是节俭本钱、前进农作物产量的成长趋向，但投入产出比是以后最大的限定。如底肥的施用，需基于泥土采样、上季作物的产量散布图等共同决议。颠末历程信息手艺手腕，感知作物的现实需水、需药、需肥量，接纳变量投入手艺，完成按需精准浇灌施肥施药，将是成长新标的方针。是以，应高度正视研讨开辟智能感知手艺、深度进修算法、变量投入手艺、机器人等。（3）残膜收受接管手艺地膜操纵量不时增添，但收受接管率偏低，泥土中的残膜量慢慢增添，泥土打算遭到严峻粉碎、耕地品德慢慢降落。当今，新疆已成为残膜净化严峻的地域之一。是以，应向新型可复用农膜和前进残膜收受接管手艺标的方针成长。
中图分类号：F325，1
文献标记码：A
文章编号：1673-291X(2009)33-0029-03
中国农业正处于由传统农业向古代农业过渡阶段，农业全体成长水平与天下发财国度有较大差别，农业科技水平低则是首要身分之一。精准农业――将来农业的雏形，是一种基于常识的农业手艺体系，是完成精准农业效益的必经之路，成长和推行精准农业手艺对加速中国农业古代化可延续化历程、占据将来农业范畴协作制高点具备很是首要的意思。
一、推行精准农业的意思
1 成长精准农业是完成中国农产物高产、优良、高效农业的须要。插手WTO后，发财国度和地域的一些农产物凭仗其品德和价钱上风，将更多地进入中国农产物市场，中国农业面对着更严峻磨练，依靠科技前进，尽力降落出产本钱，前进农产物品德成为中国农业成长确当务之急。精准农业是品德效益型农业，以优良高效为方针，正视农产物的品德，寻求以起码的投入取得优良的高产出和高效益。
2 成长精准农业是中国有用操纵生态本钱，完成农业可延续成长的须要。中国生齿最多但天然本钱状态较差且好转趋向严峻，如人均耕地据有量逐年降落，近十年人均据有量由0.09公顷降落到0.08公顷。化肥、农药的大批操纵及财产废水、废气、废渣的肆意排放构成农田情况和农作物的严峻净化，约占今朝耕地总面积1／5的地盘遭到净化；地盘退步严峻，致使天然灾难越发频仍。优化本钱，掩护情况，完成农业可延续成长已成为中国社会经济成长的根基计谋。但从传统农业的角度来看，情况掩护与农业成长间存在着必然的抵触，农业可延续成长须要新型手艺的撑持，依靠科技手艺前进农业出产中的本钱操纵率，以充实操纵无限的天然本钱。
3 成长精准农业是改变农业经济增添体例和增添农人收人的有用路子。中国以往农业经济的增添首要是靠投入，以集约运营处置求过于供的总量题目。但在农产物根基构成买方市场的前提下，数目题目已不再是首要抵触，而被种类、品德抵触所代替。农业面对和所要处置的首要是农产物的品德题目。集约运营难以处置这一抵触，惟有靠以古代迷信手艺为底子的集约运营方是正路。成长精准农业也是增添农人支出的殊途同归。增添农人支出是干系全局性的题目，也是农业成长的底子方针。但在市场经济前提下，仅靠扩大数目和前进农产物价钱已不多大潜力，必须瞄准市场，阐扬本钱上风，成长精准农业。
二、大河沿子镇古代精准农业手艺推行近况
大河沿子镇位于新疆精河县以西45千米处，面积1435.45平方千米，总生齿3.25万，此中农业生齿2.6万。下辖15个农牧业村，1个新农生态农业无限义务公司和2个社区居委会。大河沿子镇共有耕地11.7万亩，农业出产以棉花为主，2007年全镇棉花收成面积为11.4万亩，是一个以农为主、农牧连系的大镇。从2006年起头至今，大河沿子镇牢牢环绕着增进农人增收，完成农业疾速成长和村落经济繁华这一主题，在全镇睁开了以古代精准农业手艺为主的一系列农业科技推行使命。
1 现有棉花莳植手艺。一向以来大河沿子镇的棉花莳植都是很传统的，2006年起头接纳新手艺，大面积棉田接纳了“一穴一粒”精量收成手艺，农人从沉重的定苗中束缚出来，过上了休闲的节日。“一穴一粒”精量收成对种子加工提出了更高的请求。按照种子出产的有关规范，抽芽率到达80％的种子才算及格种子。泥土耕耘层90％以上残膜都取得清算收受接管，防止因棉种播在残膜上出不了苗的题目。为消弭庄家担忧“一穴一粒”不保险的心思，当局局部还赐与庄家恰当的补贴和优惠政策，精量收成手艺就如许在不被遍及看好的情况下推行下去了。与精量收成相配套的是精准浇灌，固然洪流漫灌已是掉队的浇灌体例了，但在大河沿子镇依然存在，只要局部耕地接纳加压灌，膜下灌等精准浇灌体例，2008年还接纳了埋式滴灌植棉新手艺，并将延续推行。棉田施肥一样离不开“精准二字”，依靠滴灌体系实行的“随水施肥”在大河沿子镇也取得了操纵。
2 精准手艺举措办法配套状态。大河沿予镇已推行加压灌8000亩，膜下灌7000亩，设立了两个树模点，此中一个接纳精巧气吸式点播及高压滴灌手艺相配套；第二个树模面积为125亩，接纳精巧气吸式点播及常压滴灌手艺相配套，都颠末历程精量收成、精肥精管，实行规范化功课。以成立诱虫灯监测预告体系为主，接纳频振式杀虫灯和生物药剂防治手艺的综合操纵，完美植保体系，降落出产本钱。与此同时，该镇已引进小型精量收成机18台，一机三膜大型精播机2台，拔杆清膜机100台，引进优良高产物种标杂Al达150亩，新陆早33号5000亩。2008年大河沿子镇还鼎力成长举措办法农业，成立蔬菜大篷，增添了高压滴灌等举措办法，其植棉手艺在全县还处于抢先水平，如高产优良新种类的引进、推行和滴灌手艺的操纵。因为棉田病虫害的综合防治手艺，农机规范化功课等惯例手艺和新手艺的综合操纵为棉花高产打下了坚固的底子。
自从2006年推行精准手艺以来，大河沿子镇棉花莳植不只削减了投入本钱和休息力，并且还前进了棉花产量，增添了支出。在2007年因为接纳了新手艺，大河沿子镇11.4万多亩棉田均匀单产子棉341.5千克／亩，比客岁增添29.1千克／亩，同年滴灌棉田比淹灌棉田均匀亩产超出逾越30-40千克。
三、大河沿子镇精准手艺推行历程中存在的题目
1 农业手艺推行资金投入缺少，限定着推行力度。因为农业手艺的大众物品属性，古代农业手艺的推行，须要当局的鼎力鞭策。发财国度每年农技推行经费普通占到农业总产值的0.6％～1.0％，成长中国度也在0.5％摆布，而中国在现行的农业手艺推行体系体例下，当局对农业手艺推行使命的正视力度不够，农技推行经费占农业总产值的比重缺少0.2％，人均经费更少，大都手艺推行机构“无钱兵戈”已严峻影响到手艺推行使命的普通睁开。每年仅由不到20％的县会下拨必然的手艺推行经费，良多时辰下拨经费还会发生扣留景象，使经费不能终究用到手艺推行勾当中来。因经费缺少等缘由，只能够或许或许或许或许或许或许委曲坚持使命职员的报酬，而用于手艺推行名方针资金就很少了，局部处所当局“卸累赘”，还显现了“线断、网破、人散”的主动场合排场。大河沿子镇农业手艺推行经费首要是农人自筹或非当局局部供应，当局下拨手艺推行资金经费很少，乃至不，2008年大河沿子镇6个农业村自筹资金68万元，增添实行棉花加压滴灌面积6700亩。因为推行经费少，限定着精准手艺进一步在更大范同内的接纳。
2 农人对古代农业高新手艺接纳能力差。一方面，农人的文明本质限定了他们对高新手艺的接纳能力。别的一方面，在农业外部，作为市场主体的庄家加倍晓得比拟科技投入的本钱和预期收益，只要当他们以为预期收益高于预期本钱时才会挑选新的出产手艺，农业科技操纵的高危险性又使得他们在无限的本钱和劳力的投向上显得加倍谨严，庄家对可替换的新手艺挑选反应痴钝，缺少内涵的须要能源。大河沿子镇庄家根基上都是小学、初中学历，没法很快接管新手艺，他们最正视面前经济效益，可是接纳新手艺偶然要很高的本钱，并且新手艺的上风也须要一个很长的历程后才会阐扬，这就致使庄家看不到他们想要的收益，构成庄家对高新手艺避而远之不愿接管的场合排场。
3 农人栖身地分离，构造化水平低，农业手艺推行缺少有用的渠道。下农人对自家的地盘具备决议权，很难同一打算和出产，这增添了新手艺推行使命的难度。农业出产的高度分离性和农人构造的缺失，使得手艺推行本钱高，致使手艺与财产的分裂。在现行农业推行轨制下，农业手艺推行及开辟的速率，功效，办事品德，最初效益不能和推行主体的尽力水平或支出挂钩，致使农业轨制对农业科技前进缺少有用的鼓动勉励机制。大河沿子镇的手艺推行使命之以是艰巨首要是缺少有用的农人构造，固然设有农业手艺推行站，但还是没法填补农人构造的感化。
4 农业手艺推行步队不不变，精兵强将少。从今朝专职农业手艺推行步队的近况阐发。下层农业手艺推行站有近1／3的职员不具备农业专业学历或底子是内行。大河沿子镇农业手艺推行机构属于下层推行局部，现有专职职员8人，大多为高中学历，致使新手艺的推行使命没法顺遂遏制。
5 精准手艺推行职员散布不尽公道。以后，中国农技推行体系的一个凸起题目是农技推行职员散布过于集合于县级，使手艺推行的供应与须要发生错位。跟着经济敏捷成长和城乡公民须要的多样化，农人对手艺的须要也愈来愈细，随时须要取得农技推行职员的指点。但与此须要不相顺应的是，州里级农技推行职员气力绝对软弱。今朝大都州里级农技推行站的农技推行职员只要2―3人，且装备粗陋。大河沿子镇手艺推行职员固然有8人，但真正在下层做现实使命的人却只要3～4人，大都推行职员都在精河县，很难起到新手艺宣扬推行感化，加上下层推行职员少且使命量大，报酬水平低，推行使命寸步难行。
四、深切精准农业手艺推行体系的对策
1 增强当局对农业手艺推行的保证和撑持。农技推行是个体系工程，可否更好阐扬感化和阐扬更大感化，除农技推行体系自身要深切鼎新、缔造前提外，还须要各级当局、社会各界的鼎力撑持和共同，也须要呼应的政策办法、资金撑持等外部情况和前提作为顽强的后援。增强财务撑持力度，增添农技推行资金投入。起首，保证承当公益性手艺推行本能机能的州里以上农技推行职员全额拨款，确保职员报酬。其次，增添农技推行底子举措办法扶植资金投入，添置须要仪器装备，搞好手艺树模点扶植，不时前进古代化水平。2008年大河沿子镇就增添了蔬菜大棚，加压灌，低灌等举措办法农业装备。
2 成立农人对手艺须要的主体位置，前进农人接纳农业新手艺的志愿性。农人是运营主体，也是农业手艺的须要和市场主体。接纳新的农业手艺应当是农人市场运营的感性挑选。传统看法凡是是从手艺供应者的角度看题目，把农技推行的历程仅仅看作是向农人供应农业手艺的历程，是农业手艺的主动破费者，而不对农人的手艺须要赐与充沛存眷，缺少针对性。是以，此后要正视成立农人到场挑选推行手艺的机制，改变“你给的我不要，我要的你不”的手艺供应状态。作为大河沿子镇本能机能局部的农业推行局部应及时地把市场须要切确信息、前进前辈手艺传递给农人，让农人自身挑选和志愿接纳农业新手艺。
3 把手艺推行与前进农人构造化水平慎密亲密连系起来，前进推行效力。农业推行体系间接面向运营范围小、高度分离的庄家遏制高新手艺推行，本钱高，功效低。单个庄家间接到场农业手艺市场买卖，因为运营范围限定，手艺买卖本钱很是高。颠末历程前进农人构造化水平，构成“手艺推行站―农人专业化协作构造―庄家”的推行情势，使农人专业化协作构构成为连接农技推行主体和庄家的桥梁，则能降落推行本钱和手艺买卖本钱，有用前进新手艺推行功效。从“手艺推行站一农人专业化协作构造”的转移历程来看，一方面，协作轨制保证了成员在手艺取得历程中用度较低；别的一方面，其构造轨制保证了各成员在挑选决议打算中的主体感化，保证了手艺合用性；其次，农人专业协作构造因为堆积了更多强人，接纳高新手艺的能力更高。从“农人专业化协作构造―庄家”的分离历程来看，是农人自身来传布农业手艺，其杰出功效是其余推行构造和推行手腕难以替换的，首要缘由在于传布者自身也是农人，具备与别人不异的社会背景和社会干系打算，领会本地真相和农人现实，更轻易为农人所认同接纳。出格是若他们在接管信息后再加以操纵，并取得杰出绩效，这类“再传布”的影响力显而易见。因为大河沿子镇在办理运转上构成了农人协作构造情势的运作情势，据摸底查问拜访全镇已有76％的农人愿上强压滴灌，此刻棉农的莳植熟悉已从曩昔高强度、低效益的淹灌向高本钱、高效益的加压滴灌改变，认准了搞滴灌节水能力给自身带来最大报答。以是，由农人专业协会来推行、前进农业手艺，轻易做到操纵性更强，用度更低，加倍农人所接管，现实功效亦加倍较着。
4 不变农业推行步队，前进手艺推行职员本质。据有关统计，在县级以上的农业推行机构使命职员占60％以上，而在州里及州里以下农业推行局部使命职员占40％以下，并且推行职员的本质远远低于县级以上的推行职员。为此必须出台相干政策，鼓动勉励手艺推行职员到下层去使命，精简下层，充实下层，优先充实村落站使命职员，知足处置现实农业推行的须要。增强农技推行职员的手艺培训和政治教导使命，倡导“献身农业，办事农人”的贡献精力。正视农业推行职员脱产进修和退职进修使命，鼓动勉励农业推行职员尽力进修专业常识，前进营业能力，坦荡视线，拓展常识面和专业常识的深度和广度，不时丰硕推行经历，前进推行手艺。就大河沿子镇的现真相况，应按期对技推职员遏制培训，补发补助以不变推行步队。为搞好农业推行使命，增进农业科技功效遍及、敏捷地操纵于农业出产运营现实，成立一支数目与本质统筹的农业推行步队。
5 公道打算，构成以州里为重点的农业手艺推行体系。州里是农业手艺走向农人用户的真正出口，州里农业推行机构的鼎新和步队扶植迫在眉睫。针对大河沿子镇农业手艺推行机构设置不完美和职员缺少的情况，接纳各类办法，增强下层农技步队扶植。调剂外部，削减精河县级农技职员，充实下层农业手艺推行职员数目。广开道路，从各相干局部抽调充裕职员，增添下层推行职员数目。冲破条块、局部和地域朋分，统筹支配，调和互补构成同一的农业手艺推行搜集。以当局投入为主接纳各类路子，多渠道、多道路集资以安靖农业手艺推行职员出格是下层农业手艺推行职员的从业决议信念和决计，不变农业手艺步队扶植。
6 加大信息本钱开辟力度。农人的信息熟悉题目，大河沿子镇庄家的信息熟悉较为低下，信息本钱作为一种计谋本钱的首要性还不被人们遍及熟悉。为此，要加大农业下层的信息底子举措办法扶植，加大信息的宣扬力度，扩大宣扬范畴，前进泛博农人的信息熟悉。为增进农业手艺推行使命的成长，深挖农业外部增收潜力，信息本钱的捉拿和搜集也有着相称首要的感化。大河沿子镇已成立了村落信息化体系，成立了以“农信通”为主的农业科技、农资行情、农产物买卖的农业信息传递体系，只是信息化体系和机制还不健全，有待进一步完美。
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跟着社会经济的疾速成长和农业位置的前进，古代信息手艺在精准农业中取得遍及操纵。古代信息手艺与农业手艺的无机连系一方面能够或许或许或许或许或许或许前进农作物品德，别的一方面能够或许或许或许或许或许或许削减化肥对农作物的净化，从而在改变农业出产体例的同时填补精准农业成长的缺少。
1精准农业手艺体系
古代通信手艺作为古代农业体系的首要构成局部，其在精准农业中的操纵首要表此刻农业物联网中的操纵[1]。农业物联网的最大特色是能够或许或许或许或许或许或许借助计较机联动报警，其内在表现情势是操纵传感器数据收罗体系将视频、温度、泥土无机物等的数据遏制收罗，以计较机搜集信息平台绘制数据的最大值和最小值，并别离绘制最大值和最小值之间的频数散布直观立体图，察看频数散布状态，终究肯定合适的数值和报警值，相干手艺职员就能够或许或许或许或许或许或许按照事前肯定好的数值和报警值在计较机中装配联动报警装配。比方，农作物的成长状态会跟着时辰的是非、温度的变更、天气和泥土影响农作物的品德。是以，手艺职员就能够或许或许或许或许或许或许操纵棚内天气前提颠末历程温度传感器向联动报警器传输信息参数，向办理电脑发送农作物的现实成长情况，若是温度太低或温度太高就会致使农作物面对灭亡的危急。一旦触发报警装配农作物手艺职员就能够或许或许或许或许或许或许在计较机界面上调剂棚内温度，无需使命职员在景象遏制温度节制，不只能够或许或许或许或许或许或许节俭本钱，还大大晋升了使命效力。在这一历程中触及的手艺包含定位手艺、传感手艺、遥感遥测手艺、数据库手艺、无线通信手艺等，这些手艺构成了精准农业的手艺体系。
2精准农业对无线通信手艺的请求
现阶段无线传输规范和体例首要包含：IrDA、WiFi、Bluetooth、Zig-Bee等短间隔无线通信手艺及GPS、卫星遥感等远间隔无线通信手艺。因为精准农业自身的特色，其对通信手艺有必然的请求。首要归结为以下几点：其一，及时性。能够或许或许或许或许或许或许在规按时辰内接管到须要的信息和数据资料，可是这些信息和数据资料并不是延续不中断地传输，而是非延续性。其二，彼此性。所谓彼此性是指节点之间可彼此互换数据。其三，可操纵语音营业。其四，集成节点。不管是收罗数据资料还是及时监控，都能够或许或许或许或许或许或许在无线通信范畴中得以完成。其五，拓扑打算。接纳树桩搜集，增添收罗点。综合以上手艺和请求，能够或许或许或许或许或许或许在无线通信范畴全方位、多角度地阐发精准农业的长处和错误谬误。
3无线通信手艺在精准农业中的操纵
3.1短间隔无线通信手艺
1）所谓IrDA通信手艺是指借助红外线在计较机体系中睁开点与点的数据传输勾当。这类无线通信手艺具备本钱低、宁静指数高档特色，可是IrDA是一种视距传输，若是在数据传输历程中不校订装备或通信装备不瞄准的话，就会数据传输的宁静性。别的，这类手艺具备范围性，即只能在彼此通信的两台装备之间睁开数据传输勾当，倒霉于在大型农业中的推行与操纵。
2）WiFi）无线通信手艺。这类手艺是以太网的一种无线扩大，能以最高约11Mbps的速率接入WEB。该手艺具备笼盖范围广、速率快等特色，可是其装配历程较为庞杂、本钱较高。3）蓝牙通信手艺。该手艺的数据传输频段为环球通用的2.4GHzISM频段。能够或许或许或许或许或许或许在划定的传输时辰内前进传输速率，完成共赢。可是这类手艺与WiFi无线通信手艺一样，其运输本钱较高，且在数据传输历程中轻易被其余旌旗灯号搅扰。4）ZigBee无线通信手艺。该手艺的传输频次为2.4GHzISM频段，数据速率为20～250Kbit/s，最大传输间隔为75m[2]。这类手艺具备本钱低、机能高和低功耗等特色，可是其数据传输速率较低。
3.2远间隔无线通信手艺
远间隔无线通信手艺首要把包含GPRS搜集体系和卫星遥感手艺。
1）GPRS手艺属于挪动通信手艺范畴的首要构成局部之一，不管是在数据传输方面还是在手艺处置方面，都具备较着的上风[3]。①跟着社会经济的疾速成长和古代信息手艺成长脚步的加速，今朝，GPRS手艺是现有GSM搜集体系（3G）向挪动通信（4G）演化，并在不时调剂和优化搜集打算中加速了旌旗灯号笼盖速率和数据运转速率。其搜集笼盖旌旗灯号根基不存在“盲区”这一说。②现实数据传输速率可高达171Kbps。若是将GSM手艺遏制综合革新，能够或许或许或许或许或许或许为社会供应384Kbps带宽的广域数据通信办事。③登录时辰短。因为GSM手艺具备速率快、传输效力高、期待接入时辰短等上风，在精准农业中取得遍及推行与操纵。按照现实标明，在接入搜集到登录胜利所破费的时辰不逾越两秒。除此以外，该手艺还具备及时供应在线功效。用户能够或许或许或许或许或许或许在第一次登岸以后颠末历程记着登岸暗码功效节俭下一次登岸时辰，且持久在线，不会自愿下线。如许不只能够或许或许或许或许或许或许为用户供应便利，还能够或许或许或许或许或许或许促使搜集办理加倍简略、疾速。该手艺的运转情势首要是按照流量计费为主，不管是用户接管资料或发送数据包，都是按照数据包的数目和占用本钱的流量计费。按照现实标明，GPRS的上述长处特色普通合用于间歇性、突发性、频次性、小流量的数据传输。与此同时，改手艺也操纵与大流量的数据传输，出格合用于古代精准农业范畴。环球导航卫星体系是我国农业出产中操纵最为遍及的一个体系，我国古代化农场中大局部装配了GPS体系的连系收割机。连系收割机作为功课机器中的一种，不只能够或许或许或许或许或许或许促使GPS精准定位的完成，还能够或许或许或许或许或许或许赞助农业出产者疾速有用地计较出农作物的产量数据，农场主按照有用完全的产量数据操纵计较机加工、阐发、清算数据信息，从而在计较机中显现出一幅黑色的图形，为构建农业信息化手艺供应现实底子，终究到达农业出产的主动化、信息化的方针[4]。
2）卫星遥感手艺。该手艺首要是颠末历程卫星的传感器测得方针物体的信息数据，再颠末历程处置体系对所取得的方针信息数据遏制阐发、判读，辨认改方针的通信手艺。换而言之，遥感手艺首要依靠于超高的分辩率传感器对方针完成探测的方针。操纵遥感手艺对差别的农作物成持久实行全方位、多角度的监控，方针是为了防止农作物“被虫吃”的景象。传感器、批示体系、载体是构成遥感手艺的三大成份，批示体系、传感器、载体与GPS体系的组合能够或许或许或许或许或许或许晋升农机手艺水平，不只能够或许或许或许或许或许或许确保遥感手艺数据的切确度，还能够或许或许或许或许或许或许降落农作物蒙受天然灾难粉碎的影响[5]。该手艺笼盖的信息量较大、处置信息数据的速率快、分辩率高，是以将其引入精准农业范畴，能够或许或许或许或许或许或许前进搜集相干信息数据的速率和数据信息的切确性和完全性。
4竣事语
精准农业的成长须要迷信手艺作为撑持，促使精准农业向古代高科技农业标的方针成长。纵观我国的农机手艺水平还不够成熟，还须要国度加大对信息化农业手艺的投入力度，相干手艺要操纵长途手艺增强对农作物的有用检测，为增进农机新手艺的成长供应手艺和现实底子，终究完成信息手艺在精准农业中的推行。
作者:肖维 张阔 单位:东南民族大学
参考文献：
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最近几年来，我国数字化农业手艺取得了一些停顿，首要表此刻：农业传感器微型化、农业浇灌智能化、及时监控农作物成长、农业信息可挪动化、农产物品德追溯化等已成为支流。这得益于农业出产信息化手艺的成熟和成长，出格是农产物莳植、加工智能化手艺的操纵。
国际对农业园区操纵物联网手艺的相干研讨首要触及温度监控、光温智能节制、精准浇灌等方面。如，浙江大学等单位对农业物联网信息感知、传输和操纵等方面遏制研讨，首要触及智能化水平、肥水操纵率及农产物宁静等题目。取得了一系列功效。但全体来看，数字化手艺在农业出产中的集成操纵研讨还比拟少。本文提出构建完全数字化的生鲜农产物财产基地，该基地基于总线手艺集成，由同一的信息体系遏制集合办理和同一调剂，充实操纵物联网和古代信息手艺，增强数据处置及节制，公道打算传感器（温度传感器、湿度传感器、营养传感器、泥土成份传感器等），完成完全数字化。
一、生鲜农产物财产园区数字一体化精准管控体系的实行意思
1.加速信息化。农业成长愈来愈遭到信息手艺的影响，信息化成为我国加速完成农业古代化的必然挑选。跟着物联网手艺和农业信息手艺的遍及操纵，古代农业高速成长，新的农业科技反动行将到来。
2.前进数字化。数字化有益于成长我国自立产权的农业高手艺体系，对我国在天下范围内新的农业科技反动中据有一席之地，和晋升我国农业科技在国际上的全体协作力，具备计谋意思。
3.前收支产效力。传统的手工劳作、集约型、分离型农业财产情势已不顺合时展，我国经济进入范围经济期间，举措办法的效力决议了出产的效力，也表现了出产力的成长水平。
4.节能减排。精准农业在高新手艺的底子上，充实操纵古代信息手艺，成为古代农业的一种前进前辈出产情势和办理情势。为能主动感知、取得并阐发作物出产的情况身分现实存在的时辰和空间差别信息和完成主动诊断和监测，成立起按需投入，在手艺上和经济上可实行的应答打算，对物联网手艺提出了体系化的理念和手艺请求。
二、生鲜农产物财产园区数字一体化精准管控体系的构成
如图1所示，基于物联网手艺的生鲜农产物财产园区的数字一体化精准管控体系，首要包含装备履行层、通信层、调剂监控层和信息办理层等四个层级。全部管控体系由计较机办理调剂体系（中间节制体系）、水肥一体主动节制体系、主动透风节制体系、无线传感器体系、卷帘节制体系、诊断与监测预警体系等六个子体系构成。
1.计较机办理调剂体系（中间节制体系）
生鲜农产物财产园区数字一体化精准管控体系，是在体系全体打算的准绳下，为完成农产物莳植基地的智能化、数字化、精准化管控而遏制的计较机软、硬件体系设想，在信息主动化同一软件平台的底子上，连系农作物出产经历，开辟农产物莳植体系，接纳面向东西的阐发、设想和开辟手腕。充实斟酌体系的柔性，并为体系的周全集成留有接口。
体系由办理层信息体系集合办理和同一调剂，在监测与预警体系的监控下取得数据收罗层下各范例传感器所供应的作物成长情况的物理参数，如：氛围温湿度、泥土水份含量、PH值、CO2浓度等，再经通信层传输到办理层中间节制器，农产物莳植体系对感知的信息遏制融会处置，智能对照合适农作物成长的最好情况变量，并构成完全的按需配给计谋，由通信层到达收回节制指令的具体分担节制器，完成对农作物的按需供应，保证农作物的安康成长情况。
全部管控体系构成了一整套完全智能化、数字化和精准化的办理现实和现实体例，对智能并联调剂体系、诊断与监测预警体系、水肥一体化精准管控体系等新手艺模块遏制了研讨操纵。
体系打算分为四个条理，即：信息办理层、通信层、调剂监控层和装备履行层。此中，计较机系同一向贯彻全部体系的运转中，从全体调剂到具体信息的搜集与传输、指令信息的下达，涵盖信息办理层、通信层、调剂监控层的统统营业和装备履行层的大局部营业，上联中间节制体系，下联装备履行层。
体系硬件模子，如图2。
2.水肥一体主动节制体系
水肥一体主动节制体系是一项古代农业新手艺，该手艺能够或许或许或许或许或许或许切确节制浇灌和施肥的数目与时辰，以微灌体系为底子，按照农作物的需水需肥纪律及泥土状态，操纵计较机手艺主动对水和肥料遏制分派和供应。
在滴灌、渗灌、微喷灌等工程节水的底子上，颠末历程安排在田间的水份传感器、营养传感器、泥土成份传感器等多种种别传感器，测得泥土各方针的根基状态，经传感器将旌旗灯号传到电脑，再由法式智能指点注水施肥。
因为体系不很是庞杂的运算，须要低功耗和具备较强抗搅扰性，是以接纳单片机作为主动节制中间模块，用来处置浇灌区的旌旗灯号输入等使命。因为水浇灌主动节制体系对水位的节制精度请求不高，将便宜水位传感器装配到请求的液位，间接感知液位信息。由液位信息节制电磁阀，从而完成精准施灌。体系中的良多资料须要持久保管，同时须要在体系断电时仍能保管信息，按照主动节制体系和用户信息存储巨细须要，选用双备份磁盘阵列为该体系的存储装备。
水肥一体主动节制体系包含两大类。即叶面施灌和根系施灌，前者接纳喷雾头施灌，后者接纳滴灌。
体系将各类农作物的特色须要数据、莳植汗青经历数据、专家常识等集成、组构、融会，体例成生鲜农产物莳植专家体系，将测定的及时信息与生鲜农产物莳植专家体系的参数对照后，可计较出浇灌时长、施加肥液时长和肥液配比等值。节制法式取得起头使命指令后当即运转，体系运转历程的数据都可查阅。体系主法式流程，如图3。
3.主动透风节制体系
主动透风节制体系综合机能优于传统透风体系，能够或许或许或许或许或许或许主动调控风机转速与风量，感到氛围品德，从而改良氛围品德，前进透风宁静，完成运转办理智能化。该体系首要由智能中间节制子体系及氛围品德感到子体系等构成，还包含透风管道、可调理的风口结尾及数字化节能风机等。
4.无线传感器子体系
WSN（WirelessSensorNetwork，无线传感器搜集）由多个局部构成，其首要构成：无线传感搜集底子举措办法、搜集操纵撑持层和基于该搜集操纵营业层的一部5y.等，参见图4。将WSN操纵于培育莳植农作物，可前进农业数字化水平。其使命道理为：在监察地域设置大批便宜的微型传感器，颠末历程传感器感知并搜集所需监察东西的信息，这些信息颠末处置后发送给察看者。
5.卷帘节制体系
以后操纵的温室大棚卷帘机大局部存在宁静隐患，其首要缘由是能源源为现场野生送电，不管温室中是不是有休息使命，办理职员都必须到现场操控装备，构成了时辰和人力本钱的华侈。
为处置上述题目，能够或许或许或许或许或许或许颠末历程主动长途节制，完成卷帘机的起落，不只能够或许或许或许或许或许或许削减宁静隐患，并且降落休息强度，前进效力。其首要做法为.在装备中嵌入一个模块，操纵处置器的指令节制来完成GSM体系的短信息办事。该体例实行便利、操控简略、本钱低，有较高的操纵率。
6.诊断与监测预警体系
在农作物莳植基地接纳诊断与监测预警体系，首要针对体系中关头装备的开关和运转情况遏制监测，发明很是情况并及时处置，从而尽能够或许或许或许或许或许防止丧失的发生。
为了增强监测和预警，该体系设想并充实操纵无线打算安康监测尝试仪器。基于本钱和便利性，该仪器首要操纵ISM（IndustrialScientificMedical）频段，这是因为：ISM频段耗能低、本钱少，组网便利且无需受权请求，很是合适无线打算的安康监测操纵。其笼盖范围，如图5。
中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）10－1948-03
Application of GPS and GIS Technology in Monitoring System of Precision Agriculture
SHI Guo－bin
（Centre of Modern Education and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China）
Abstract： The monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS with collecting，transmitting，treatment， control and location features， could be used in production and research fields of monitoring environmental factors， such as temperature， humidity， depth， illumination and location． It is the basis of variable technologies of precision agriculture and inevitable trend of the 21st century． The research level and application general situation of monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS technology in domestic and foreign， it provided references for realization of the automation and intelligent development of modern precision agriculture．
Key words： GPS； GIS； monitoring system of precision agriculture； application
精准农业（Precision agriculture）是最近几年来国际上农业迷信研讨的热点范畴，是人们在摸索21世纪农业高新手艺成长的历程中为削减农业出产中的自觉投入、节俭本钱增添产量、前进农资操纵率、削减情况净化、禁止生态情况的进一步好转而提出的一种新理念［1］。
精准农业充实地操纵了作物、泥土和病虫害的空间和时辰变更量来遏制耕耘和田间办理，改变了传统的大片地盘均匀施用化肥的做法，保证了作物出产潜力的充实阐扬，防止了适量施用农药和化肥构成的出产本钱增添和净化农业出产情况，致使农产物品德和代价降落的严峻成果，取得的经济和情况边沿效益很是较着［2］。
1GPS和GIS手艺在精准农业中的操纵概略
1．1环球定位体系（GPS）
GPS（Global positioning system），是跟着古代迷信手艺的敏捷成长而成立起来的新一代慎密卫星定位体系。它操纵地球外空间有必然散布的24颗卫星，使空中上任何一点能够或许或许或许或许或许或许同时与此中4颗卫星遏制通信，别离丈量该点与卫星的间隔，最初将该点的多少坐标推算出来，最高空中精度可到达厘米级。在精准农业中，此刻普通基于差分GPS手艺，精度为亚米级。在功课机器的顶部装配一个半球形GPS领受天线，可领受卫星定位旌旗灯号并将此旌旗灯号传给GPS领受机，GPS领受机将功课机器所处的经度和纬度数据颠末历程RS－232串行接口传给机载液晶显现计较机，以此肯定每时辰机器的功课位置。
1．2地舆信息体系（GIS）
GIS（Geographic information systems），是一种综合处置和阐发空间数据的通用型手艺体系。在精准农业范畴中，GIS以很高的空间分辩率来办理田块底子信息，存储、阐发和处置空间数据，天生作物产量和泥土属性和病虫草害等情况身分的空间散布图，撑持空间帮助决议打算，输入图形和地舆统计数据和田间决议打算处方图。
1．3GPS和GIS手艺在精准农业中的操纵概略
精准农业操纵了GPS、GIS手艺和智能决议打算、主动节制现实，将变量收成、变量施肥、变量浇灌、变量喷药和在线及时测产等手艺集成为一体，有益于前进农业功课的效力，降落出产本钱。今朝，功课信息的收罗、处置与及时通信渗入到精准农业的各个方面，若何疾速、有用收罗和更新影响作物成长情况的空间变量信息，成为完成精准农业的首要底子［3］。农田地块作为农业出产的根基单位，是完成作物出产打算、办理和效益评估的根基单位，完成农田地块信息及时监测和数据的疾速、高效、周全的搜集及阐发是完成古代精准农业，前收支产率的关头手艺；又可有用处置农业休息生齿削减的影响。而定位是处置完成农业机器主动挪动的底子性坚苦和完成其余使命的前提；是以，基于GPS和GIS的精准农业监控体系集数据收罗、传输、处置、节制及定位导航于一体，其首要设想思惟是操纵GPS领受机与掌上电脑（PDA）构成挪动数据收罗端，收罗农田地块空间位置信息、时辰信息、农田信息，颠末历程SMS体例或数据文件体例传输信息至监测更新中间。此中，SMS体例是基于GSM挪动通信搜集，把田野收罗到的数据包及时颠末历程短动静SMS（Short message service）体例遏制无线传输；数据文件体例是把收罗到的地块信息当场存储为数据互换文件（文本文件或数据表文件），而后颠末历程呼应数据接口导入到监测更新办事中间［4］。颠末历程在农业体系中完成长途信息收罗与监控手艺，能够或许或许或许或许或许或许把分离的农业举措办法连成同一的全体，是以完成农业主动化、智能化、精准化［5］。今朝，各类已开辟和正在研讨的监控体系首要集合在农业上的情况因子，如温度、湿度、露点、光照和出产中的温度、湿度、光照、施肥、喷药等的主动化节制和搜集化办理，颠末历程监测和节制其成长前提，从而到达增添产量、改良品德、调理成长周期、前进经济效益的方针。多数监控体系还能到达预警的方针，首要是设定监控因子的上限和上限，颠末历程无线传输手艺发送给用户，到达预警的功效，或是颠末历程专家体系等遏制主动的调控［6］。
2国际外GPS和GIS精准农业监控体系的研讨
精准农业始于发财国度，此中的首要局部是精准施肥和收割手艺。跟着发财国度农业出产市场化水平的前进，降落本钱，前进投人产出比、成长优良高效农业的请求和情况掩护、本钱操纵、农业可延续成长等方面的请求，火急须要经济效益、社会效益、生态效益同步的新型农业的显现。在精准农业观点提出前，农业监控手艺已在列国有了开端的研讨和成长，外洋对情况研讨较早，始于20世纪70年月，先是接纳摹拟式的组合仪表，收罗现场信息并遏制唆使、记实和节制，后又显现了散布式节制体系。中国对农业监控手艺的研讨较晚，始于20世纪80年月，但成长速率很快。刘德义等提出了基于Web的举措办法农业景象形象信息监测与预警体系，该体系供应了及时数据查抄、汗青数据查问、K线图显现、景象形象预警信息、温室景象形象预告、操纵树模先容、手机短信提示、及时图片显现等功效。杨万龙等［7］自立研发的滴灌施肥智能化节制体系，操纵泥土水势传感器监测泥土的含水量，遏制主动浇灌施肥节制，当泥土水势到达设定水势上限时，计较机主动启动体系遏制施肥浇灌，当到达设定水势上限时，浇灌施肥遏制，计较机主动记实该阀门注水量，其余阀门按此浇灌施肥量顺次遏制，这类节制体例可完成多个阀门的无人值守浇灌施肥节制。当用户设置不妥、体系显现很是情况时，计较机遇及时收回声光报警，提示用户到场处置，防止对体系或作物构成更大危险。国度农业信息化工程手艺研讨中间开辟研制的便携式情况监测产物在举措办法农业出产中取得了杰出的操纵［8，9］。
早在20世纪80年月，美国提出精准农业构思，其微电子手艺成长鞭策了智能化监控手艺的成长，和作物成长摹拟、莳植办理、测土配方施肥等农业专家体系成了精准农业早期手艺底子。1993～1994年，美国在明尼苏达州农场遏制了精准农业手艺尝试，用GPS指点施肥的作物产量前进30％摆布，并且削减了化肥施用总量，经济效益大大前进。今朝美国在谷物连系收割机、喷雾机、收成机等农业装备上已接纳卫星环球定位体系监控功课等高新手艺。西欧国度在小麦、玉米的整地、收成、收成、运输等出产关头已周全完成了机器化，不少农业机器也装备了GPS体系遏制精准农业功课。良多监控手艺取得了很大的冲破，良多国际大型农业装备厂商均推出了自身的智能产量监测仪、变量节制器产物。欧盟ISI启动了Wirelwsslnfo名目（1998～2003），希冀操纵GSM／GPRS／HSDCS无线通信手艺，成立前进前辈的农林办理多媒体办事体系［10］。Thysen［11］切磋了IT手艺在农业范畴操纵的能够或许或许或许或许或许性和农业信息化的成长标的方针。Mc Kinion等［12］研讨了一个卫星宽带无线接入体系，知足了棉花益虫多谱图象的高速传输和及时处置的请求，前进了配药机器变量功课的效力和有用性。Geers等［13］操纵GSM无线手艺开辟了畜生运输历程长途监控体系“TETRAD”。今朝，荷兰、美国、日本等国在农业出产中已根基完成了温度、湿度、光照、施肥、喷药等的主动化节制和搜集化办理。
中国精准农业成长起步较晚，但在国度“863”打算“数字农业”严峻专项和处所当局的撑持下，近5年在农业装备智能化、农业体系长途监控及农业信息化等方面取得了较快成长。乔晓军等［14］开辟了农业举措办法情况数字化监控体系，以完成农业举措办法信息收罗和处置的主动化。庞树杰等开辟了基于GPS和GSM的农田信息长途收罗体系；句荣辉等［15］操纵GSM短动静手艺完成了温室情况的及时节制，前进了体系的主动化水平。在农业本钱操纵方面，中国农业在精耕细作、多条理操纵、生态农业等高效操纵农业本钱方面标新立异。各地已总结出良多具备地域特色的耕耘手艺和农业情势，这些手艺对前进我国地盘、水、肥等本钱的操纵率阐扬着首要感化。农业本钱监控监测手艺也取得了较大的成长，遥感与地舆信息体系（GIS）手艺也胜利地操纵于作物长势、莳植面积、产量、灾难、水土散失等方面的监测［16］。汗青经历标明，在开辟新的前沿科技操纵范畴，一些成长中国度和发财国度在起跑线上拉近了间隔，成长中国度有能够或许或许或许或许或许在某些范畴完成手艺上的逾越［17］。
3瞻望
中国的农业正由传统的集约型向精准化成长，若何连系中国农田现实特色，充实操纵搜集手艺，开辟出基于GPS和GIS的田间农业机器装备及时监控体系，颠末历程阐发地舆信息数据，有用地遏制各类耕耘，前进机器功课效力，为进一步完成变量耕耘供应手艺撑持［18］。同时在引进消化外洋前进前辈手艺的底子上，研制开辟具备自立常识产权、低本钱的手艺功效，撑持精准农业关头手艺与装备的专业精准农业监控体系，是中国实行精准农业中火急须要处置的题目。是以，要正视天下前沿科技范畴的研讨，正视和研讨GPS和GIS手艺在精准农业监控体系的首要感化，对加速像我国如许的成长中国度农业古代化历程、占据将来农业科技协作的制高点具备很是首要的意思。
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遥感可为精准农业供应以下两类农田与作物的空间散布信息：一类是底子信息， 这类信息在作物生养期内根基不变更或变更较少，首要包含农田底子举措办法、地块散布及泥土肥力状态等信息；别的一类是时空静态变更信息，包含作物产量、泥土熵情、作物营养状态、病虫害的发生/成长状态、杂草的成长状态和作物物候等信息。
1.底子信息取得
（1）农田底子举措办法查问拜访。
（2）地块散布查问拜访。
（3）泥土状态查问拜访。
2.时空静态变更信息的取得及操纵
（1）指点农田浇灌。
（2）指点施肥。
（3）指点病虫害防治。
（4）指点杂草节制。
（5）指点作物收成。
限定遥感手艺在精准农业中进一步操纵的首要身分以下：
（1）精度题目。
（2）时空邃密度题目。
（3）信息熵题目。
（4）农田参数信息操纵题目。
（5）非手艺身分。
针对下面几个题目，遥感手艺须要从以下几个方面遏制冲破，以知足精准农业的须要：
（1）新参数反演手艺的研发。
（2）新数据的操纵。
（3）多源数据整合。
1 弁言
水是性命的底子，是不可代替的本钱，同时也是农业成长不可或缺的身分。最近几年来，跟着都会古代化的成长，经济水安然平静生齿的不时晋升，水本钱的不公道操纵景象愈来愈严峻，良多地域缺水大旱，农业得不到水的浇灌，并且农业浇灌效力低下景象也遍及存在。这一系列题目都警示水本钱的不公道操纵将会对人类和社会构成愈来愈不可估计的危险。是以，国度实行了滴灌手艺，改变了传统的浇灌体例，成长节水浇灌手艺，迷信应答水本钱欠缺题目，使浇灌手艺离开野生节制，操纵主动化的手艺遏制农业浇灌。从而降落了农业出产本钱，改良农业出产体例，是一项利国利民的节水手艺。
2 主动节制精准滴灌手艺概述
主动节制滴灌手艺是针对高效操纵水本钱而实行的一项手艺，对农业的可延续成长和掩护生态方面有首要的意思和感化。并且离开了野生的节制，主动节制的滴灌手艺加倍前进了农业浇灌的效力，节俭本钱。
2.1 主动节制精准滴灌手艺的寄义
节俭水本钱是主动节制精准滴灌手艺的间接方针，这类手艺改变了传统的浇灌手艺，高效力用水本钱，颠末历程古代化迷信手艺来改变水本钱华侈和农业浇灌不公道的近况。主动节制精准滴灌手艺颠末历程滴头，每次用小量的水切确间接的对泥土遏制浇灌，防止不须要的华侈。主动节制精准滴灌手艺不只完美了浇灌手艺的缺少，同时也促使浇灌手艺的进一步成长。
2.2 主动节制精准滴灌手艺的成长近况
农业浇灌手艺的成长显现了差别的浇灌手艺，以喷灌和滴灌最为遍及。我国也鼎力推行滴灌手艺，主动节制滴灌手艺取得愈来愈多的操纵，跟着电子、科技的成长，主动节制滴灌手艺也将进一步取得成长。滴灌手艺在天下上也取得遍及操纵，一百多个国度实行节水浇灌手艺。主动节制精准滴灌手艺农业成长、公民经济和社会成长都有鞭策感化。这项手艺在国际的成长远景也会愈来愈好。
3 主动节制精准滴灌手艺在农业扶植的操纵研讨
主动节制滴灌手艺的成长操纵在农业上，鞭策了农业的科技化成长，主动化的浇灌手艺，不只削减了药物对农作物的危险、掩护了生态情况，同时也节俭了人力物力。广西农田智能化浇灌体系中滴灌主动节制体系设想打算和南宁市府城镇百香果滴灌现实手艺为案例具体先容主动节制精准滴灌手艺在农业扶植的操纵研讨。
3.1 以广西农田智能化浇灌体系中滴灌主动节制体系设想打算为例
广西农田智能化浇灌体系中滴灌主动节制体系接纳了主动节制滴灌手艺，操纵搜集和主动节制相连系的手艺对泥土遏制节制。完成了水本钱的最大化操纵。颠末历程计较机长途节制，为尝试基地的每块泥土遏制精准的浇灌和办理。
3.1.1 滴灌体系打算安排
滴灌体系打算安排的首要身分是泵站位置的挑选，位置不能挑选瘠薄的泥土，绝对集合接近路边的位置是最好挑选，其次输水管道的挑选也应当公道，名目资金节俭化，管道的内径和长度要合适。装备挑选前进前辈、合用、公道的如许能更大的阐扬滴灌手艺的感化。管道的挑选要斟酌地盘、水源等，尽能够或许或许或许或许或许使管道体系绝对均衡。
3.1.2 节制调理和掩护装备
主动节制滴灌要节制好装备的掩护和手艺的节制，电磁阀的设置要斟酌便于办理、节制流量等，在首部水泵前装配逆止阀。排气阀要装配在干管始端。压力表、阀门箱要装配在公道的位置，便于维修和操纵，同时也防止受冻。
3.1.3 滴灌体系电路设想
电路的设想很关头，接纳互换电磁阀节制，节制滴灌电磁阀配送和输入电。
3.2 以南宁市府城镇百香果莳植基地主动化节制滴灌工程为例
南宁市府城镇百香果莳植基地于2013年就起头扶植，颠末几年的浇灌名目扶植，堆集了丰硕的节水用水经历，操纵了主动化节制滴灌手艺，为其余地域的主动化滴灌手艺的成长起了带头感化。
3.2.1 名目扶植情况
南宁市府城镇百香果莳植基地启用了主动节制的滴灌手艺，首要农作物是百香果。其浇灌接纳的是两种体例连系浇灌，夏季接纳周边山塘水遏制洪流漫灌，在农作物成持久则接纳滴灌手艺。
3.2.2 主动化节制体系的构成及功效
主动节制浇灌手艺能够或许或许或许或许或许或许将水本钱和化肥均匀的分派到泥土中，让农作物更好的均衡领受。主动化的节制会对流程中每一个步骤遏制严酷的查验，使之坚持在公道范围内。体系主动记实每一个浇灌体系的运转时辰和总水量，还装配了防盗装配，对装备毛病主动查抄对体系运转中的粉碎还能够或许或许或许或许或许或许遏制警报，切确的指出毛病位置和毛病范例，对湿度和降雨量切确丈量。
3.2.3 主动化节制滴灌工程扶植对南宁市府城镇百香果莳植基地的感化
主动节制滴灌手艺由机器对农作物的浇灌遏制节制，挣脱了以为的节制，也就防止了报酬身分的偏差，更有益于农作物更好的成长。主动节制滴灌是农业浇灌与期间接轨的标记，是农业古代化的必然功效，农业要想产量高、效力高必须操纵古代化手艺动员成长。主动节制浇灌加倍便于操纵，加倍有用的节制了浇灌时辰，从而节俭了水本钱和休息力。尝试区主动节制滴灌手艺的实行，同时也为尝试区堆集了经历，为其余地域供应了鉴戒的经历。
4 主动节制精准滴灌手艺在农业扶植中存在的题目
主动节制滴灌手艺有其上风也必然存在弊病，这项科技化手艺在其余装备掩护、造价和节制精准度等等方面都存在着缺少。
4.1 田间装备的掩护题目
主动节制滴灌手艺的实行运转须要颠末历程无线遏制数据传输，无线装备轻易被粉碎，在装备操纵历程中很能够或许或许或许或许或许对无线传输遏制不须要的搅扰，构成数据传输不切确。同时线路也轻易遭到报酬的粉碎，致使线路传输使命没法普通运转。
4.2 体系造价太高
主动节制滴灌手艺须要颠末历程计较机遏制节制，是一项古代化手艺，须要人力物力和资金的撑持，而良多地域没法大面积操纵这项手艺也是这个缘由。这是主动节制滴灌手艺存在的一个弊病。
4.3 水肥监测精度与节制精度的同一性不够
要遏制主动节制滴灌手艺就要共同遏制泥土水份检测，而检测因为资金并不能笼盖大面积，这就构成数据是能反应局部泥土情况，不能代表大局部。营养监测和作物监测一样不能笼盖大局部，是以水肥监测精度与节制精度没法同一。
5 结语
主动节制精准滴灌手艺不只鞭策了我国农业的专业化成长，同时也鞭策了古代化、迷信化的前进。作为古代的浇灌体例，主动节制精准滴灌手艺必须阐扬其上风，完美其缺少，取长补短，不时的在现实中成长。同时也要按照农业具表现实来呼应的改变手艺的现实操纵，鞭策主动节制精准滴灌手艺的进一步推行和成长。
参考文献
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作者简介
覃江峰（1983-），男，壮族，广西壮族自治区南宁市人。硕士学位。现为广西水利迷信研讨院工程师。研讨标的方针为计较机搜集及主动节制手艺。
邱林（1983-），女，广西壮族自治区河池市人。硕士学位。现为广西农业职业手艺学院讲师。研讨标的方针为计较机搜集及电子商务。
一、该行三季度取得的首要成就
遏制9月30日，该行各项存款余额112.69亿元，比年头增添18.13亿元，增幅为19.17%，同比多增2.87亿元。此中储备存款余额81.23亿元，比年头增添14.51亿元，增幅为21.75%，同比多增1.55亿元；对公存款余额31.46亿元，比年头增添3.62亿元，增幅为13%，同比多增1.32亿元。全省增幅排名第14名，全市4家农商行排名第一，存量与增量别离占全县银行业金融机构42.18%与46.89%。省联社休息比赛时代，各项存款共增添5.91亿元，增幅为5.53%，比全省均匀增幅高1.42个百分点。各项存款余额92.45亿元，比年头增添9.04亿元，增幅为10.84%。此中天然人存款余额59.71亿元，比年头增添3.7亿元，增幅为6.61%；企业存款余额32.74亿元，比年头增添5.34亿元，增幅为19.5%，并顺遂完成小微企业存款“三个不低于”方针。全省增幅排名第26名，全市4家农商行排名第二，存量和增量别离占全县银行业金融机构34.22%与30.12%。省联社休息比赛时代，各项存款增添4.82亿元，增幅为5.50%，比全省均匀增幅高0.8个百分点。扶贫存款余额1.05亿元，累放1.89亿元。此中三季度共发放2094笔，金额0.74亿元。全行借记卡存量54.67万张，比年头净增3.97万张，卡内存款余额21.34亿元，比年头回升3.24亿元，卡均存款0.39万元，活卡率为70.14%；全行累计刊行圆鼎贷记卡13415张，比年头增添1456张；手机银行31130户，比年头净增8729户；小我网银23073户，比年头净增671户；企业网银3304户，比年头增添47g户；付出宝卡通38818户，比年头新增12104户；银村通单台月买卖量24l笔；POS机商户2214户，比年头新增461户；自助柜员机单台月买卖量3100余笔；电子银行营业柜面替换率达66.9%。全行各项支出7.64亿元，各项支出4.39亿元，完成拨各前利润4.15亿元。本钱净额为14.54亿元，比年头增添2.48亿元，本钱充沛率14.26%，比银监局部请求的方针值高3.06个百分点。不良存款拨备笼盖率为321.17%，超羁系局部方针151.17个百分点。由该行主倡议的安徽五河永泰村镇银行9月末存款余额为5.94亿元，比年头增添1.07亿元；存款余额为5.74亿元，比年头增添1.05亿元；各项支出3916万元，各项支出3086万元，完成拨各前利润1408万元。本钱充沛率13.52%，五级不良占比2.24%。
二、该行在三季度使命中首要做法
中图分类号：S-0文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）09-0118-04
我国农业本钱束缚日趋凸起，农业生态情况退步加重，化肥占农业出产本钱25%以上，但操纵率仅为30%～35%，远低于发财国度的50%～60%，不只构成了经济上的复杂丧失，更带来了严峻的公开水净化和生态情况粉碎。国际外研讨标明，精准变量施肥能够或许或许或许或许或许或许使多种作物均匀减产8.2%～19.8%，降落总本钱约15%，化肥施用量削减约20%～40%，泥土理化性子取得改良。是以，处置上述题方针最好路子是大范围地推行操纵按需变量施肥的精准农业和测土配方施肥手艺。
1 精准农业及其在我国的现实与成长
精准农业[1～5]又称邃密农业，它以信息手艺为底子，按照田间每操纵单位的具体前提，定位、按时、定量地调剂泥土和作物的各项办理办法，最大限定地优化各项农业投入的量、质和机会，以期取得最高产量和最大经济效益，同时统筹农业生态情况，掩护地盘等农业天然本钱。
精准农业手艺是基于信息手艺、生物手艺和工程装备手艺等一系列迷信手艺功效上成长起来的一种新型农业出产手艺，由环球定位体系、农田信息收罗体系、农田遥感监测体系、农田地舆信息体系、农业专家体系、智能化农机具体系、情况监测体系、搜集化办理体系和培训体系等构成。其焦点手艺是“3S”（即RS、GIS、GPS）手艺[6，7]及计较机主动节制手艺。
遥感（RS）手艺[8]的首要感化是农作物莳植面积检测及产量预算、作物成长情况信息检测（包含泥土水份离布检测、水份亏缺检测、作物营养检测和病虫害检测）、灾难丧失评估。地舆信息体系（GIS）[9]是邃密农业手艺的焦点。操纵该体系能够或许或许或许或许或许或许将地盘边境、泥土范例、地形地貌、浇灌体系、积年泥土测试功效、化肥和农药操纵情况、积年产量等各类专题身分舆图组合在一路，为农田办理供应数据查问和阐发，绘制产量散布图，指点出产。操纵环球定位体系（GPS）能够或许或许或许或许或许或许切肯定位水、肥、土等作物成长情况和病、虫、草害的空间散布，帮助农业出产中的收成、浇灌、施肥、病虫害防治使命。别的，农机具上装配GPS体系还能够或许或许或许或许或许或许遏制田间导航，完成变量功课。
我国在1994年就有学者遏制邃密农业的研讨。国度“十五”科技计谋重点将成长精准农业手艺、前进农业出产水平作为重中之重，并初次在“863”打算中撑持研讨机构遏制精准农业手艺自立立异。今朝一些地域已将邃密农业引入出产现实中，在北京、上海、黑龙江和新疆一些地域成立起一批邃密农业树模基地，并取得了可观的经济效益。
2 国际精准农业手艺研讨近况
从手艺角度来看，完全的邃密农业手艺由泥土及作物信息取得、决议打算撑持、处方天生、精准变量投入四个关头构成（图1）。信息取得手艺、信息处置与阐发手艺、田间实行手艺是精准农业不可或缺的构成局部，三者无机集成能力完成精准农业的方针。
图1 精准农业（PA/PF）手艺构成
2.1 泥土及作物信息取得[10，11]
由环球卫星定位体系（GPS）取得的定位信息、遥感体系（RS）取得的遥感信息和底子、静态信息构成了农业生物情况监测数据信息。
2.1.1 泥土情况信息的取得 （1）泥土营养信息的取得：泥土营养的疾速丈量一向是精准农业信息收罗的坚苦。今朝首要的丈量仪器一是基于光电分色等传统营养速测手艺的泥土营养速测仪，其不变性、操纵性和丈量精度固然尚待改良，但对农田首要肥力身分的疾速丈量具备合用代价。如河南农业大学开辟的YN型便携式泥土营养速测仪[12]，绝对偏差为5%～10%，固然每一个名目测试所需时辰仍在40～50 min，但较传统的尝试室化学仪器阐发在速率上前进了20倍。二是基于近红外（NIR）多光阐发手艺、极化偏振激光手艺、离子挑选场效应晶体管（ISFET）集成元件[13，14]的泥土营养元素疾速丈量仪器，相干研讨己取得开端停顿，有的已装配在挪动功课机上撑持疾速信息收罗。
（2）泥土水份信息的取得：泥土水份的丈量是邃密农业实行节水浇灌的底子。今朝经常操纵的水份丈量体例有基于时域反射仪（TDR）道理的丈量体例、基于中子法手艺的丈量体例、基于泥土水份张力的丈量体例和基于电磁波道理的丈量体例[15]。
（3）泥土电导率信息的取得：泥土电导率能差别水平地反应泥土中的盐分、水份、无机质含量、泥土质地打算和孔隙率等参数的巨细[16，17]。有用取得泥土电导率值对肯定各类田间参数时空散布的差别具备首要意思。疾速丈量泥土电导率的体例有电流-电压四端法和基于电磁感到道理的丈量体例。
（4）泥土pH值的取得：今朝合适邃密农业请求的pH值检测仪器首要有光纤pH值传感器和pH-ISFET电极[18～21]。光纤pH值传感器固然易受情况搅扰，但在精度和响合时辰上根基能知足田间及时疾速收罗的须要。基于pH-ISFET电极的丈量体例具备杰出的精度和较短的响合时辰，但易受温度影响，须要温度弥补，且电极的寿命较短。
（5）泥土耕耘层深度和耕耘阻力：圆锥指数CI（Cone Index）能够或许或许或许或许或许或许综合反应泥土机器物感性子，表征泥土耕耘层深度和耕耘阻力[22]。圆锥指数CI是用圆锥贯入仪（简称圆锥仪）来测定的。圆锥仪的研制使命不时成长，从手动贯入到灵活贯入，从目测读数到电测记实，显现了多种多样的圆锥仪。
2.1.2 作物成长信息的取得 作物成长信息包含作物冠层生化参数（叶绿素含量、作物水份勒迫和营养缺素勒迫）、动物物理参数（如根茎原位外形、叶片面积指数）等。作物长势信息是调控作物成长、遏制作物营养缺素诊断、阐发和瞻望作物产量的首要底子和按照。首要体例有三种：一是从微观角度操纵RS遥感的多时相影象信息研讨植被成长发育的节律特色[23]。二是在地域或田块的规范上，近间隔间接观察阐发作物的长势信息。三是基于地物光谱特色间接测定作物营养和生化参数。
2.1.3 病虫草害信息的收罗 病虫害和杂草是限定农作物产量和品德前进的首要身分，及时、切确、有用检测病虫害的发生时辰、发生水平是接纳办理办法的底子。今朝，病虫草害信息的主动疾速收罗首要是基于计较机图象处置和情势辨认手艺，以研讨植株的根、茎、冠层（叶、花、果实）等的外形特色作为诊断判读的方针。首要阐发体例有光谱特色阐发法、纹理特色阐发法、外形特色阐发法等[24～29]。
2.1.4 作物产量信息的取得 取得作物产量信息是完成作物出产历程中变量办理的首要按照。国际上已商品化的谷物连系收割机产量监督体系首要有美国CASE IH公司的AFS（advanced farming system ）体系、英国AGCO公司的FieldStar体系、美国John-Deree公司的Greenstar体系、美国AgLeader公司PF（precision farming）体系及英国RDS公司的产量监测体系等[30]。这些体系具备功效较强的GIS综合功效，能主动完成产量监测和天出产量散布图。我国谷物产量测产体系的研讨起步较晚，今朝尚在研制中。
2.2 决议打算撑持与处方天生
阐发决议打算体系[31]首要包含地舆信息体系（GIS）、作物出产函数或成长模子和决议打算体系三局部，决议变量施肥功效[14]。
地舆信息体系（GIS）用于描写农田属性的空间差别和成立泥土数据、天然前提、作物苗情等空间信息数据库，遏制空间属性数据的地舆统计。它首要操纵于离线的处方节制体例中，而在及时节制情势中不操纵的须要。
作物出产函数或成长模子是生物手艺在农业现实出产中的操纵。它将作物、景象形象和泥土等作为一个全体遏制斟酌，操纵体系阐发的道理和体例，综合农学范畴内多个学科的现实和研讨功效，对作物的成长发育与泥土情况的干系加以现实归结综合和数目阐发，并成立起呼应的数学模子。该模子描写了作物的成长历程及营养须要，是变量施肥决议打算的底子按照。
决议打算体系按照农业专家持久堆集的经历和常识或GIS与作物成长模子的组合阐发计较[11]，这些存储在GIS体系中的数据信息颠末作物出产办理帮助决议打算撑持体系，终究天生具备针对性的优化了的投入决议打算及对策图，即遏制时、空、量、质全方位的田间办理实行处方图，取得施肥的处方图（离线情势）或具体的施肥量（在线情势），并将其存入存储卡或数据库中，供施肥功课操纵。
2.3 变量投入手艺
由配套农业举措办法装备（ICS农机装备和VRT变量投入装备）构成调控实行体系，经环球卫星定位体系GPS定位，在田间办理处方图的指点下实行邃密节制，田间实行的关头手艺是古代工程装备手艺，是“硬件”，其焦点手艺是“电机一体化”。田间实行手艺操纵于农作物收成、施肥、化学农药喷洒、精准浇灌和连系收割机计产收成等各个关头中。
3 国际精准农业成长对策
3.1 宣扬前进，晋升对精准农业的熟悉
精准农业手艺自身能带来可观的经济效益和社会生态效益，同时对前进农人支出、削减农人休息强度、改良情况品德等有很是首要的感化。
精准农业手艺的推行操纵触及精准农业手艺自身的成长、农业机器化水平、农业手艺培训、农人承当出产危险的能力等，此中农业手艺培训是推行操纵历程中的关头。因为农人取得信息的渠道无限，只要颠末历程农业手艺培训，农人能力熟悉到精准农业手艺的长处并在手艺培训历程中把握这项手艺，精准农业手艺能力在出产现实中大范围地推行操纵。
3.2 完美精准农业的配套手艺
颠末历程测土配方和呼应的变量施肥手艺，改变农人传统施肥看法，按照地盘的肥力近况按需变量共同施用肥料，前进肥料操纵率，削减面源净化，减产增收。
做好精准农业资料搜集和信息规范化使命，操纵3S手艺成立农作物种类、莳植手艺、病虫害防治等手艺信息搜集和农业科研功效、新资料等科研信息搜集，完成农业本钱的社会化、财产化。
3.3 选准合适国情的精准农业名目
我国大局部地域出格是较掉队地域的村落承包地遍及处于碎片化状态，难以撑持起成长精准农业的请求，必须颠末历程地盘流转到达范围运营的功效。
别的一方面，跟着村落市场化和财产打算的调剂，在垦区农场（如黑龙江大型农场、新疆扶植兵团）和大面积作物出产平原区成立“切确施肥”手艺树模工程，或连系一些高效益企业（烟草企业、中药材企业等）动员“切确施肥”的成长是连系中国国情成长切确施肥的有用路子。
4 竣事语
精准农业的成长在我国尚处于起步阶段，面对诸多题目与坚苦。并且我国地盘绝对分离，手艺掉队，环保熟悉不强，在相称长的期间内依然是小农经济占主导成份。是以成立一个集本钱化、信息化、常识化、生态化于一体的全方位生态体系，走具备中国特色的精准农业成长之路，是我国农业成长的必然。
《国度中持久迷信和手艺成长打算纲领（2006～2020年）》中明白把农业精准功课与信息化作为农业范畴科技成长的优先主题，精准农业对前进我国农业古代科技水平具备首要感化，具备广漠的成长远景。
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2地舆信息手艺成长近况
以GPS/GLONASS,和欧盟行将颠末历程“伽利略”打算成立起的导航卫星体系为代表的环球卫星定位手艺具备疾速、便利地取得高精度位置信息的上风。今朝,差分定位(DifferentialGPS,简称DGPS)体系的定位精度可到达亚米级水平,及时静态差分(RealTimeKine-matic,简称RTK)手艺能够或许或许或许或许或许或许在田野及时取得厘米级的定位精度,出格是美国当局打消GPS数据精度选用政策(SA),GPS的官方用户将能够或许或许或许或许或许或许使定位精度前进10倍。是以,环球卫星定位手艺将在良多范畴慢慢代替惯例的光学和电子丈量定位仪器。卫星定位手艺与古代通信手艺的连系,使空间定位手艺发生复杂变更,为信息化农业取得高精度定位信息供应了手艺保证。遥感手艺兴旺成长,能够或许或许或许或许或许或许取得多传感器、多时相、高分辩率(空间分辩率、时辰分辩率、光谱分辩率)的间接或间接反应地球表层地物光谱特色的遥感数据。极高分辩率的卫星遥感影象(如0.61m分辩率QuickBird)民用化和贸易化,能够或许或许或许或许或许或许知足大比例尺的农业、本钱情况等范畴的操纵,将成为信息取得的首要数据源。高光谱遥感的成长,揭示出遥感在农业中操纵的兴旺朝气。在遥感影象处置方面,引入多源信息融会手艺和智能专家体系使遥感信息提取迈上一个新的台阶[9]。地舆信息体系正向搜集化、组件化成长[10],GIS慢慢融入IT支流,其操纵正走向企业化和社会化。GIS传统功效日臻完美,如查问统计、空间阐发、编辑、地舆数据可视化、制图等;体系阐发和设想周全接纳面向东西手艺(OOA&OOD),和空间数据库手艺的成长等都为GIS在农业中操纵供应很强的现实和手艺底子[11]。统统这些焦点地舆信息手艺的成长为精准农业田间信息取得、阐发、办理和决议打算,和体系集成研讨与现实供应了手艺底子。
3精准农业手艺思惟
3.1精准农业的手艺思惟
上世纪80年月早期,按照农田内以米为单位的小区作物产量、成长情况前提等具备较着的时空差别性,外洋学者发生了对农作物实行定位办理(Site-specificManagement)、按照现实须要遏制变量投入(VariableRateTechnology)等农业出产的精准办理思惟,进而提出了精准农业(PrecisionAgriculture)的观点。精准农业的思惟本色便是颠末历程各类手艺手腕来取得农田内差别单位小区的农作物具体出产情况信息,并按照这些信息肯定各个小区内的最为经济和迷信公道的农业出产投入,到达取得经济、情况等方面最高报答的方针,从而完成农业出产的精准办理[2,3]。
3.2精准农业手艺体系
精准农业夸大经济、生态和社会效益的同一,完成定位、定量、按时的最优化出产办理,因而可知,精准农业是一种基于空间信息办理和变异阐发的古代农业办理计谋和农业操纵手艺体系,以地舆信息手艺为主体的信息手艺是精准农业的手艺焦点,基于常识和前进前辈手艺的古代农田精准农业手艺体系最少包含以下方面:地舆信息手艺(GIS、RS、GPS)、生物手艺、农业专家体系(ES)、决议打算撑持体系(DSS)、工程装备手艺等[13]。凡是所说的精准农业的焦点是夸大削减莳植办理历程中的农业投入,是以研讨将精准农业分为田间信息取得、信息阐发处置、决议打算阐发、精准实行4个历程[12]。精准农业的方针不但是尽能够或许或许或许或许或许削减投入,更首要的是要取得经济、情况等方面的最高报答,是以笔者以为全部精准农业莳植轮回历程应当颠末产前打算、产中莳植办理、产后阐发、产后加工和产后发卖等5个关头。此中产中莳植办理是表现精准农业焦点思惟的首要关头,几近触及精准农业手艺体系中的统统手艺。今朝,国际外研讨的焦点在于莳植办理中的时空变异信息取得与提取(传感器、遥感软硬件研制)手艺、信息处置与阐发体例、决议打算阐发集成体系,和照顾DGPS的智能农机体系,这些恰是精准农业实行和推行必须处置的关头手艺。
3.3精准农业成长近况
20世纪90年月以来,发财国度良多学者出力于研讨操纵高新手艺前进农业休息出产率和农资操纵率,以到达经济效益、生态效益和社会效益的最大同一,终究完成农业出产可延续成长。他们的研讨取得了使人注视标功效,并成立了多少撑持邃密农业手艺的树模操纵体系[1,4～7],如美国CaseIH公司的AFS(AdvancedFarm-ingSystem)、英国MasseyFerguson的FieldStar、美国JohnDeree公司的GreenStar等。在现实历程中,也已取得较好的功效,精准农业在大农场出产中已取得较遍及的操纵,并且良多成熟的手艺已构成。据统计,到1995年,美国约有5%的作物面积上差别水平地操纵了精准农业手艺[12],在东方发财国度,精准农业手艺思惟也慢慢被农场办理职员领会和接管,并且成立了良多以精准农业为底子的办事机构。最近几年来不只东方发财国度对精准农业的手艺现实引发正视,在日本、韩国、巴西、马来西亚等国亦已起头了尝试树模研讨[8]。在我国,处置农业研讨的职员起首起头了精准农业研讨,随后生物手艺、信息手艺、地舆迷信和生态学研讨职员对此表现了稠密的乐趣,并且前后睁开了对手艺体系、成长计谋等方面的研讨[14～23]。但从全体上我国对精准农业的研讨还处在引进和消化领受阶段,还不构成较为体系的学术思惟和手艺体系。今朝已在北京和上海建成两个精准农业树模区。
4地舆信息手艺在精准农业中操纵
精准农业实行的前提是及时收罗阐发泥土肥力和作物成长状态的空间差别信息,天生田间办理处方,以完成精准的定位和定量的田间办理,是以,地舆信息手艺应在精准农业中表演首要的脚色。外洋对精准农业的研讨根基上还是集合于操纵3S空间信息手艺和作物出产办理决议打算撑持手艺(DSS)为底子的、面向大田作物出产的精准农作手艺,而不较周全地研讨地舆信息手艺在全部精准农业体系中的操纵。
4.1环球定位体系操纵
GPS手艺为泥土范例、泥土肥力特色、水份、作物成长发育状态、病虫草害及农作物产量等田间信息采样和决议打算打算的田间实行供应切确的空间位置信息。在精准农业中,GPS感化首要有三点:节制丈量、农田信息收罗定位(采样定位和遥感信息定位)和节制导航。今朝,GPS操纵研讨首要在研制基于挪动电脑或掌上电脑的农田信息收罗体系和照顾GPS领受机的智能农机体系两个方面。如美国FieldWorker公司的基于掌上电脑的信息收罗软件FieldWorker能很好地知足精准农业农田信息收罗的须要;美国Trimble公司的AgGPS160PortableComputer能完成田间成图、各类作物及其成长情况属性信息记实、取得来自各类田间情况传感器的信息。智能农业机器在田间遏制农作出产时颠末历程GPS取得的切肯定位信息实行导航监控,同时能够或许或许或许或许或许或许及时取得农作物成长状态信息和与之相干的空间位置信息。今朝智能农机操纵研讨最为胜利的是带有GPS定位体系的能够或许或许或许或许或许或许取得田间作物产量信息的连系收割机[24]。变量施用机具是精准农业的田间完成,国际外的研讨均良多,如变量施肥机、变量收成机、变量浇灌和喷药机等,此中变量施肥是精准农业变量施用手艺的第一项内容,也是研讨最多的名目,但不管若何,纯真用于农田信息收罗的软件体系将跟着遥感在农田信息取得操纵的不时深切而被裁减,代替它的将是集成GPS的遥感体系与智能农机体系。能够或许或许或许或许或许或许预感,集成GPS的遥感成像体系将在取得田间“空间差别”信息方面阐扬复杂感化。
4.2遥感操纵
田间时空变异信息取得体例有传统田间采样测试、GPS田间信息收罗、智能农机体系功课收罗和多平台遥感信息收罗体系。可是遥感能够或许或许或许或许或许或许以“无损测试”体例便利、及时、切确地取得反应较大面积内的“面状”地物性子与状态信息。而别的体例取得的“点状”信息较着缺少以领会全局,并且野生采样都会对作物构成差别水平上粉碎。是以遥感将在完成大面积情况下作物长势与营养及时诊断中阐扬不可替换的感化。今朝遥感操纵研讨首要集合在对空中光谱丈量数据和采样测试相干数据的阐发,成立遥感数据与泥土状态或作物生物物理化学参数(如叶面积指数、叶绿素含量、泥土特色等)之间的相干干系,连系作物生态心理历程间接取得作物农学特色(作物冠层营养水平、子粒与生物资产量、品德等信息)。在大面积农作物微观长势监测、农作物微观估产、农情微观预告、农业本钱查问拜访等方面,遥感已阐扬其应有的感化,并且研制出了可行的手艺线路[28,29],如西南玉米、华北小麦和南边水稻估产精度到达90%以上。高光谱遥感是遥感成长的一个首要趋向,光谱分辩率到达纳米级的高光谱遥感数据能够或许或许或许或许或许或许很好地描写作物的“红边”特色(红边位置、红边斜率、“红移”、“蓝移”),辨别作物叶片生化成份、含量及其变更[27],还能够或许或许或许或许或许或许用来削弱泥土对作物光谱的影响,作物具备一些较着的、怪异的领受特色。作物生物物理和生归天学信息是研讨懂得植被生态体系历程和心理机制的首要参数,是诊断动物营养状态的首要按照,国际外良多学者已涉足高光谱遥感在植被生物物理信息和生归天学信息提取方面的研讨[25,26]。高光谱遥感以其高光谱分辩率特色所照顾的丰硕光谱信息为遥感操纵带来了壮大的活气,颠末历程阐发高光谱植被指数与农作物特色的干系,挑选表征农作物特色的特定波段和光谱参量能够或许或许或许或许或许或许较好地反演作物生物物理和生归天学信息。在精准农业体系中,遥感(出格是高光谱遥感)将为精准农业实行供应大批的田间时空变更信息,遥感手艺将成为监测泥土和作物营养变更、水份勒迫和病虫害等的首要数据源。因为航空、航天遥感本钱较高,并且受信息取得的滞后性、信息阐发处置体例等身分的限定,今朝良多学者起头研制基于地物光谱特色,并用于田间低本钱间接测定作物营养和生化参数的仪器和东西,如NDVI丈量仪、LAI丈量仪、谷物品德丈量仪等,这在卫星和航空遥感手艺进一步成长和成熟前,正在被成长为高密度取得农田信息的手艺手腕。
4.3地舆信息体系操纵
GIS在精准农业手艺体系中的位置无足轻重,其感化不只在于从田间信息收罗、信息处置与办理、信息阐发,到田间决议打算打算实行的全部莳植办理历程,并且贯串打算、莳植办理、产后阐发、产后加工及发卖的全部莳植轮回历程。这要归功于精准农业实行对空间信息的依靠性。在精准农业体系中,GIS不再是一个伶仃的体系,而是环绕精准农业焦点思惟而供应较周全的地舆信息办事的平台,并且该平台与别的体系或用户之间颠末历程信息互换而慎密接洽。归结综合来讲,这类地舆信息办事首要包含信息办理办事、信息互换与更新办事、信息决议打算阐发办事和信息办事等4项,如图2所示。
4.3.1农田信息办理
农田信息具备多源性,具体表此刻存储格局多样性、多规范性、取得体例多样性,别的还包含体系或数据库数据构造的庞杂性。颠末历程GIS平台,在融会多源数据的底子上成立农田办理体系,完成对多源、多时相农田信息的有序办理和阐发,这是精准农业实行的底子,其感化表此刻数据构造和集成办理、空间阐发查问、空间数据更新与综合处置、可视化阐发与抒发。GIS为田间信息收罗供应底子信息,也为田间变量实行决议打算阐发供应信息源,是以农田地舆信息体系是精准农业实行的信息办理员。今朝GIS在外洋精准农业操纵中还处在农田边境图办理、泥土肥力办理、产量散布图办理阐发和GIS制图阶段,并不充实阐扬GIS应有的感化,呼应的办理软件也不成熟。固然颠末几十年的成长,外洋良多GIS产商开辟了诸如ArcGIS产物系列、MapInfo系列等通用GIS软件,但这些软件与农业出产有关的功效只是很小一局部,并且它们价钱高贵。可是,操纵于精准农业的GIS操纵体系应当是小型便宜且合用的农场信息体系FIS(FarmInformationSystem)。是以按照农业信息收罗、存储和处置阐发的特色,研发功效针对性强的FIS是农业GIS成长的一个标的方针。
4.3.2信息更新与互换
信息更新与互换办事是办事平台的首要构成局部。数据是体系的血液,平台的性命力在于信息的现势性及可更新性。信息更新普通分为两个条理:一是不按期的局部数据更新;二是周期性的全局数据更新。信息互换是信息收支办事平台的通道,处置办事平台与各类数据收罗体系、操纵体系之间的数据互换题目。遥感信息的特色决议了它必将成为农田信息取得的首要手腕,可是从遥感取得的不是间接用于精准农业的信息,如泥土水份、作物冠层生化参数等,而须要颠末历程阐发成立遥感信息与泥土和作物成长状态相干的参数之间的干系,这是限定遥感信息操纵与农业信息取得的“瓶颈”。GIS的到场将为遥感信息提取供应新的思绪,供应背景数据和阐发体例。遥感和地舆信息集成研讨,离开复杂高贵的遥感影象处置体系,开辟办事于具体操纵的遥感和GIS集成体系,是GIS操纵于农业的又一个首要标的方针。
4.3.3决议打算阐发
决议打算阐发办事是全部地舆信息办事平台的焦点局部,操纵已有的信息,按照差别操纵方针,集成呼应的常识和模子,阐产天生供决议打算办事的常识,这是地舆信息手艺在精准农业操纵中的首要方针。信息阐发办事是一个常识发掘的历程,其关头是GIS与专家体系、模子库体系集成,其集成水平决议阐发效力和阐发功效的靠得住性。决议打算阐发能够或许或许或许或许或许或许归结为产前打算评估阐发、产中监测与节制阐发,和产后阐发与发卖办理。打算评估首要操纵地域天然身分、社会经济身分、产量汗青数据、作物种类特色等遏制农业区的打算、莳植区划、作物莳植合适性评估和作物品德区划,这方面的GIS操纵研讨取得了必然的停顿[32,33]。完成以高产、高效、优良和及时办理为方针,为农业出产供应一个公道、具体、完全的农田功课打算,它是精准农业实行的底子。如颠末历程阐发产量数据、肥力水安然平静作物成长的合适性,挑选合适的种类、肥料和农业机器装备,拟定公道的耕耘打算。监测与节制阐发是信息阐发决议打算办事的一个首要内容,是最能表现精准农业焦点思惟的内容。将GIS作为决议打算阐发的平台为精准农业实行供应决议打算和节制的按照是其在精准农业中的别的一个成长标的方针。颠末历程GIS集成作物莳植办理帮助决议打算撑持体系与作物出产办理与长势瞻望摹拟模子、投入产出摹拟模子和智能化农作专家体系,按照作物长势和其背景状态做出诊断,提出迷信处方,调控操纵。将差别范例的地舆数据,如泥土、作物、景象形象和地盘汗青等,与水份活动、溶质运移、农药渗漏、作物成长、泥土腐蚀等各类摹拟模子和专家常识和推理机整合,发生撑持定位实行的“农作处方”,这统统都须要集成摹拟模子和专家体系的GIS操纵办事平台的撑持。也恰是GIS的这一功效才使得用于变量功课的农艺处方天生得以完成,同时也能够或许或许或许或许或许或许颠末历程专家体系完成精准农业实行中的主动节制。国际有学者起头研讨接纳GIS遏制施肥保举处方天生[30,31]。
4.3.4产后阐发与发卖办理
从精准农业实行的经济效益和财产化角度斟酌,GIS在精准农业中的操纵并不跟着精准农业田间实行全历程的竣事而停止,它还在后续使命中起着首要感化。操纵产后产量阐发为下一莳植轮回的打算供应决议打算信息,这是以后外洋精准农业体系中注重得比拟多的一项内容,但仅此罢了,它们并不从市场发卖角度斟酌GIS的操纵。今朝,作物出产已起头由纯真寻求高产情势向优良、公用和高效的标的方针改变,操纵品德监测信息可用于指点食粮分类加工,大幅度前进加工品德和附加值,这是产后基于GIS阐发的又一个内容。市场阐发是按照作物产量和品德,和社会经济身分遏制阐发,用于指点食粮发卖价钱和发卖标的方针,从而前进食粮出产的经济效益。发卖办理首要对客户和食粮配送的办理,分为客户干系办理和物流办理,它是前进食粮发卖办理效力的须要前提。是以研发为精准农业办事的产后市场阐发和发卖办理的操纵软件是GIS操纵于精准农业中的一个首要补充,具备较大操纵远景。
4.3.5空间信息
操纵GIS遏制空间信息办事是精准农业体系中“空间变异信息”的首要破费者,它颠末历程Internet或无线(有线)通信向公家原始和阐发功效信息。的空间信息能够或许或许或许或许或许或许包含农田作物长势监测信息、作物产量及品德监测和瞻望信息、产物供需散布信息等,空间信息将使地舆信息手艺在精准农业中的操纵走向社会化,这是财产化成长的首要标的方针。
2.水稻精准莳植手艺的操纵对连云港的情况影响。对水稻精准莳植手艺的早期评估阐颁发明，遏制精准莳植农业能够或许或许或许或许或许或许充实地确保农业本钱的有用操纵，降落对生态情况的净化与粉碎水平，在合适社会经济成长须要的同时，充实完美本钱状态，有益于增进生态情况的良性轮回成长。实行精准农业集感、地舆信息体系、环球定位体系、计较机手艺、主动化手艺、通信和搜集等高新手艺于一体操纵于农业出产历程，能够或许或许或许或许或许或许较着晋升农业财产的古代化办理水平。精准莳植手艺的农业经济效益是持久阶段的综合效益，在短期间之内精准莳植农业手艺实行的耕地没法发生经济效益，其持久阶段的经济效益能够或许或许或许或许或许或许间接表此刻耕地地域的空间散布状态，公道操纵呼应的农药化肥，不时改良耕地地域的情况前提。
信息化的农业是将来阶段古代化成长的首要标记，信息迷信手艺是到达农业古代化的必备体例，可是我国的信息化农业财产依然处在起步阶段，实行精准莳植农业手艺具备杰出情势的市场成长远景，颠末历程精准有用的农业手艺和仪器装备，能够或许或许或许或许或许或许取得必然水平的经济效益，能够或许或许或许或许或许或许增进智能化农业机器、农业信息办事等一系列有关财产的本色成长。传统农业的效益无限，须要大批的耕地，这和连云港地域的以后情况不符。因为经济的成长和都会化的历程，连云港地域的可用耕地愈来愈少，而无限的耕地再分歧适粗拙的传统莳植体例，接纳水稻精准种手艺能够或许或许或许或许或许或许前进无限的耕地操纵率。同时，传统的莳植体例须要大批的化肥能力前进产量，使连云港地域的水质和泥土遭到极大的净化，接纳新的莳植体例能极大的前进连云港地域的生态情况。
