GPS在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

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1、GPS在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用小組成員王海常金凱季智飛馮金輝董彥軍闞靜精確農(nóng)業(yè)精確農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標，進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調(diào)動土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。1994年我國有專家提出對精確農(nóng)業(yè)的研究

2、應(yīng)用，此后分析研討了精確農(nóng)業(yè)和信息農(nóng)業(yè)在國外的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及在我國的應(yīng)用前景，我國啟動了關(guān)于精確農(nóng)業(yè)的研究，在新疆和北京建立了用全球定位系統(tǒng)和遙感控制農(nóng)業(yè)機械操作的試驗地。國家計委、北京市和北京市農(nóng)林科學(xué)院共同投資5296萬元在北京市小湯山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園區(qū)內(nèi)建設(shè)了北京精確農(nóng)業(yè)示范工程，該項目于2003年11月8日驗收。精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系精確農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，其核心技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計算機自動控制技術(shù)。精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個綜合性

3、很強的復(fù)雜系統(tǒng)，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。GPS概述GPS即全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）。簡單地說，這是一個由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以保證在任意時刻，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測點的經(jīng)緯度和高度，以便實現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能。這項技術(shù)可以用來引導(dǎo)飛機、船舶、車輛以及個人，安全、準確地沿著選定的路線，準時到達目的地。全球定位系統(tǒng)(GPS)是20世紀70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空

4、三大領(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。GPS全球定位系統(tǒng)由三個部分組成GPS在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用利用GPS技術(shù)，配合遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），能夠做到監(jiān)測農(nóng)作物產(chǎn)量分布、土壤成分和性質(zhì)分布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥，并及時準確的發(fā)現(xiàn)病蟲危害，節(jié)約費用、降低成本、達到增加產(chǎn)量提高效益的目的。GPS與精確施肥傳統(tǒng)施肥方式因土壤肥力在地

5、塊不同區(qū)域差異較大，所以在平均施肥情況下，肥力低而其它生產(chǎn)性狀好的區(qū)域往往施肥量不足，而某種養(yǎng)分含量高而豐產(chǎn)性狀不好的區(qū)域則引起過量施肥。GPS為控制施肥提供空間定位和導(dǎo)航支持，基于GPS的變量施肥技術(shù)能根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤類型、土壤中各種養(yǎng)分的盈虧情況、作物類別和產(chǎn)量水平，將微量元素與有機肥加以科學(xué)配方，做到有目的地科學(xué)施肥。GPS與精確灌溉精確灌溉既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置、灌水成分的精確要求，又能按照田間的每個操作單元的具體條件，精細準確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田間運用GPS

6、土地參數(shù)采樣器采集植物生長的環(huán)境參數(shù)，如土壤濕度、地溫等，通過GPS中心控制基站利用專家系統(tǒng)進行植物分析，可以調(diào)控植物生長環(huán)境，精確凋控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。GPS與精確噴藥運用GPS監(jiān)測病蟲草害是預(yù)測預(yù)報的新手段，通過GPS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像，可以收集原始數(shù)據(jù)，監(jiān)測大田作物，得出田間病蟲草害分布大小位置，并可以通過逐次拍攝確認害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度，以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢。如要對大面積農(nóng)田集中進行噴藥，則可選擇裝有差分GPS(DGPS)的飛機。DGPS航空導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛行員從機場直接前往作業(yè)區(qū)，在已設(shè)計的航

7、線和高度飛行噴灑藥物，若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時，系統(tǒng)還能讓飛機到達上次藥物噴灑停止時的準確地點，以便確保既無重復(fù)噴灑又無遺漏區(qū)域。4、GPS與精確耕作將GPS,GIS和精細農(nóng)業(yè)、旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合，開發(fā)精細農(nóng)業(yè)和田間實時導(dǎo)航監(jiān)控相結(jié)合的地理信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了田間車輛多目標監(jiān)控;建立農(nóng)業(yè)機械裝備數(shù)據(jù)庫和查詢系統(tǒng)，可方便地進行100多種農(nóng)業(yè)機械裝備數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除、保存等操作;通過獲取車輛的實時信息，調(diào)取地圖中的信息，將田間動態(tài)的車輛信息與農(nóng)業(yè)機械裝備相結(jié)合實現(xiàn)了信息的可交互性、可擴展性和通用性。實例山東墾利大型智能農(nóng)機裝備精準農(nóng)業(yè)

8、生產(chǎn)早春三月，在永安鎮(zhèn)萬畝土地整平現(xiàn)場，一臺臺裝配著激光接收器的大型拖拉機，在激光發(fā)射器的指揮下，牽引著平地機械，精準地梳理著農(nóng)田，轉(zhuǎn)眼間原本還高低不