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標(biāo)題: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) [打印本頁]

作者: jacklxy2008 時間: 2009-3-24 23:15
標(biāo)題: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture)是當(dāng)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(biāo),，進(jìn)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(dá)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(jì)效益和環(huán)境效益,。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成,，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng),、農(nóng)田地理信息系統(tǒng),、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng),、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng),。其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS）,，可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)并不過分強調(diào)高產(chǎn),，而主要強調(diào)效益,。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向,。

作者: jacklxy2008 時間: 2009-3-24 23:17
標(biāo)題: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)2
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)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(biāo),，進(jìn)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(dá)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(jì)效益和環(huán)境效益,。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成,，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng),、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng),、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),、智能化農(nóng)機具系統(tǒng),、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng),。其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS）,，可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)并不過分強調(diào)高產(chǎn),，而主要強調(diào)效益,。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向,。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史
　　海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化,，使得它在許多國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，使得精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系廣泛運用于生產(chǎn)實踐成為可能,。1993-1994年,，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想首先在美國明尼蘇達(dá)州的兩個農(nóng)場進(jìn)行試驗。結(jié)果用GPS指導(dǎo)施肥的產(chǎn)量比傳統(tǒng)平衡施肥的產(chǎn)量提高30%左右,，而且減少了化肥施用總量,，經(jīng)濟(jì)效益大大提高。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的試驗成功,，使得其技術(shù)思想得到了廣泛發(fā)展,。
　　近五年來，世界上每年都舉辦相當(dāng)規(guī)模的“國際精細(xì)農(nóng)作學(xué)術(shù)研討會”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展覽會,，已有上千篇關(guān)于精細(xì)農(nóng)作的專題學(xué)術(shù)報告和研究成果見諸于重要國際學(xué)術(shù)會議或?qū)I(yè)刊物,。在萬維網(wǎng)上設(shè)有多個專題網(wǎng)址，可及時檢索到有關(guān)精細(xì)農(nóng)作研究的最新信息,。美,、英、澳,、加,、德等國的一些著名大學(xué)相繼設(shè)立了精細(xì)農(nóng)作研究中心，開設(shè)了有關(guān)博士,、碩士的培訓(xùn)課程,。在發(fā)達(dá)國家，精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系已實驗應(yīng)用于小麥,、玉米、大豆,、甜菜和土豆的生產(chǎn)管理上,。1995年美國約有5%的作物面積不同程度的應(yīng)用了精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，近年來又有了更為迅速的發(fā)展,。在美,、加,、澳、歐等國,，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實驗研究以涉及小麥,、玉米、大豆,、甜菜,、土豆等作物生產(chǎn)。不僅發(fā)達(dá)國家對精細(xì)農(nóng)作的技術(shù)實踐非常重視,，巴西,、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范應(yīng)用。
　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實踐與發(fā)展,，已經(jīng)引起一些國家科技決策部門的高度重視,。美國國家研究委員會（National ResearchCouncil）為此專門立項對有關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行研究，經(jīng)過由美國科學(xué)院,、美國工程院院士組織評估,，于1997年發(fā)表了一份“PrecisionAgriculture in the 21st Century---Geospatial and InformationTechnologies in CropManagement”研究報告，全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力,、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟(jì)效益提供的巨大潛力,，闡明了“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及為信息產(chǎn)業(yè)和支持技術(shù)開發(fā)研究提供的機遇。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在美國,、英國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成為一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合的產(chǎn)業(yè),，且已被廣泛承認(rèn)是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。
　　目前,，適應(yīng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系應(yīng)用的DGPS裝置,，GIS適用平臺及農(nóng)作物資源空間信息數(shù)據(jù)庫管理軟件，作物生產(chǎn)決策支持模擬模型,，帶DGPS接收機小區(qū)產(chǎn)量傳感器和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機,，自動調(diào)控施藥、施肥機,、播種機均已有商品化產(chǎn)品,；支持農(nóng)田信息實時采集的田間土壤水份、N,、P,、K含量、pH值,、有機質(zhì)含量,、作物苗情、雜草分布等的傳感器技術(shù),，已有初步研究開發(fā)成果,�,？梢灶A(yù)言，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的裝備技術(shù)發(fā)展,，到本世紀(jì)末將會日新月異,，有關(guān)新興產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展。
　　我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的思想已經(jīng)為科技界和社會廣為接受,，并在實踐上有一些應(yīng)用,。如1992年北京順義區(qū)在1.5萬公頃的范圍內(nèi)用GPS導(dǎo)航開展了防治蚜蟲的試驗示范。在遙感應(yīng)用方面,，我國已成為遙感大國,，在農(nóng)業(yè)監(jiān)測、作物估產(chǎn),、資源規(guī)劃等方面已有廣泛的應(yīng)用,。在地理信息系統(tǒng)方面，應(yīng)用更加廣泛,，1997年遼寧省用GIS進(jìn)行下遼河平原農(nóng)業(yè)生態(tài)管理的應(yīng)用研究,，吉林省結(jié)合其省農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)開發(fā)“萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS），北京密云縣完成以GIS技術(shù)建立的縣級農(nóng)業(yè)資源管理信息系統(tǒng),。在智能技術(shù)方面,，國家863計劃在全國20個省市開展了“智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用示范工程”。這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用,，為我國今后精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ),，但這些研究與應(yīng)用大部分局限于GIS、GPS,、RS,、ES、MS單項技術(shù)領(lǐng)域與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的結(jié)合,，沒有形成精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)完整的技術(shù)體系,。盡管如此，隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)和相關(guān)信息產(chǎn)業(yè),、工程制造業(yè)的發(fā)展,，智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)必將得到不斷發(fā)展完善,，且將擴展到更為廣泛的設(shè)施農(nóng)作,、養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)的精細(xì)管理與經(jīng)營。
　　國際上精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實踐表明,，實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求信息技術(shù),、生物技術(shù)、工程裝備技術(shù)和適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境的經(jīng)營技術(shù)的集成組裝,，綜合是其典型特征,，技術(shù)集成是其核心，因此需要多部門,、多學(xué)科聯(lián)合作戰(zhàn),。我國實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的近期目標(biāo)，一方面是總結(jié)國外發(fā)展經(jīng)驗,，根據(jù)中國的國情找準(zhǔn)自己的切入點,，另一方面切實做好有關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)，力求走出適合中國國情的精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路,。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
　　1,、全球定位系統(tǒng)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實施的準(zhǔn)確定位,。為了提高精度廣泛采用了 DGPS（DifferentialGlobal PositioningSystem）技術(shù),，即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點是定位精度高,，根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng),。
　　2、地理信息系統(tǒng)GIS,。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)離不開 GIS（GeographicalInformation System）的技術(shù)支持,，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準(zhǔn)管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達(dá)和處理,，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的重要,。
　　3、遙感系統(tǒng) RS,。遙感技術(shù)（Remote Sensing）是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵技術(shù),，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)要求,。
　　4,、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用于提供作物生長過程模擬,、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫,；支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫；作物生產(chǎn)管理知識,、經(jīng)驗的集合知識庫,；基于數(shù)據(jù)、模型,、知識庫的推理程序,；人機交互界面程序等。
　　5,、田間肥力,、墑情,、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息采集處理技術(shù)設(shè)備,。如田間信息適時采集傳感器與數(shù)據(jù)處理方法,。 6、帶GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù),。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械,；自動控制精密播種、施肥,、灑藥機械等等,。

作者: jacklxy2008 時間: 2009-3-24 23:20
標(biāo)題: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，又稱為特定區(qū)域農(nóng)作,。它是依據(jù)特定區(qū)域的作物需求,，運用知識系統(tǒng)和多種現(xiàn)代信息技術(shù)，精確決定投入的可變比率,，如化肥,、農(nóng)藥、水,、種子和其它方面的投入量,，使作物達(dá)到最佳生長量，提高作物的生產(chǎn)潛力,，同時減少化學(xué)物質(zhì)使用,，減少環(huán)境污染。
　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由許多要素組成,，其主要內(nèi)容包括：全球定位系統(tǒng)（GPS）,；地理信息系統(tǒng)（GIS）；遙感,；網(wǎng)絡(luò)抽樣技術(shù),；產(chǎn)量監(jiān)測器；可變比率發(fā)生器(VRA),；作物模擬模型,。
　一、全球定位系統(tǒng)（GPS）
　由美國國防部發(fā)射和經(jīng)管的24顆衛(wèi)星提供世界范圍的地表定位,。九十年代初,，其中有18顆衛(wèi)星提供了附加的地表定位能力。在GPS投入使用后不久,，非軍事應(yīng)用于開發(fā)進(jìn)展較快,，提供的定位精度小于100m。而差分全球定位系統(tǒng)（DGPS－DifferentialGPS）開發(fā)成功，使未知點定位的精確度達(dá)到1m以內(nèi)或更高,。這個精確度對農(nóng)場機械速度的實時性來講是一巨大成就,，它適用于田間產(chǎn)量監(jiān)測、土壤抽樣數(shù)據(jù)定位,，以及農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)和剎蟲劑的使用等,。這些數(shù)據(jù)和它們的GPS定位同時被輸入GPS的層圖中，用于長期生產(chǎn)管理戰(zhàn)略,。
　二、地理信息系統(tǒng)（GIS）
　長期以來,，模擬圖像用來描述空間信息,，過去的30年中，隨著計算機性能的不斷提高,，導(dǎo)致用于捕捉,、存儲、分析和顯示空間數(shù)據(jù)的特殊工具的發(fā)展,，這些數(shù)字工具的集合形成一個GIS,。
　儲存于GIS的信息可分為兩類：一類是空間參考數(shù)據(jù)（如樣點、道路,、地界）,；另一類是提供空間數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)（如土壤類型描述、土壤排水等級）,�,？臻g信息可參照一個地理坐標(biāo)系統(tǒng)，通常以柵格（網(wǎng)格單元）或向量（弧段節(jié)點）格式存儲,。屬性數(shù)據(jù)提供的信息用來描述一空間特征屬性,。GIS的一個關(guān)鍵特征是利用坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫和空間特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行地理分析。
　GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的作用是為決策和管理去組織并分析空間數(shù)據(jù),，再用于決策支持系統(tǒng)的各類模型中,，對田間的不同管理區(qū)求解結(jié)果和制定計劃。管理計劃要考慮影響農(nóng)場作業(yè)的特殊生物特性和環(huán)境特性的變化,，如耕種,、種植、施肥,，以及草害,、病害和蟲害的控制等。產(chǎn)量監(jiān)測提供決定性的反饋信息,，用以評價和調(diào)整下一作物生長周期的管理計劃,。
　三、遙感
　遙感是通過數(shù)據(jù)分析獲取有關(guān)某一目標(biāo)、地域或現(xiàn)象信息的科學(xué)技術(shù),。用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最基本能力是空中攝影,，它允許生產(chǎn)者觀測一系列重要的作物產(chǎn)量參數(shù)（如土壤變化、植物密度等）,，以及相應(yīng)的水,、肥和化學(xué)物質(zhì)的投入。數(shù)據(jù)的及時性是作物管理的關(guān)鍵,，從數(shù)據(jù)獲取到傳遞給農(nóng)場管理者的時間間隔是以小時計,，而不是以月計。使用遙感信息的主要潛在經(jīng)濟(jì)效益是用精確信息對作物進(jìn)行直接的動態(tài)搜尋,，以發(fā)現(xiàn)潛在的問題,，這有助于幫助生產(chǎn)者制定管理決策，達(dá)到降耗增效的目的,。
　四,、網(wǎng)絡(luò)抽樣技術(shù)
　網(wǎng)格抽樣是田間采集土壤樣本的一種方法。一個網(wǎng)格是田間地圖上的一部分,。網(wǎng)格大小可隨土壤變化,、田塊大小、抽樣價格而變化,。網(wǎng)格的樣本應(yīng)盡可能最充分地表達(dá)田間的變化,。衛(wèi)星圖象、空中攝影,、土壤地圖,、田間記錄和模擬的應(yīng)用能減少描述四門特性所需要的樣本數(shù)量。這些圖象特征變化不大,，并被認(rèn)為在某一季節(jié)是固定的數(shù)據(jù),。它還可用于描述或監(jiān)測需要特別管理措施的環(huán)境區(qū)域。每一網(wǎng)格單元的樣本點由GPS定位,，幾個樣本可以直線取樣,，也可以圓形取樣，圓的半徑大約是3m,。樣本要在實驗室里進(jìn)行分析,，測定土壤pH值、陽離子交換能力和土壤營養(yǎng),，其結(jié)果記錄存貯在GIS軟件和生成的土壤圖象中,。
　五、產(chǎn)量監(jiān)測器
　繪制產(chǎn)量圖經(jīng)常是實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的第一步,，產(chǎn)量圖像使農(nóng)場管理者對田間產(chǎn)量變化可視化,，當(dāng)把土壤類型,、土壤肥料、雜草分布和排水等制成圖像時,，農(nóng)場管理者就能夠識別影響產(chǎn)量變化的因素,。產(chǎn)量圖像是由產(chǎn)量監(jiān)測器采集的相關(guān)地理產(chǎn)量生成的。到目前為止,，開發(fā)的大部分產(chǎn)量監(jiān)測器主要用于監(jiān)測籽粒作物產(chǎn)量,，而極少用于地下根莖類產(chǎn)品如糖用甜菜和馬鈴薯等。
　六,、可變比率發(fā)生器（VRA）
　VRA涉及整個田間特定條件和變化比率所使用的農(nóng)業(yè)投入（化肥,、種子和殺蟲劑等）。其重要組成部分包括控制器,、液體噴霧器,、粒狀物發(fā)生器、空氣噴物機和撒播機,，以及條播機和種植機。其中最重要的部分是控制器,，這是一個微處理器或一臺PC機,，它直接控制應(yīng)用設(shè)備�,？勺儜�(yīng)用比率基于從GIS獲取的信息和田間位置知識由控制器來指定,，田間位置信息是通過實時差分GPS、地面速度或其他傳感器提供的,。
　VRA技術(shù)大概是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中開發(fā)最成功的部分,，目前，VRA產(chǎn)品可提供給生產(chǎn)者和商人使用,。
　七,、作物模擬模型
　作物模擬模型對農(nóng)場經(jīng)營者來說，在生產(chǎn)季節(jié)預(yù)測作物產(chǎn)量和分析不同管理實踐的結(jié)果是非常重要的管理工具,。利用這種決策工具,，制定優(yōu)化作物生長和產(chǎn)量的栽培實驗方法，也可用于實驗不同的管理方案,，并為管理者提供信息,，進(jìn)一步認(rèn)識氣候、土壤類型和栽培實踐對成熟期,、最終產(chǎn)量和利潤的影響,。在給出土壤特性的初始數(shù)據(jù)和農(nóng)場操作輸入如耕作、種植,、施肥,、灌溉和實時天氣數(shù)據(jù)后，模擬器能預(yù)測作物生長季期間的生長發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合一種經(jīng)濟(jì)模塊,、模型將計算不同管理方案下的利潤,。
　模擬模型用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，首先把一個田塊分割成若干個子地塊,，然后,，作物模型被用于田間的每一特定于地塊。由于作物模擬模型的許多輸入數(shù)據(jù)是參考地理繪圖信息,，因此,，利用GIS能改進(jìn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的效率，模擬模型首先檢索這些數(shù)據(jù),，再進(jìn)行模擬,，然后把輸出結(jié)果送回GIS，以便顯示和制定決策,。
　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)目前仍然處于初級階段,，因此很少對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。在1996年12月召開的第三屆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)國際會議上,，專家指出,，農(nóng)場精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的利潤水平，對低價值作物（如玉米,、小麥和大豆）的生產(chǎn)者來說仍是難以捉摸的,，而對高價值產(chǎn)品就較容易獲取利潤，如甜菜,、土豆種子作物,、水果和菜類作物。
　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)可行性和對環(huán)境及農(nóng)村發(fā)展的影響仍需要做進(jìn)一步探討

作者: klys 時間: 2010-8-21 18:29
在哪里抄的文章,，不錯,，不過可不要侵權(quán)。

作者: sam_mm 時間: 2010-11-22 22:42
介紹很全面啊,。

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