精確農(nóng)業(yè)與GISGPS學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1精確精確(jngqu)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)與GISGPS第一頁(yè)，共64頁(yè)。 精確農(nóng)業(yè)的早期研究與實(shí)踐在發(fā)達(dá)國(guó)家始于八十年代初期，根據(jù)農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物精確農(nóng)業(yè)的早期研究與實(shí)踐在發(fā)達(dá)國(guó)家始于八十年代初期，根據(jù)農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長(zhǎng)環(huán)境條件的顯著時(shí)空差異性，提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投產(chǎn)量和生長(zhǎng)環(huán)境條件的顯著時(shí)空差異性，提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，精確農(nóng)業(yè)由此而發(fā)展起來(lái)。入，精確農(nóng)業(yè)由此而發(fā)展起來(lái)。 七十年代中期微電子技術(shù)的迅速實(shí)用化，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備機(jī)電一體化和智能七十年代中期微電子技術(shù)的迅速實(shí)用化，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備機(jī)電一體化和智能化監(jiān)控技術(shù)、農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)

2、研究的發(fā)展。化監(jiān)控技術(shù)、農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展。 八十年代各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)中必需兼顧八十年代各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)中必需兼顧“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問(wèn)題農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問(wèn)題”的的廣泛關(guān)切廣泛關(guān)切(gunqi)(gunqi)和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤(rùn)、提高農(nóng)產(chǎn)品和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤(rùn)、提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、減少環(huán)境污染的迫切需求，為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、減少環(huán)境污染的迫切需求，為“精確農(nóng)業(yè)精確農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。 九十年代，尤其是海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后九十年代，尤其是海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后GPSGPS技術(shù)的民用化，推動(dòng)了精確農(nóng)業(yè)技術(shù)

3、體系的廣泛技術(shù)的民用化，推動(dòng)了精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近實(shí)踐。使得近2020年來(lái)，基于信息技術(shù)支持的農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植保科學(xué)、資源環(huán)境科年來(lái)，基于信息技術(shù)支持的農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植保科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在GPSGPS、GISGIS空空間信息技術(shù)的支持下組裝集成起來(lái)，形成了一個(gè)新的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。間信息技術(shù)的支持下組裝集成起來(lái)，形成了一個(gè)新的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。第1頁(yè)/共64頁(yè)第二頁(yè)，共64頁(yè)。一、精確農(nóng)業(yè)的概念與特征一、精確農(nóng)業(yè)的概念與特征（一）精確農(nóng)業(yè)的概念（一）精

4、確農(nóng)業(yè)的概念來(lái)源來(lái)源:Precision Agriculture:Precision Agriculture（精確、精細(xì)、精準(zhǔn)（精確、精細(xì)、精準(zhǔn)(jn(jn zhn)zhn)） 包括精確農(nóng)作、精確養(yǎng)殖、精確加工等方面包括精確農(nóng)作、精確養(yǎng)殖、精確加工等方面 Precision Farming( Precision Farming(精確農(nóng)作精確農(nóng)作) ) Prescription Farming Prescription Farming（處方農(nóng)作）（處方農(nóng)作） Site-specific Farming( Site-specific Farming(定位農(nóng)作）定位農(nóng)作）概念概念: :借助借助3S3

5、S技術(shù)，盡可能的精細(xì)地掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條技術(shù)，盡可能的精細(xì)地掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條 件，包括作物、土壤、氣象等信息，用計(jì)算機(jī)管理決策系件，包括作物、土壤、氣象等信息，用計(jì)算機(jī)管理決策系統(tǒng)統(tǒng) （包括模擬模型、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等）對(duì)其進(jìn)（包括模擬模型、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等）對(duì)其進(jìn)行處理分析，為制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施提供定量決策建議并行處理分析，為制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施提供定量決策建議并賦予定位實(shí)施。賦予定位實(shí)施。第2頁(yè)/共64頁(yè)第三頁(yè)，共64頁(yè)。精確農(nóng)作技術(shù)思想精確農(nóng)作技術(shù)思想: : 基于田區(qū)差異的變量投入基于田區(qū)差異的變量投入(tur)(tur)和最大收益和最大收益田區(qū)差異：農(nóng)田小

6、區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土田區(qū)差異：農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異信息的空間和時(shí)間差異信息變量投入變量投入(tur)(tur)：分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)：分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需變量投入上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需變量投入(tur)(tur)，分為：人工投入，分為：人工投入(tur)(tur)、機(jī)械投入、機(jī)械投入(tur)(tur)、自動(dòng)控制、自動(dòng)控制最大收益：指

7、生產(chǎn)力、生態(tài)、社會(huì)效益最大收益：指生產(chǎn)力、生態(tài)、社會(huì)效益第3頁(yè)/共64頁(yè)第四頁(yè)，共64頁(yè)。1 1、精確農(nóng)業(yè)的雛型、精確農(nóng)業(yè)的雛型 在所有農(nóng)業(yè)耕地中存在土壤差異和產(chǎn)量在所有農(nóng)業(yè)耕地中存在土壤差異和產(chǎn)量(chnling)(chnling)差異，通過(guò)差異，通過(guò)3S3S技術(shù)（技術(shù)（GISGIS、RSRS、GPSGPS）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物生）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物生長(zhǎng)環(huán)境和收獲產(chǎn)量長(zhǎng)環(huán)境和收獲產(chǎn)量(chnling)(chnling)實(shí)際分布的差異性，獲實(shí)際分布的差異性，獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量(chnling)(chnling)和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)

8、、含水量、病蟲草境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量產(chǎn)量(chnling)(chnling)差異的原因，并對(duì)這種差異性給予及差異的原因，并對(duì)這種差異性給予及時(shí)調(diào)控，即采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)時(shí)調(diào)控，即采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控。別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控。第4頁(yè)/共64頁(yè)第五頁(yè)，共64頁(yè)。2 2、精確農(nóng)業(yè)內(nèi)涵、精確農(nóng)業(yè)內(nèi)涵 利用利用3S3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持(zhch)(zhc

9、h)技術(shù)（技術(shù)（DSSDSS）為基礎(chǔ)，定位、定量、定時(shí)地面向大田作物生產(chǎn)的精確農(nóng)作技術(shù)，即把為基礎(chǔ)，定位、定量、定時(shí)地面向大田作物生產(chǎn)的精確農(nóng)作技術(shù)，即把智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持(zhch)(zhch)技技術(shù)，在全球定位系統(tǒng)（術(shù)，在全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）和地理信息系統(tǒng)（）和地理信息系統(tǒng)（GISGIS）技術(shù)的支持）技術(shù)的支持(zhch)(zhch)下組裝集成起來(lái)，形成完善的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。下組裝集成起來(lái)，形成完善的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。 3 3、精確農(nóng)業(yè)外延、精確農(nóng)業(yè)外延 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)思想，是信息技術(shù)和人工智能高新技

10、術(shù)在大農(nóng)業(yè)中的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)思想，是信息技術(shù)和人工智能高新技術(shù)在大農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用，精確農(nóng)業(yè)技術(shù)不僅適用于種植業(yè)，也適用于養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)，已運(yùn)用，精確農(nóng)業(yè)技術(shù)不僅適用于種植業(yè)，也適用于養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)，已擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精確經(jīng)營(yíng)管理等方擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精確經(jīng)營(yíng)管理等方面，從而形成完整的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。其全部概念建筑在面，從而形成完整的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。其全部概念建筑在“空間差異空間差異”（Spatial VariabilitySpatial Variability）的數(shù)據(jù)采集和處理上，其核心意圖是實(shí)時(shí)測(cè)知）的數(shù)據(jù)采集和處理上，其核心意圖是實(shí)

11、時(shí)測(cè)知作物（畜禽）個(gè)體或小群體或小地塊生長(zhǎng)或防疫的實(shí)際需要，從而及時(shí)作物（畜禽）個(gè)體或小群體或小地塊生長(zhǎng)或防疫的實(shí)際需要，從而及時(shí)確定對(duì)其針對(duì)性投入（肥、水、藥、飼料等）的量、質(zhì)和時(shí)機(jī)，改變傳確定對(duì)其針對(duì)性投入（肥、水、藥、飼料等）的量、質(zhì)和時(shí)機(jī)，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大群體、大面積平均投入的作法，以獲得最佳效果和最低代價(jià)。統(tǒng)農(nóng)業(yè)大群體、大面積平均投入的作法，以獲得最佳效果和最低代價(jià)。隨著精確農(nóng)業(yè)技術(shù)在不同農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的拓展，必將產(chǎn)生更為顯著的社隨著精確農(nóng)業(yè)技術(shù)在不同農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的拓展，必將產(chǎn)生更為顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。第5頁(yè)/共64頁(yè)第六頁(yè)，共64頁(yè)。（二）精確農(nóng)業(yè)的特征（二

12、）精確農(nóng)業(yè)的特征1 1、地域性、地域性2 2綜合性綜合性3 3系統(tǒng)性系統(tǒng)性4 4漸進(jìn)性漸進(jìn)性（1 1）無(wú)任何現(xiàn)代裝備、以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)為主的傳統(tǒng)精確農(nóng)業(yè)）無(wú)任何現(xiàn)代裝備、以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)為主的傳統(tǒng)精確農(nóng)業(yè) （2 2）以管理信息系統(tǒng)、專家咨詢）以管理信息系統(tǒng)、專家咨詢(zxn)(zxn)和簡(jiǎn)單機(jī)械化為主要裝備和簡(jiǎn)單機(jī)械化為主要裝備的現(xiàn)代精確農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代精確農(nóng)業(yè)（3 3）以高度自動(dòng)化、信息化技術(shù)為裝備的智能精確農(nóng)業(yè)）以高度自動(dòng)化、信息化技術(shù)為裝備的智能精確農(nóng)業(yè) 此類精確農(nóng)業(yè)全部采用變量投入此類精確農(nóng)業(yè)全部采用變量投入(VRT)(VRT)機(jī)械化設(shè)備、地理信息系機(jī)械化設(shè)備、地理信息系統(tǒng)統(tǒng)(GIS)(GIS)

13、提供決策基礎(chǔ)、決策支持系統(tǒng)提供決策基礎(chǔ)、決策支持系統(tǒng)(DSS)(DSS)輔助決策、輔助決策、GPSGPSDGPSDGPS定定位、自動(dòng)控制耕作或養(yǎng)殖等全過(guò)程。位、自動(dòng)控制耕作或養(yǎng)殖等全過(guò)程。5 5可操作性可操作性第6頁(yè)/共64頁(yè)第七頁(yè)，共64頁(yè)。二、精確農(nóng)業(yè)的支持技術(shù)二、精確農(nóng)業(yè)的支持技術(shù)1 1、3S3S技術(shù)技術(shù) 2 2、決策支持技術(shù)（、決策支持技術(shù)（DSSDSS） 3 3、可變量投入系統(tǒng)、可變量投入系統(tǒng) （1 1）計(jì)算機(jī)）計(jì)算機(jī)( (控制器控制器) ) 控制器包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件平臺(tái)，是變量投入系統(tǒng)的核心控制器包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件平臺(tái)，是變量投入系統(tǒng)的核心部分，它完成信息處理和信息圖生成等工作

14、。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)著信部分，它完成信息處理和信息圖生成等工作。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)著信息圖、土壤、作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量、施用量的歷史數(shù)據(jù)等，許多信息息圖、土壤、作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量、施用量的歷史數(shù)據(jù)等，許多信息需及時(shí)更新。需及時(shí)更新。（2 2）GPS GPS （3 3）傳感器）傳感器 （4 4）可變量投入設(shè)備）可變量投入設(shè)備(shbi) (shbi) 包括可變量耕作設(shè)備包括可變量耕作設(shè)備(shbi)(shbi)、可變量施肥設(shè)備、可變量施肥設(shè)備(shbi)(shbi)、可變量播種設(shè)備、可變量播種設(shè)備(shbi)(shbi)、可變量噴霧設(shè)備、可變量噴霧設(shè)備(shbi)(shbi)、可變量灌溉設(shè)備、可變量灌溉設(shè)備(shbi

15、)(shbi)等等 第7頁(yè)/共64頁(yè)第八頁(yè)，共64頁(yè)。4 4、智能機(jī)械裝備技術(shù)、智能機(jī)械裝備技術(shù) 必須具備定位導(dǎo)航、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)變量調(diào)節(jié)等功能。必須具備定位導(dǎo)航、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)變量調(diào)節(jié)等功能。 （1 1）在聯(lián)合收割機(jī)上安裝傳感器）在聯(lián)合收割機(jī)上安裝傳感器 在聯(lián)合收割機(jī)上安裝谷物產(chǎn)量、水分、溫度、機(jī)器行走速度、工作幅寬等傳感器，在聯(lián)合收割機(jī)上安裝谷物產(chǎn)量、水分、溫度、機(jī)器行走速度、工作幅寬等傳感器，再與全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)設(shè)備配合，實(shí)現(xiàn)谷物收割過(guò)程的空間位置監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集、再與全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)設(shè)備配合，實(shí)現(xiàn)谷物收割過(guò)程的空間位置監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、計(jì)算、輸出的結(jié)合。儲(chǔ)存、計(jì)算、輸出的結(jié)合

16、。 （2 2）在拖拉機(jī)上安裝傳感器）在拖拉機(jī)上安裝傳感器 在拖拉機(jī)上裝配速度傳感器、監(jiān)控器等，可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行控制和按需自動(dòng)的在拖拉機(jī)上裝配速度傳感器、監(jiān)控器等，可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行控制和按需自動(dòng)的動(dòng)態(tài)變量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)變量投入。動(dòng)態(tài)變量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)變量投入。 （3 3）在播種機(jī)械上安裝傳感器）在播種機(jī)械上安裝傳感器 在播種機(jī)械采用土壤水分傳感器使種子播在水分適宜的深度，利用土壤營(yíng)養(yǎng)傳感在播種機(jī)械采用土壤水分傳感器使種子播在水分適宜的深度，利用土壤營(yíng)養(yǎng)傳感器、肥料營(yíng)養(yǎng)傳感器、流量計(jì)及變量裝置建立投入肥料管理系統(tǒng)。器、肥料營(yíng)養(yǎng)傳感器、流量計(jì)及變量裝置建立投入肥料管理系統(tǒng)。（4 4）在耕地機(jī)械上安裝傳感

17、器）在耕地機(jī)械上安裝傳感器 耕地機(jī)械裝配土壤養(yǎng)分含量實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)傳感器，在耕作時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，經(jīng)過(guò)耕地機(jī)械裝配土壤養(yǎng)分含量實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)傳感器，在耕作時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，可以得到土壤養(yǎng)分含量分布圖，根據(jù)具體情況進(jìn)行土壤改良。數(shù)據(jù)處理后，可以得到土壤養(yǎng)分含量分布圖，根據(jù)具體情況進(jìn)行土壤改良。（5 5）在噴藥機(jī)上安裝傳感器）在噴藥機(jī)上安裝傳感器 在噴藥機(jī)上安裝病蟲草害等信息采集傳感器和控制器，視病蟲草害程度變量喚灑在噴藥機(jī)上安裝病蟲草害等信息采集傳感器和控制器，視病蟲草害程度變量喚灑農(nóng)藥，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)農(nóng)藥，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)(tngsh)(tngsh)可以減

18、少對(duì)人畜的危害。可以減少對(duì)人畜的危害。 （6 6）在灌溉設(shè)備上安裝傳感器）在灌溉設(shè)備上安裝傳感器第8頁(yè)/共64頁(yè)第九頁(yè)，共64頁(yè)。三、精確農(nóng)業(yè)三、精確農(nóng)業(yè)(nngy)技術(shù)實(shí)施過(guò)程技術(shù)實(shí)施過(guò)程精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(nngy)的技術(shù)的技術(shù)路線圖路線圖第9頁(yè)/共64頁(yè)第十頁(yè)，共64頁(yè)。第10頁(yè)/共64頁(yè)第十一頁(yè)，共64頁(yè)。（一）數(shù)據(jù)采集（一）數(shù)據(jù)采集1產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集2土壤數(shù)據(jù)采集土壤數(shù)據(jù)采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤土壤PH值、土壤壓實(shí)、耕作層深度等，詳細(xì)的土壤信息是開(kāi)展值、土壤壓實(shí)、耕作層深度等，詳細(xì)的土壤信息是

19、開(kāi)展精確農(nóng)業(yè)工作的重要基礎(chǔ)。精確農(nóng)業(yè)工作的重要基礎(chǔ)。3作物營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)方法作物營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)方法 4土壤水分監(jiān)測(cè)土壤水分監(jiān)測(cè) 5苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集6其它數(shù)據(jù)采集其它數(shù)據(jù)采集 還要獲取近年來(lái)輪作情況、平均產(chǎn)量、耕作情況、施肥情還要獲取近年來(lái)輪作情況、平均產(chǎn)量、耕作情況、施肥情況、作物品種、化肥、農(nóng)藥、氣候條件況、作物品種、化肥、農(nóng)藥、氣候條件(tiojin)等有關(guān)數(shù)據(jù)。等有關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將用于進(jìn)行決策分析。這些數(shù)據(jù)將用于進(jìn)行決策分析。第11頁(yè)/共64頁(yè)第十二頁(yè)，共64頁(yè)。第12頁(yè)/共64頁(yè)第十三頁(yè)，共64頁(yè)。Mapping SPAD values第13頁(yè)/共64頁(yè)第十四頁(yè)，共6

20、4頁(yè)。Yield monitor sensor that measures grain flow and moisture content through a combineYield MonitorGrain Flow Sensor第14頁(yè)/共64頁(yè)第十五頁(yè)，共64頁(yè)。第15頁(yè)/共64頁(yè)第十六頁(yè)，共64頁(yè)。Real-Time Sensor / Sprayer: GreenSeeker第16頁(yè)/共64頁(yè)第十七頁(yè)，共64頁(yè)。第17頁(yè)/共64頁(yè)第十八頁(yè)，共64頁(yè)。第18頁(yè)/共64頁(yè)第十九頁(yè)，共64頁(yè)。（二）數(shù)據(jù)差異分析（二）數(shù)據(jù)差異分析1 1、產(chǎn)量數(shù)據(jù)分布圖、產(chǎn)量數(shù)據(jù)分布圖2 2土壤土壤(trng

21、)(trng)數(shù)據(jù)分布圖數(shù)據(jù)分布圖3 3苗情、病蟲害分布圖苗情、病蟲害分布圖第19頁(yè)/共64頁(yè)第二十頁(yè)，共64頁(yè)。第20頁(yè)/共64頁(yè)第二十一頁(yè)，共64頁(yè)。Soil pH Map McGarvey Field (Perry, Iowa)第21頁(yè)/共64頁(yè)第二十二頁(yè)，共64頁(yè)。（三）處方生成（三）處方生成 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)(jsh)(jsh)是根據(jù)田間采集到的不均衡空間是根據(jù)田間采集到的不均衡空間分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過(guò)決策分析，來(lái)控制投入方分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過(guò)決策分析，來(lái)控制投入方式和施用量。決策分析是精確農(nóng)業(yè)的核心，直接影響精確農(nóng)業(yè)式和施用量。決策分析是精確農(nóng)業(yè)的核

22、心，直接影響精確農(nóng)業(yè)技術(shù)技術(shù)(jsh)(jsh)的實(shí)踐效果。的實(shí)踐效果。（四）控制實(shí)施（四）控制實(shí)施 精確農(nóng)業(yè)技術(shù)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)(jsh)(jsh)的目的是科學(xué)管理田間小區(qū)，降的目的是科學(xué)管理田間小區(qū)，降低投入，提高生產(chǎn)效率。精確農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是農(nóng)業(yè)機(jī)械的變低投入，提高生產(chǎn)效率。精確農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是農(nóng)業(yè)機(jī)械的變量控制，在量控制，在3S3S技術(shù)技術(shù)(jsh)(jsh)支持下得到的信息經(jīng)過(guò)一系列處支持下得到的信息經(jīng)過(guò)一系列處理后，將會(huì)形成變量控制信息，最終控制農(nóng)業(yè)機(jī)械，實(shí)施變量理后，將會(huì)形成變量控制信息，最終控制農(nóng)業(yè)機(jī)械，實(shí)施變量管理。管理。1 1智能農(nóng)業(yè)機(jī)械是精確農(nóng)業(yè)中進(jìn)行控制實(shí)施的重要手段智能農(nóng)

23、業(yè)機(jī)械是精確農(nóng)業(yè)中進(jìn)行控制實(shí)施的重要手段第22頁(yè)/共64頁(yè)第二十三頁(yè)，共64頁(yè)。2 2控制實(shí)施過(guò)程控制實(shí)施過(guò)程 智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械主要由信息采集系統(tǒng)、決策判斷系統(tǒng)和控智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械主要由信息采集系統(tǒng)、決策判斷系統(tǒng)和控制執(zhí)行制執(zhí)行(zhxng)(zhxng)系統(tǒng)等系統(tǒng)等3 3部分組成。利用各類傳感器采集環(huán)部分組成。利用各類傳感器采集環(huán)境信息或作物信息，決策系統(tǒng)要先輸入關(guān)于農(nóng)藝、土壤、作物、境信息或作物信息，決策系統(tǒng)要先輸入關(guān)于農(nóng)藝、土壤、作物、管理等方面的數(shù)據(jù)作為進(jìn)行系統(tǒng)決策的依據(jù)，將采集到的實(shí)時(shí)管理等方面的數(shù)據(jù)作為進(jìn)行系統(tǒng)決策的依據(jù)，將采集到的實(shí)時(shí)信息輸入系統(tǒng)經(jīng)過(guò)處理后作出決策，傳輸?shù)街悄芑r(nóng)業(yè)機(jī)

24、械進(jìn)信息輸入系統(tǒng)經(jīng)過(guò)處理后作出決策，傳輸?shù)街悄芑r(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行控制實(shí)施。行控制實(shí)施。 例如，當(dāng)駕駛拖拉機(jī)在田間噴施農(nóng)藥時(shí)，駕駛室中安裝的例如，當(dāng)駕駛拖拉機(jī)在田間噴施農(nóng)藥時(shí)，駕駛室中安裝的監(jiān)視器顯示噴藥處方圖和拖拉機(jī)所在的位置。駕駛員監(jiān)視行走監(jiān)視器顯示噴藥處方圖和拖拉機(jī)所在的位置。駕駛員監(jiān)視行走軌跡的同時(shí)，數(shù)據(jù)處理器根據(jù)處方圖上的噴藥量，隨時(shí)向噴藥軌跡的同時(shí)，數(shù)據(jù)處理器根據(jù)處方圖上的噴藥量，隨時(shí)向噴藥機(jī)下達(dá)命令，控制噴灑。機(jī)下達(dá)命令，控制噴灑。第23頁(yè)/共64頁(yè)第二十四頁(yè)，共64頁(yè)。四、精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用四、精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用（一）精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的分類（一）精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的分類1 1精確農(nóng)作精確農(nóng)作

25、精確農(nóng)作就是通常國(guó)外研究者所指的精確農(nóng)作就是通常國(guó)外研究者所指的“Precision Agriculture”“Precision Agriculture”或或“Precision Farming“Precision Farming的含義。即實(shí)時(shí)測(cè)知作物個(gè)體或小群體或平方米尺度小的含義。即實(shí)時(shí)測(cè)知作物個(gè)體或小群體或平方米尺度小地塊生長(zhǎng)的實(shí)際需要，而及時(shí)確定對(duì)其針對(duì)性投入地塊生長(zhǎng)的實(shí)際需要，而及時(shí)確定對(duì)其針對(duì)性投入( (肥、水、藥等肥、水、藥等) )的量、質(zhì)和的量、質(zhì)和時(shí)機(jī)。目前，美國(guó)、加拿大等許多農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的種植業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了時(shí)機(jī)。目前，美國(guó)、加拿大等許多農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的種植業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了“精確農(nóng)

26、精確農(nóng)作作”。2 2精確林果業(yè)精確林果業(yè) 在果樹(shù)生產(chǎn)中，精確化、集約化的管理越來(lái)越受到重視和推廣。從施肥、在果樹(shù)生產(chǎn)中，精確化、集約化的管理越來(lái)越受到重視和推廣。從施肥、澆水、用藥等日常管理到收獲，國(guó)外一些國(guó)家均達(dá)到了精確化管理。如與微噴澆水、用藥等日常管理到收獲，國(guó)外一些國(guó)家均達(dá)到了精確化管理。如與微噴一起一起(yq)(yq)使用的施肥、果實(shí)的大小與形狀控制等等。在收獲過(guò)程中，法國(guó)使用的施肥、果實(shí)的大小與形狀控制等等。在收獲過(guò)程中，法國(guó)已研制出自動(dòng)導(dǎo)向機(jī)器人，在收獲前用微型攝像機(jī)對(duì)果樹(shù)拍照，根據(jù)獲取信息已研制出自動(dòng)導(dǎo)向機(jī)器人，在收獲前用微型攝像機(jī)對(duì)果樹(shù)拍照，根據(jù)獲取信息與存儲(chǔ)信息比較，完成是

27、否采摘與包裹。日本利用同樣原理研制成功了柑橘和與存儲(chǔ)信息比較，完成是否采摘與包裹。日本利用同樣原理研制成功了柑橘和西紅柿的自動(dòng)采收機(jī)器人。國(guó)內(nèi)如山東海陽(yáng)引進(jìn)以色列技術(shù)，建成了果樹(shù)野外西紅柿的自動(dòng)采收機(jī)器人。國(guó)內(nèi)如山東海陽(yáng)引進(jìn)以色列技術(shù)，建成了果樹(shù)野外自動(dòng)化控制微噴工程，采用微機(jī)控制，根據(jù)土壤吸水能力、蘋果生產(chǎn)階段和氣自動(dòng)化控制微噴工程，采用微機(jī)控制，根據(jù)土壤吸水能力、蘋果生產(chǎn)階段和氣候條件等因素，定時(shí)、定量、定位給果樹(shù)供水。候條件等因素，定時(shí)、定量、定位給果樹(shù)供水。第24頁(yè)/共64頁(yè)第二十五頁(yè)，共64頁(yè)。3 3精確養(yǎng)殖與畜牧業(yè)精確養(yǎng)殖與畜牧業(yè)4 4精確設(shè)施農(nóng)業(yè)精確設(shè)施農(nóng)業(yè) 所謂所謂(suwi)

28、(suwi)設(shè)施農(nóng)業(yè)是指應(yīng)用某些特制的設(shè)施來(lái)改變動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的設(shè)施農(nóng)業(yè)是指應(yīng)用某些特制的設(shè)施來(lái)改變動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的小氣候，達(dá)到人為控制其生產(chǎn)效果的農(nóng)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)主要有：設(shè)施種植業(yè)，如溫小氣候，達(dá)到人為控制其生產(chǎn)效果的農(nóng)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)主要有：設(shè)施種植業(yè)，如溫室栽培、塑料大棚栽培、無(wú)土栽培等；設(shè)施畜牧業(yè)，如畜禽舍、養(yǎng)殖場(chǎng)及草場(chǎng)建室栽培、塑料大棚栽培、無(wú)土栽培等；設(shè)施畜牧業(yè)，如畜禽舍、養(yǎng)殖場(chǎng)及草場(chǎng)建設(shè)等。設(shè)等。 設(shè)施農(nóng)業(yè)在國(guó)外發(fā)展較早，目前已達(dá)到相當(dāng)高的水平，在歐洲，多數(shù)國(guó)家以設(shè)施農(nóng)業(yè)在國(guó)外發(fā)展較早，目前已達(dá)到相當(dāng)高的水平，在歐洲，多數(shù)國(guó)家以溫室生產(chǎn)為主，其中荷蘭和英國(guó)的溫室主要是玻璃溫室，用來(lái)生產(chǎn)

29、蔬菜和花卉，溫室生產(chǎn)為主，其中荷蘭和英國(guó)的溫室主要是玻璃溫室，用來(lái)生產(chǎn)蔬菜和花卉，荷蘭生產(chǎn)的蔬菜荷蘭生產(chǎn)的蔬菜8080用于出口，花卉出口更占世界出口量的用于出口，花卉出口更占世界出口量的7171(1987)(1987)；日本利；日本利用溫室栽培蔬菜及果樹(shù)，技術(shù)十分發(fā)達(dá)，幾乎所有蔬菜的生產(chǎn)很大程度上依賴于用溫室栽培蔬菜及果樹(shù)，技術(shù)十分發(fā)達(dá)，幾乎所有蔬菜的生產(chǎn)很大程度上依賴于溫室。溫室。第25頁(yè)/共64頁(yè)第二十六頁(yè)，共64頁(yè)。（二）實(shí)施精確農(nóng)業(yè)需要滿足的條件（二）實(shí)施精確農(nóng)業(yè)需要滿足的條件1 1農(nóng)田大小農(nóng)田大小 農(nóng)田大小的概念主要取決于外部環(huán)境，不同國(guó)家適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)農(nóng)田大小的概念主要取決于外

30、部環(huán)境，不同國(guó)家適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐的農(nóng)田大小不一樣，一般需要一個(gè)全面的經(jīng)濟(jì)分析，可以計(jì)算出一個(gè)國(guó)踐的農(nóng)田大小不一樣，一般需要一個(gè)全面的經(jīng)濟(jì)分析，可以計(jì)算出一個(gè)國(guó)家適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐的最小農(nóng)田范圍家適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐的最小農(nóng)田范圍(fnwi)(fnwi)。適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)。適于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐的最小面積約為實(shí)踐的最小面積約為85.6ha85.6ha。2 2農(nóng)機(jī)化程度農(nóng)機(jī)化程度 農(nóng)田可大可小，但是農(nóng)業(yè)作業(yè)若不是機(jī)械化，精確農(nóng)業(yè)就難以實(shí)施。農(nóng)田可大可小，但是農(nóng)業(yè)作業(yè)若不是機(jī)械化，精確農(nóng)業(yè)就難以實(shí)施。如聯(lián)合收割機(jī)、播種機(jī)、施肥機(jī)、噴藥機(jī)、噴灌機(jī)等。另外，還需要如聯(lián)合收割機(jī)、播種機(jī)、施肥機(jī)、噴藥機(jī)

31、、噴灌機(jī)等。另外，還需要GISGIS、GPSGPS（DGPSDGPS）；信息采集、分析設(shè)備；隨農(nóng)業(yè)機(jī)械配備的定位系統(tǒng)、控制設(shè)）；信息采集、分析設(shè)備；隨農(nóng)業(yè)機(jī)械配備的定位系統(tǒng)、控制設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備等?？傊?，機(jī)械化、自動(dòng)化程度越高，越利于實(shí)施精確農(nóng)業(yè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備等?？傊?，機(jī)械化、自動(dòng)化程度越高，越利于實(shí)施精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐。技術(shù)實(shí)踐。3 3農(nóng)田差異農(nóng)田差異第26頁(yè)/共64頁(yè)第二十七頁(yè)，共64頁(yè)。（三）精確（三）精確(jngqu)(jngqu)農(nóng)業(yè)技術(shù)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用的應(yīng)用1 1精確精確(jngqu)(jngqu)施肥施肥2 2精確精確(jngqu)(jngqu)灌溉灌溉3 3精確精確(jngqu)(jn

32、gqu)植保植保第27頁(yè)/共64頁(yè)第二十八頁(yè)，共64頁(yè)。注入站主控站監(jiān)測(cè)站移動(dòng)站GPS衛(wèi)星1 1）空間星座（）空間星座（2424顆衛(wèi)星）顆衛(wèi)星）2 2）地面控制系統(tǒng)）地面控制系統(tǒng)(kn(kn zh x zh x tntn) ) 1 1個(gè)主控站個(gè)主控站 3 3個(gè)注入站個(gè)注入站 5 5個(gè)監(jiān)測(cè)站個(gè)監(jiān)測(cè)站3 3）用戶設(shè)備）用戶設(shè)備第28頁(yè)/共64頁(yè)第二十九頁(yè)，共64頁(yè)?？臻g部分空間部分(b fen)：星座、信號(hào)：星座、信號(hào)地面地面(dmin)監(jiān)控部分：監(jiān)控站、主控站、注入站監(jiān)控部分：監(jiān)控站、主控站、注入站用戶部分：用戶部分：接收機(jī)（接收天線和信號(hào)處理運(yùn)算和顯示）接收機(jī)（接收天線和信號(hào)處理運(yùn)算和顯示）第

33、29頁(yè)/共64頁(yè)第三十頁(yè)，共64頁(yè)?？刂瓶刂?kngzh)(kngzh)部分部分CONTROL SEGMENTCONTROL SEGMENT阿松森群島迭哥加西亞卡瓦加蘭夏威夷科羅拉多監(jiān)控站監(jiān)控站注入站注入站主控站主控站監(jiān)控站：接收衛(wèi)星下行信號(hào)監(jiān)控站：接收衛(wèi)星下行信號(hào)(xnho)(xnho)數(shù)據(jù)，并送至主控站，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并送至主控站，監(jiān)控衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn) 行和服務(wù)狀態(tài)。行和服務(wù)狀態(tài)。主控站：衛(wèi)星軌道估計(jì)，衛(wèi)星控制，定位系統(tǒng)的運(yùn)行主控站：衛(wèi)星軌道估計(jì)，衛(wèi)星控制，定位系統(tǒng)的運(yùn)行(ynxng)(ynxng)管理。管理。注入站：注入站：第30頁(yè)/共64頁(yè)第三十一頁(yè)，共64頁(yè)。用戶用戶(yngh)(y

34、ngh)部分部分USER SEGMENTUSER SEGMENTGPSGPS接收機(jī)由接收天線和信號(hào)處理接收機(jī)由接收天線和信號(hào)處理(xn ho ch l)(xn ho ch l)運(yùn)算顯示兩大部分組成。運(yùn)算顯示兩大部分組成。第31頁(yè)/共64頁(yè)第三十二頁(yè)，共64頁(yè)。具有相當(dāng)高的定位精度，由米級(jí)到毫米級(jí)具有相當(dāng)高的定位精度，由米級(jí)到毫米級(jí)測(cè)定速度和時(shí)間的性能，具有同定位相當(dāng)?shù)木葴y(cè)定速度和時(shí)間的性能，具有同定位相當(dāng)?shù)木?站與站之間不需要高精度定位所要求的可視性站與站之間不需要高精度定位所要求的可視性 用戶在地球上的任何地方（在空中、在地面、在海洋用戶在地球上的任何地方（在空中、在地面、在海洋(hiy

35、ng)(hiyng)）都可以接收到信號(hào)都可以接收到信號(hào) 用戶不需要承擔(dān)經(jīng)濟(jì)義務(wù)，只需要價(jià)格比較低的硬件用戶不需要承擔(dān)經(jīng)濟(jì)義務(wù)，只需要價(jià)格比較低的硬件 是一種全天候系統(tǒng)，一天是一種全天候系統(tǒng)，一天2424小時(shí)都能工作小時(shí)都能工作 特特 點(diǎn)點(diǎn)第32頁(yè)/共64頁(yè)第三十三頁(yè)，共64頁(yè)。Trimble Trimble 公司公司(n s)(n s)專門用于專門用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的的GPSGPS設(shè)設(shè)備備第33頁(yè)/共64頁(yè)第三十四頁(yè)，共64頁(yè)。第34頁(yè)/共64頁(yè)第三十五頁(yè)，共64頁(yè)。能生成產(chǎn)量能生成產(chǎn)量(chnling)(chnling)圖的聯(lián)合收割機(jī)圖的聯(lián)合收割機(jī)作物作物(zuw)(zuw)產(chǎn)量小區(qū)定位計(jì)產(chǎn)量小區(qū)定位計(jì)量：量：第35頁(yè)/共64頁(yè)第三十六頁(yè)，共64頁(yè)。第36頁(yè)/共64頁(yè)第三十七頁(yè)，共64頁(yè)。第37頁(yè)/共64頁(yè)第三十八頁(yè)，共64頁(yè)。研究開(kāi)發(fā)研究開(kāi)發(fā)(kif)精準(zhǔn)施肥機(jī)械精準(zhǔn)施肥機(jī)械第38頁(yè)/共64頁(yè)第三十九頁(yè)，共64頁(yè)。第39頁(yè)/共64頁(yè)第四十頁(yè)，共64頁(yè)。第40頁(yè)/共64頁(yè)第四十一頁(yè)，共64頁(yè)。第41頁(yè)/共64頁(yè)第四十二頁(yè)，共64頁(yè)。第42頁(yè)/共64頁(yè)第四十三頁(yè)，共64頁(yè)。第43頁(yè)/共64頁(yè)第四十四頁(yè)，共64頁(yè)。第44頁(yè)/共64頁(yè)第四十五頁(yè)，共64頁(yè)。水稻葉片群體葉綠素密度（SPAD值*LAI）空間(kngjin)分布特征第45頁(yè)/共64頁(yè)第四十六頁(yè)，