3S技术在精细农业中的应用实例分析
计算机在农业中的应用论文
——3S技术在精细农业中的应用实例
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“3S”技术在精细农业中的应用实例
【摘要】：精准农业是在信息技术发展的基础上以地理信息系统(GIS)全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上结合我国具体情况研究发展适合我国国情的精准农业技术体系关
【关键字】：精细农业；3S技术；应用
众所周知，农业是一个国家的基本产业，并且农业的发展历程是伴随着科学技术的进步而不断变化的,二十世纪九十年代以来,随着3S(全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感RS)技术的研究和发展,使农业原有技术生产体系与现代信息技术相结合形成一种新型先进农业技术体系—精准农业(Precision Agriculture或Precision Farming),它将人类农业的发展带入了数字和信息时代,成为合理利用农业资源、提高农作物产量、降低生产成本、改善生态环境的主要农业生产形式。故“3S”技术是实现农业现代化的必要手段。
第一章精细农业
“精细农业”又称精确农业,是一个综合性的复杂系统,是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径,是二十一世纪全球农业科技革命的方向。精细农业是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术，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。所以,精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象进行模拟,达到合理利用农业资源,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。
第二章“3S”技术在精准农业中的应用
主要表现为借助航空与航天遥感,以高空间和高光谱分辨率,及时提供农作物长势、水肥状况和病虫害情况的“征兆图”(Symptom Maps)供诊断、决策和估产等使用。通过与航空遥感或小卫星群建立全球数据采集网,可获取实时数据。利
用已存贮的土壤背景数据库、农田灌溉、施肥、种子等数据库以及新获取的“征兆图”,进行分析、判断,形成“诊断图”,将这些结果与GIS相结合进行综合分析,并做出投入产出估算,提出实施计划或方案;将GPS与GIS集成系统装载在农业机械上,实现农田作业的自动指挥和控制,如自动播种、施肥、除草、灌溉、培土以及收割等工作。为了保证作业的精确性,需要建立相应的专题电子地图和广域/局域GPS差分服务网。
全球定位系统的优势是精确定位,地理信息系统的优势是管理与分析,遥感的优势是快速提供各种作物生长与农业生态环境在地表的分布信息,它们可以做到优势互补,促进精细农业的发展。
2·1 RS在精细农业中的应用
遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。它是精细农业获取田间数据的重要来源。遥感技术在精细农业中主要应用于以下几方面：
2·1·1 农作物播种面积检测和估算遥感可实时记录农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,并在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。
2·1·2 监测作物长势和估算作物产量农作物遥感估产包括农作物长势、土地荒漠化和盐渍化、农业环境污染、水土流失等的监测，这种监测是持续进行的，在监测过程中不断提供农业资源的数字变化和不同时间序列的图件依据，农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对性措施进行田间管理。还可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。
2·1·3 作物生态环境监测利用遥感技术可以对土壤侵蚀面积、土壤盐碱化面积、主要分布区域以及土地盐碱化变化趋势进行监测。也可以对土壤水和其他作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应的措施。
2·1·4灾害遥感监测和损失评估灾害遥感监测和损失评估包括小麦、玉米、水稻、棉花等农作物的产量预测和草场产量估测。气候异常对作物生长具有一定的影响。利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施。在自然灾害
监测方面，开展了北方地区土地沙漠化监测、黄淮海平原盐碱地调查及监测、北方冬小麦旱情监测等。
2·1·5农业资源调查及动态监测农业资源调查包括土地利用现状、土壤类型、草场、农田等农业资源的调查以及结束后的评价，提供农业资源的准确数值和分布图件。农业部遥感应用中心于2000年设立草地遥感监测和预警系统。该项目是利用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统等现代空间信息技术手段，建立技术先进、快速准确的中国草地退化和草畜动态平衡遥感监测系统。
2·2 GIS在精细农业中的应用
地理信息系统可以被用于农田土地数据管理、查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据,并能够方便的绘制各种农业专题地图,也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据。目前,地理信息系统在精细农业中主要应用于以下两方面：
2·2·1 管理数据 GIS技术是以地理空间数据为核心，通过GIS可以管理农业空间数据和实现远程寻找所需要的各种地理空间数据，包括图形和图像等，同时提供分析工具、参与分析过程、显示与输出分析的结果等。
2·2·2 绘制作物产量分布图安装GPS的新型联合收割机,在田间收割农作物时,每隔一定时间记录下联合收割机的位置,同时产量计量系统随时自动称出农作物的重量,置于粮仓中的计量仪器能测出农作物流入储存仓的速度及已经流出的总量,这些结果随时在驾驶室的显示屏上显示出来,并被记录在地理数据库中。利用这些数据,在地理信息系统支持下,可以制作农作物产量分布图。
2·2·3 农业专题图分析通过GIS提供的复合叠加功能,将不同农业专题数据组合在一起,形成新的数据集。通过对其分析,可以分析出土地上各种限制因子对作物的相互作用与相互影响,从中可以发现它们之间的关系。
2·3 GPS在精细农业中的应用
全球卫星定位系统是利用地球上空的24颗通讯卫星和地面上的接收系统,同时接收来自多颗卫星的电波导航信号,测量地球表面某点准确地理位置的技术系统,英文简称GPS。上世纪80、90年代以来,用GPS同时测定三维坐标的方法将定位测绘技术从陆地与近海,扩展到整个海洋和外层空间;从静态扩展到动态;从事后处理扩展到实时、准实时定位与导航;定位精度也越来越高。GPS接收机
在精细农业中的作用包括精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏状况。为了实现以上功能,GPS接收机需要与农田机械结合,随着农田机械在田间作业,同时进行精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏。在GPS定位系统的协助下,农田机械可以根据不同地块的差别,自动调节种子、肥料和化学药剂的投放量。例如,播种机会根据地块内部土壤结构、有机质含量、不同土壤含水量来确定具体地点播种的疏密,这反映出“精细农业”田间作业具有定位化的特点。由于GPS 具有精确定位功能,农业机械可以将作物需要的肥料送到准确位置,也可以将农药喷洒到准确位置。这不仅有助于提高作物产量,也可以降低肥料和农药的消耗。
第三章3S技术在精细农业中的综合应用
GPS可以确定农业机械在田间作业中的精确位置, GIS可对各种田间数据进行处理和分析,二者结合为科学种田提供了所需要的定位和定量的技术手段,进行田间作业和田间管理。例如,地理信息系统能够根据地块中土壤特性和土地条件,结合GPS提供的位置数据,指挥播种机进行定量播种,确定播种的疏密程度。在GIS和GPS指挥下,农药喷洒机可以去病虫害发生地自动喷洒农药。
RS和GIS结合提供了多种数据源,这为建立农田基础数据库奠定了基础。农田基础数据库是农田科学管理的基础。搭载在农田机械上的地理信息系统,可以记录下各种农田操作过程中的数据,如作物品种、播种深度、喷洒农药类型、施肥和灌溉以及收获产量,同时记录下田间作业时的位置与范围、灌溉量、化肥使用量、农药喷洒量、喷施部位、使用时间、当天天气状况。通过RS,则可以获得作物生长情况、作物生态环境等数据。将这些数据都记录在数据库内,日积月累就形成了农田基础数据库。
第四章小结
可以说,精细农业是在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术推动下发展起来的现代农田精耕细作技术,它代表了未来农业发展的一个主要方向。3S技术在精细农业中的应用,面临的主要问题有:农业遥感图像的解译技术的完善、农田作业定位精度的提高、农田基础数据库的更新,以及农田机械与3S技术的集成。
参考文献:
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学学报，2002，25（4）：241.
[9]程明华，陈建平.3S技术在农业中的应用.山西农业科学,2006.5。
3S技术在农业中的应用
3S技术在农业中的应用摘要： 3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业, 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息系统(G IS)技术和遥感( RS)技术, 能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。随着技术的发展，单纯地运用GPS、RS与GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。 论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。
关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1.3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分
3S技术在农业中应用
3s技术在农业中的应用 3S技术农业 "3S"技术及其农业应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被称为"3S"技术."3S"综合技术的最新发展是"3S"技术集成,集成反映了空间信息系统从数据获取到数据处理到信息生成的全过程,"3S"集成也就是要解决该过程的全自动化问题,使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段."3S"技术引入农业研究和实践,可有效地管理具有空间属性的各种农业资源信息,对农业管理和实践模式进行分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价;能有效地对多时期的农业资源及生产活动变化进行动态监测和分析比较;可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高农业生产效率和效益. 农业资源监测评估"3S"技术可以为农业资源监测评估提供帮助.RS/GPS系统能快速准确地获取研究区域内农业资源的遥感图像及空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息,经判读解译、图像分类处理提取专题信息,利用RS/GIS强大的图形分析与制作功能,编绘出所需的各种资源要素的图件,据此可进行多种专题图的叠加分析.同时,利用RS可以对农业资源质和量的变化进行动态的监测,及时更新农业资源数据库,通过GIS的空间数据管理、分析功能和资源分析、评价模型,即可对具有时空变化特点的农业资源进行存量和价值量的测算,实现资源现状、潜力和质量评估. 农业区划"3S"获得的资源分布、土地利用、空间社会经济差异等信息,具有综合性、同源性、宏观性及动态性,GIS数据库管理功能为这些数据的总汇提供支持并能够对其中的空间或非空间信息进行高效的处理,使农业区划工作者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律,为区划提供丰富而有效的信息. 土地资源与土地利用研究土地资源与土地利用研究是GIS应用最广的领域,因此早期地理信息系统也叫做土地信息系统,土地信息系统涉及土地利用、开发、整治和保护的各个环节.在GIS支持下,能方便地完成距离与面积量测、空间查询、缓冲区分析.GIS能对地理信息进行动态描述,构建土地利用管理过程中系统要素格局的变化和发展、未来土地资源状态及社会环境状态的演变进行动态的模拟和预测,保证利用管理的策略及目标优化. 作物长势监测与估产作物长势监测是一个动态过程,分析RS影像信息,就能够反映出宏观植被生长发育的节律特征.在实践中,结合相关资料,判读解译RS影像信息,在GIS中对各种数据信息进行信息提取、空间分析,识别作物类型,分析作物生长过程中自身的态势和生长环境的变化,统计量算出其播种面积,也可以发挥GIS系统的模型功能,构建出不同条件下作物生长模型和估产模式,把能反映产量的因素引入模型中,估算大面积作物的产量. 农业灾害预警及应急反应借助于RS的动态监测,利用GIS系统,可以应用于诸如洪涝灾、旱灾、水土污染和作物病虫害等农业灾害的预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等,为防灾、抗灾、救灾的预警及应急措施及时提供准确的决策信息.通过GIS 的分析处理,可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延区图,为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据. 农业环境监测通过建立农业资源环境空间数据库,管理、分析和处理海量的环境数据,进行农业环境因子的相关性分析;通过建立若干环境污染模型,模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势;通过GIS的空间分析,找出造成农业环境污染的原因;通过GIS空间制图功能,提供多种形象、直观的环境状况信息表达方式. 农业基础性生产资料管理与合理利用以土壤肥料为例,土壤肥料是保证农业增产的重要生产资料.GIS空间数据管理与分析技术可以帮助农业、环境、化工、农资、农技推广等部门了解我国土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化,进行区域性化肥合理规划和调配.GIS技术也可以应用于种子调配、农药调配等其他农业基础性生产资料上.
3S技术在农业中的应用
3S技术在农业中的应用 摘要： 3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业, 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息系统(G IS)技术和遥感( RS)技术, 能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。随着技术的发展，单纯地运用 GPS、RS与 GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。
论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。 关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1. 3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一
3s技术在农业领域的应用
3S技术在农业领域的应用 摘要：简要说明“3S”技术的定义，以及在农业领域的应用。重点介绍了“3S”技术在作物估产和监测、土壤侵蚀调查、农业气象服务应用、土地资源调查、精准农业中的应用，并指出了其不足之处。 关键字：3S技术，农业，地理信息系统，遥感，全球定位系统 农业是国民经济的基础，而我国人口多，耕地少，利用占全球耕地面积7%的土地，养活占世界1/5 的人口。随着人口的持续增长，经济的发展和城市化进程的加快，耕地面积会越来越少。因此，提高农业效率，提高耕地的单位面积产量成了摆在我们面前的一个现实问题。 生产实践的需要是推动科技进步的根本动力，任何一门技术的发展都是生产实践需要和人的智力相结合的产物。而3S技术，即全球定位系统(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术和遥感(RS)技术，能为农业发展建立与其相适应的地理信息系统，提供规划、设计、施工、管理和决策使用，使得现代农业脱离了原来落后的技术，也为现代农业的高科技发展提供了广阔的前景。 1.3S技术 3S技术是全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）的统称。全球定位系统是美国第二代卫星导航系统，它由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成，可同时测定目标三维坐标，应用范围非常广泛；它的优势就如它定义中提到的是精确定位。遥感(RS)技术是通过遥感平台上搭载的传感器，来探测地表物体反射的电磁波和其发射的电磁波，并按照一定的规律转换为图像，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体；它的优势在于信息的收集，在土地资源调查与检测、作物估产、农作物生长状况及其生态环境的检测及草原调查与检测等领域发挥作用。地理信息系统简称GIS，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。它的优势在于管理和分析。3S技术将三种技术融合，并将其综合利用。3S技术有快速高效的数据获取能力、强大的空间数据处理分析能力和直观生动的地图数据表达显示能力，在空间信息采集、处理和应用中具有较大的优势，并被广泛地应用于国土、水利、交通、农业、军事和旅游等领域，推动各领域技术发展并取得了巨大的经济效益和社会效益。其在农业方面的应用领域包括：农作物估产和监测、土壤侵蚀调查、精准农业、农业气象服务、遥感制图与土地资源调查等。 2.3S技术在农业上的应用 2.1作物估产和产量监测 通过对遥感卫星获得的影像进行判读解译、图像分类处理以提取专题信息，及时更新GIS数据库，对农业资源质和量的变化进行动态的监测，使得管理者可以及时发现作物生长出现的问题，采取针对措施进行田间管理如施肥、喷施农药等。管理者还可以根据不同时间段同一地区的遥感图像，了解不同生长阶段中作物的长势，提前预测农作物的产量。热红外波段对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不
3S技术集成在精细农业中的应用
3S技术集成在精细农业中的应用 姓名 学号 摘要：本文分别论述了3S技术中遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用，并总结了它们综合应用给精细农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在精细农业上的不足和缺陷。 关键词：3S技术；精细农业；GPS；RS；GIS 1引言 我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”[1]指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。 精细农业的发展受到3S技术的推动作用。由于民用3S技术的迅猛发展和成本的降低，3S技术在精细农业示范应用中预示着良好的发展前景。在3S技术支持下的精细农业具有技术性强，定量化，定位化的特点，代表了未来农业的发展方向。本文就简单谈谈3S技术在精细农业中的应用。 2 3S技术分别在精细农业上的应用 2.1 遥感（RS）在精细农业中的作用 众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。 利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，
3s技术在农业上的应用资料
3s技术在农业上的应 用
论3S在农业 摘要：本文主要阐述了何为“3S”，以及“3S”技术在农业领域的应用，并简单的论述了“3S”的未来。 关键词：“3S”技术、农业、RS、GlS、GPS 一，“3S”技术： “3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。 3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 1.GPS应用于精准农业中，可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界。 2.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时也刺激了与GIS技术相关的重要领域的发展。GIS是与人类的生存、发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，受到人们愈来愈大的重视，将成为“数字地球”的基础。GIS在精准农业中用于组织、分析、显示区域内各种数据；在GIS平台下，形成作物分布图；在农田信息采集系统方面的应用。应用GIS采集产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量和作物农情等信息。此外，GIS还广泛用于资源调查、环境评估、区域发展/城市规划、地籍管理、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 3.RS是不通过直接接触物体而获得信息的技术。随空间技术、传感器与数字图像处理技术的发展而快速发展。近年来，以航空遥感和卫星遥感技术为代表的现代遥感技术，已逐步实现动态、快速、准确及时地提供多种观测数据。由于遥感所具有的观测范围大、采集信息量大、获取信息速度快的特点，正广泛应用于灾害动态监测、农作物估产、资源勘探、土地规划与利用、城市规划、环境监测、气象预报、地质矿产、水文、城市建设与管理、测绘、军事、国土资源等领域，深入到很多学科，成为获取地球表面多层次、多视角、多方位信息的重要手段，对经济和社会发展有很重要的作用。 二，“3S”集成技术在农业领域中的应用： 1.“3S”技术在农作物估产和监测中的应用： 农作物估产和监测对国家及时了解农作物产量，制定粮食进出口政策和价格至关重要。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。 作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感
3s技术在农业中的应用及发展
3s技术在农业中的应用及 发展 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
3S技术在农业中的应 用论文 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 摘要： 农业是在信息技术发展的基础上,以地理信息系统(GIS)、全球定
位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命,将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。3S 系统将信息获取、信息处理、信息应用集结于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 一、3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。 二、3S技术在农业中的应用： 1.“3S”技术在农作物中的应用： 农作物是一个国家赖以生存的灵魂，以科学技术发展农业是未来发展的必然趋势。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。
作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高几何分辨率” （30m），在农作物套作区进行了提高面积解译精度的研究，同时结合利用NOAA数据，对作物面积、单产和长势变化等进行了估计。 1.2“3S”技术在农业监测和调查的应用。 1.2.1农作物长势监测。作物在生长发育的不同阶段，其内部成分、结构和外部形态特征等都会存在一系列的变化。叶面积指数是综合反映作物长势的个体特征与群体特征的综合指数。遥感具有周期性获取目标电磁波谱的特点，通过建立遥感植被指数和叶面积指数的数学模型，就可监测作物长势，进而根据作物长势能够估测作物产量。 1.2.2土壤水分含量和分布监测。在植被条件和非植被条件下，热红外波段都对水分反应非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同热惯量条件下，遥感波谱间的差异性表现最明显，所以通过建立热惯量与土壤水分间的数学模型，就能够监测土壤水分含量和分布状况。 1.2.3土壤养分分布调查。在播种之前，可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。车辆上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系统软件。采集样品时，GPS接收机把样品采集点的位
3s技术在农业上的应用
论3S在农业 摘要：本文主要阐述了何为“3S”，以及“3S”技术在农业领域的应用，并简单的论述了“3S”的未来。 关键词：“3S”技术、农业、RS、GlS、GPS 一，“3S”技术： “3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。 1.GPS应用于精准农业中，可进行智能化农业机械作业动态定位、农业信息采样定和遥感信息定位。GPS还运用于地震监测系统、气象学、捕鱼业、放牧和狩猎等方面，形成GPS普及应用的缤纷五彩世界。 2.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时也刺激了与GIS技术相关的重要领域的发展。GIS是与人类的生存、发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，受到人们愈来愈大的重视，将成为“数字地球”的基础。GIS在精准农业中用于组织、分析、显示区域内各种数据；在GIS平台下，形成作物分布图；在农田信息采集系统方面的应用。应用GIS采集产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量和作物农情等信息。此外，GIS还广泛用于资源调查、环境评估、区域发展/城市规划、地籍管理、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术. 3.RS是不通过直接接触物体而获得信息的技术。随空间技术、传感器与数字图像处理技术的发展而快速发展。近年来，以航空遥感和卫星遥感技术为代表的现代遥感技术，已逐步实现动态、快速、准确及时地提供多种观测数据。由于遥感所具有的观测范围大、采集信息量大、获取信息速度快的特点，正广泛应用于灾害动态监测、农作物估产、资源勘探、土地规划与利用、城市规划、环境监测、气象预报、地质矿产、水文、城市建设与管理、测绘、军事、国土资源等领域，深入到很多学科，成为获取地球表面多层次、多视角、多方位信息的重要手段，对经济和社会发展有很重要的作用。 二，“3S”集成技术在农业领域中的应用： 1.“3S”技术在农作物估产和监测中的应用： 农作物估产和监测对国家及时了解农作物产量，制定粮食进出口政策和价格至关重要。 1.1“3S”技术在农作物估产中的应用。 作物估产的主要内容是估算作物种植面积和由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用FAO推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段
3S技术在精细农业中的应用实例分析
计算机在农业中的应用论文 ——3S技术在精细农业中的应用实例 学院：工学院 班级: 姓名: 学号:
“3S”技术在精细农业中的应用实例 【摘要】：精准农业是在信息技术发展的基础上以地理信息系统(GIS)全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上结合我国具体情况研究发展适合我国国情的精准农业技术体系关 【关键字】：精细农业；3S技术；应用 众所周知，农业是一个国家的基本产业，并且农业的发展历程是伴随着科学技术的进步而不断变化的,二十世纪九十年代以来,随着3S(全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感RS)技术的研究和发展,使农业原有技术生产体系与现代信息技术相结合形成一种新型先进农业技术体系—精准农业(Precision Agriculture或Precision Farming),它将人类农业的发展带入了数字和信息时代,成为合理利用农业资源、提高农作物产量、降低生产成本、改善生态环境的主要农业生产形式。故“3S”技术是实现农业现代化的必要手段。 第一章精细农业 “精细农业”又称精确农业,是一个综合性的复杂系统,是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径,是二十一世纪全球农业科技革命的方向。精细农业是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术，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。所以,精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象进行模拟,达到合理利用农业资源,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。 第二章“3S”技术在精准农业中的应用 主要表现为借助航空与航天遥感,以高空间和高光谱分辨率,及时提供农作物长势、水肥状况和病虫害情况的“征兆图”(Symptom Maps)供诊断、决策和估产等使用。通过与航空遥感或小卫星群建立全球数据采集网,可获取实时数据。利
浅谈3S技术在精细农业中的应用
浅谈3S技术在精细农业中的应用 【摘要】精细农业是农业的发展趋势，也是农业的主要研究方向。从精细农业的思想内涵为入口，主要介绍3S技术以及各自在精细农业中的应用，并讨论3S集成技术在精细农业中的作用，并指出3S技术在精细农业中面临的主要问题。 【关键词】3S技术；精细农业；应用；发展现状 0.引言 我国是世界上最重要的农业国之一，用占世界7%的耕地面积养活了世界22%的人口。农业是一个国家的基本产业，依据农业地域分布规律，因地制宜发展农业，合理利用农业资源，发挥地区优势，是农业生产的基本原则和规律。农业的发展呼吁新的农业技术革命，农业现代化建设需要高新技术的支持。精细农业代表着农业发展的方向，也是农业研究的重点。 1.精细农业 1.1精细农业的核心思想 传统农业的管理是针对某一片土地的管理，而忽略了大多数土地都存在的时空差异。精细农业是随着信息技术水平的提高而出现的，它是一种战略思想，是信息和人工智能等高新技术在大农业中的微观和宏观运用。其核心意图是实时测知作物（畜禽）个体、小群体、小区地块生长或防疫的是实际需要，而及时确定针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、质、和时机，一反传统农业大群体大面积平均投入的作法，以求最佳效果而付出最低资源成本。 其技术思想是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、土壤营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的主要原因，采取技术上可行、经济上合算的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。 1.2精细农业的主要技术支持 要实现精细农业，目前采用的关键技术有全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感(RS)、传感器及检测系统等。而由前三项构成的及“3S”技术，它是精细农业进行抽样调查，获取作物生长的各种影响因素信息的重要技术手段之一。通过“3S”技术，可以实时采集时间、空间变化数据，绘制电子地图，并加工处理形成管理设计，并对精细农业的效果、效益进行评估。 1.3在3S技术支持下的精细农业特点 1.3.1技术性强 3S技术涉及到电磁波理论、图像处理、图像解译、计算机硬件与软件技术、空间分析技术、卫星导航原理、测量等多个领域，将这些理论、方法和技术与农业生产结合，具有很强的技术性。 1.3.2定量化 3S技术应用使新型农田作业机械中的计算机可以根据不同的土质、作物的长势和其他农业生态环境特点精确地控制种子、肥料、农药等的用量等。 1.3.3定位化 GPS可提供准确定位，具有GPS导航仪的农业机械,在经过每块土地时,都记录下了作物的各种数据。农民分析这些资料,就能制定出对每块土地内的作物或土壤区别对待的田间耕作和管理计划,把计划输入到农田作业机械的计算机里。
3S技术在精准农业中的应用_潘明
56 3S技术在精准农业中的应用 潘明 陈艺 (广东省农业机械研究所，广东广州 510630) 摘 要 精细农业是在信息科学发展的基础上，以地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感技术RS和计算机辅助决策技术为核心技术，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为目的的农业技术革命，势必对我国农业的发展产生重大的影响。因此，应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上，结合我国具体情况，研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。本文简要介绍了3S技术及其在我国精准农业上的应用。 关键词 精准农业 3S技术 GIS GPS RS 社会的需求推动着技术的发展和进步，3S技术是在解决人类重大问题中发展起来的，是科技进步的产物，世界上许多国家都在积极地发展和运用以地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感RS为代表的空间信息技术。3S技术在管理空间数据方便的强大功能和处理资源与环境可持续发展问题上的突出能力，被广泛地应用于各行各业，有着广阔的应用前景和强大的生命力。3S技术是近年来空间信息科学发展的重要方向，也是国家高新技术研究重点之一，在农业上有很大的应用价值。农业现代化是我国社会主义现代化建设的重要目标之一，在当前国际信息化的大潮中，农业的信息化是农业现代化的必然要求，也是国民经济信息化的重要组成部分。3S技术是实现农业现代化的必要手段。 精准农业是当今世界农业发展的新潮流，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。精准农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、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起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，生成动态空间信息系统，对农业生产中的现象进行模拟，达到合理利用农业资源，改善生态环境，提高农作物产品和质量的目的。实施精准农业是促进农业可持续发展的有效 途径，必将对我国农业生产产生重大影响。3S技术是精准农业的技术支柱，实现精准农业是3S技术的农业应用的目标之一[1]。 1 精准农业系统体系结构 一般来说，精准农业系统体系结构可以概括为以下10个系统，即全球定位系统(GPS)、农田信息采集系统、农田遥感监测系统(RS)、农田地理信息系统(GIS)、农业专家系统(ES)、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3S(即GIS、GPS、RS)技术。精准农业系统体系结构图如图1所示： 2 3S相关技术简介 2.1 地理信息系统GIS 地理信息系统GIS是集计算机科学、地理学、环境科学、信息科学和管理科学为一体的新兴学科，其利用计算 图1 精准农业系统体系结构