GPS在农业中的应用

GPS技术在农业中的应用传统农业由于差异性的存在，人们进行的物料投放和管理与作物生长实际需要可能相差甚远精准农业是把大块农田再分为若干较小面积单位，作为分开管理单元，并认为在每个管理单元的一小块农田中具有基本相同的土壤和作物生长特性，依此作为农业物资投放决策和田间管理的依据，此种做法与传统的做法比较，物料投放的数量和位置的精度大大提高了为了农田管理操作的可重复性，必须有地理位的标志和记录，即采用定位系统全球定位系统适用于精准农业技术措施实施的全过程，数据采集农业技术措施的制定实施等均与定位导航系统联系在一起定位导航系统可帮助农民准确的识别和记录农田中拖拉机联合收割机田间调查装备或车辆的位置地面定位方法较多，其中之一是全球卫星定位系统，由于全球卫星定位系统的民用,使精准农业技术的实施变成了现实[1]1GPS概述GPS的英文全称是NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositionSystem（导航星测时与测距全球定位系统），简称GPS,也称作NAVSTARGPS。根据Wooden1985年所给出的定义：NAVSTAR全球定位系统（GPS）是一个空基全天侯导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。GPS全球卫星定位系统由空间星座、地面监控和用户设备三部分组成。GPS的空间星座部分是由24颗均匀分布在6个轨道平面内的卫星组成，在地球上任何地方、任何时刻都可以同时接受来自4颗GPS卫星所发射的空间轨道信息.监控部分负责卫星的监控和卫星星历计算,它包括主控站和若干个注入站监测站.用户设备是装有计算机硬件和处理软件的可以锁定4颗以上的卫星信号的接收机,用户可以通过用户设备接收GPS卫星信号,并通过对信号的处理获得用户的位置、速度等信息，进行导航和定位。[2]2对农业应用现代化技术的重要性农业是对自然环境和社会经济因素依赖性很大的产业，复杂多变的资源环境和社会经济环境决定了农业发展的复杂性和多变性同时，农业生产系统是一个高度复杂的自然社会复合体系，面对这样一个复杂系统，传统的管理方法和手段已经有了很大的局限，应用现代化的数据管理技术进行管理势在必行。[3]3GPS技术在农业中的应用农业生产的根本目的是增加产量提高效益与改善环境要达到这一目的，除了适时调整农业结构引种优质高产新品种科学施肥与强化田间管理等传统措施外，还应从宏观角度对农业资源进行全面系统有效的监管和调配，以便使有限的资源发挥出最大的效益，同时又能确保资源实现可持续发展，这就需要及时获取准确适时动态的农业资源空间信息[4]3.1在防治病虫害方面的应用在农田病虫害发生时,植物保护人员利用GPS可对发生地区精确定位,特别是能够精确定位区域灾情的轻重而后将这些信息输入计算机,计算机根据灾情信息和地理信息系统GIS)能够确定在不同灾情区域的投药量如果使用飞机进行防治时,机载的GPS和计算机能够进行精确投药。[5]3.2用于农业运输和农机具在运输和播种或收割的农机具上安装车载GPs接收机,在电子地图上可跟踪车辆,便于调动和指挥,当某辆车发生故障时,指挥中心马上可知道其位置如在车辆上再安装上车辆警戒监视系统,遇有反常现象即嗡鸣示警,可大大减少车祸[5]3.3在无人驾驶拖拉机上的应用无人驾驶拖拉机由固定操作站控制的无人驾驶农业机械，在卫星全球定位系统或在田间附近地面系统的导航下工作，具有很多优越性：可实现24h内连续精确作业；没有驾驶员，就没有必要安装驾驶室和操纵机构；可增加空间来安装农具，并减少机器重量，可提高机组工作效率无人驾驶拖拉机已在美国的纽荷兰2550型无人驾驶自走割晒机Demeter上实现Demeter已在地面不平且形状不规则的田间成功完成了速度达7km/h的收获试验[6]3.4在变量播种中的应用土壤类型、养分、墒情和地形在田间分布存在差异，为了达到整块农田出苗整齐、茁壮生长的目的，需要在行进间，根据播种处方图随时调整下种量和播种深度播种机的位置信息由卫星接收机获取后，被传输至移动处理器，处理器读取播种处方图信息，通过液压系统控制播种机的下种量和播种深度，实现行进间变量播种作业。[1]3.5在品种资源研究中的应用在野外考察和引种研究中利用GPS技术可以准确定位野生群落和引种区的经纬度和高度.结合GIS技术,可在二、三维地图上加以标注并计算出区域的面积查询到该区域的气候条件等通过定期考察可进一步观察到特定野生群落区域的变迁并掌握当地生态环境状况.[7]3.6用于森林防火当森林大火发生时,由于森林大火曼延很快,而且其方向和火势不可预见厂而消防人员必须掌握有关火情精确的最新数据.GPS技术是一种不依赖于界碑或路标的动态位置确定系统,能够采集数据并绘出火势图,为森林灭火提供决策依据在森林灭火过程中,采用GPS技术能够确定燃烧区域的面积,它和红外热探测系统结合使用,能够精确测定林下火仍在闷烧的小区域-在火后,制定森林管理计划时,携带GPS接收机的工作人员能把整个着火地区以及高强度燃烧区域绘制成地图,做为制定森林管理计划的依据.GPS在美国森林防火中的实际应用证明,GPS的导航定位能力在森林防火中可发挥重要作用目前,国产廉价的GPS接收机可视为对热源精确定位的有效工具侦察直升机上的人员可记录下热源位置,并通过无线电波将信息发射到地面以迅速作出反应在此很好地应用了GPS.[5]4展望GPS的强大功能,相信能在土地管理的测量控制网布设、乡村土地调查和城镇地籍测量中发挥积极作用,或可完成区域土地资源的外业调绘和数据采集工作。此外,安有GPS由电脑控制的大型拖拉机能自动驾驶作业,无需人工操作,而且耕地质量高。加强GPS的使用将使农场能因地制宜的种植作物,能更好的监测农作物的生长情况。在对品种资源的野外考察和引种研究中,利用GPS技术可以准确定位野生群落和引种区的经纬度和高度,结合GIS技术可计算出区域的面积,查询到该区域的气候条件掌握当地生态环境的状况。只有将3S技术和其他技术体系相结合,才能使精准农业更好的发展起来,我们应在充分了解精准农业的原则和有关技术原理的基础上,结合我国国情,研究发展适合我国情况的精准农业技术体系,发展具有中国特色的精准农业。[8][1]陈彩蓉.GPS技术及其在农业中的应用[J].农业装备技术,2008-12-10.[2]柴秋泉.4S技术与农业生产[J].吉林农业,2009-05-05.[3]聂磊.浅谈农业信息技术在农业生产中的应用[J].农业机械,2012-09-18.[4]宋变兰,等.全球定位系统技术及其在农业中的应用[J].湖南农业科学,2005.[5]樊广泉.GPS技术在农业中的应用与展望[J].三晋测绘,2000-03-30.[6]蒋天弟,欧阳爱国.农业机械智能化与21世纪精细农业[J].农机化研究,2002-11.[7]谭新霞,邵琳,等.GPS在农业生产中的应用[J].农业经济,2009-10-01.[8]田珂,卫军,等.GPS在精准农业中的应用[J].农业科技通讯,2008-08-17.