GPS在精准农业中的应用

GPS在精准农业中的应用主讲人：刘裕091213361刘亚男09121336509级行管汉班一、什么是GPS1、GPS概述GPS即全球定位系统（GlobalPositioningSystem）。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。•2、全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。3、GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS信号接收机。4、全球定位系统的主要特点：•(1)全天候；•(2)全球覆盖；•(3)三维定速定时高精度；•(4)快速省时高效率：•(5)应用广泛多功能。二、什么是精准农业1、发展历史20世纪80年代初，美国提出精准农业的概念和设想，并在1992年4月召开第一次精准农业学术研讨会，此后精准农业进入生产实际应用，但还没有形成系统。1998年，Wiebold等人对是否要依据生产信息来决定抑制精准农业进行了讨论。在美国等发达国家的大规模经营和机械化操作条件下，精准农业在适合规模化经营的地区发展起来，并在美国取得了很好的经济效益。此外，以色列、荷兰、日本和韩国等国家也针对各国的农业特点，加快开展了对精准农业的研究工作。2、精准农业在我国的发展1994年我国有专家提出对精准农业的研究应用，此后分析研讨了精准农业和信息农业在国外的应用现状和发展趋势及在我国的应用前景，我国启动了关于精确农业的研究，在新疆和北京建立了用全球定位系统和遥感控制农业机械操作的试验地。2001年10月，国家计委投资4000万元建设北京小汤山精细农业示范园。3、精准农业精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。4、精准农业的技术体系精准农业是现代信息技术、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。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。三、GPS在精准农业中的应用利用GPS技术，配合遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS），能够做到监测农作物产量分布、土壤成分和性质分布、做到合理施肥、播种和喷洒农药，节约费用、降低成本、达到增加产量提高效益的目的。1、GPS与精准施肥传统施肥方式因土壤肥力在地块不同区域差异较大，所以在平均施肥情况下，肥力低而其它生产性状好的区域往往施肥量不足，而某种养分含量高而丰产性状不好的区域则引起过量施肥。GPS为控制施肥提供空间定位和导航支持，基于GPS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平，将微量元素与有机肥加以科学配方，做到有目的地科学施肥。2、GPS与精准灌溉精确灌溉既能满足作物生长过程中对灌水时间、灌水量、灌水位置、灌水成分的精确要求，又能按照田间的每个操作单元的具体条件，精细准确地调整农业用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田间运用GPS土地参数采样器采集植物生长的环境参数，如土壤湿度、地温等，通过GPS中心控制基站利用专家系统进行植物分析，可以调控植物生长环境，精确凋控节水灌溉系统。3、GPS与精准喷药运用GPS监测病虫草害是预测预报的新手段，通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像，可以收集原始数据，监测大田作物，得出田间病虫草害分布大小位置，并可以通过逐次拍摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和为害程度，以及病虫草害发展方向及流行趋势。如要对大面积农田集中进行喷药，则可选择装有差分GPS(DGPS)的飞机。DGPS航空导航系统可以引导飞行员从机场直接前往作业区，在已设计的航线和高度飞行喷洒药物，若飞行员加满药物再次返回作业区时，系统还能让飞机到达上次药物喷洒停止时的准确地点，以便确保既无重复喷洒又无遗漏区域。4、GPS与精准耕作将GPS,GIS和精细农业、旱作节水农业相结合，开发精细农业和田间实时导航监控相结合的地理信息管理系统，实现了田间车辆多目标监控;建立农业机械装备数据库和查询系统，可方便地进行100多种农业机械装备数据的查询、添加、删除、保存等操作;通过获取车辆的实时信息，调取地图中的信息，将田间动态的车辆信息与农业机械装备相结合实现了信息的可交互性、可扩展性和通用性。精确种子工程和精确播种工程的有机结合，要求精确播种机具有播种均匀、精良播种、深浅一致，这样精确播种技术既可节约大量种子，又能使作物在田间获得最佳分布，从而提高作物对营养和太阳能的利用率。而利用精确收获机械不但可以做到颗粒归仓，同时也能根据一定标准，准确分级。谢谢观赏