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11.精准农业：是基于3S技术、决策支持技术和智能装备技术对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统。2.精准农业特点：因地制宜；科学管理；最大限度挖掘耕地生产潜力；生产要素高效利用；保护农田生态环境。3.农业精准生产体系构成·全球导航卫星系统(GNSS)·地理信息系统(GIS)·遥感(RS)·农田信息快速采集与处理技术·作物生产精准管理模型与决策支持(DSS)技术·基于信息与现代控制技术的农田作业机械智能装备技术．系统集成技术4.精准农业研究背景：1.减缓资源环境压力；2.提高农业生产投入/产出比，提高农民收入；3.促进现代化农业生产装备技术的快速发展；4.全面带动我国现代农业发展。5.国外技术发展现状与趋势：欧洲－瑞典：hydroN-sensor光传感变量施肥机；拉丁美洲、澳大利亚：变量施肥;日本：精准施肥管理（大米蛋白质与氮肥施用）；印度等：空间变异图（马铃薯）、LCC(水稻)、茶叶；马来西亚等：遥感多平台监测、精准施肥。5．1农田信息采集技术：1）采集信息内容：一土壤养分(N、P、K、SOM(土壤有机质))：土壤养分速测仪（基于光电比色等传统养分速测技术）；基于近红外(NIR)技术（农田费力水平评估）；基于离子选择场效应晶体管(ISFET)集成元件（主要矿物元素含量测量）一土壤水分：基于时域反射仪原理；快中子易被氢原子核慢化原理；土壤张力原理；电磁波原理。一电导率:反映其盐分、水分、有机质含量、上壤质地结构和孔隙率等参数。美国VERIS土壤电导率测定系统；EM38非接触式土壤信息获取系统；一PH值；一作物生长与生理参数；一病虫害分布特征；2）作物生育信息获取技术:1.航空或卫星遥感数据反演NDvI值来监测作物长势；2.便携式作物生育监测仪.3）其它农业信息快速获取工具（低价位、发展中国家应用广）:1.叶绿素计(SPAD)：即时测量植物体内叶绿素的相对含量，了解植物真实的N需求量。提高氮肥的利用率，并可保护环境。2.叶面颜色图(LCC)：简单、便携；测量作物的氮素状况；确定追施氮肥的量和时间。5.2精准农业田间信息采集关键技术与产品存在问题：时效性差：现场手工采集与事后实验室分析相结合为主；综合性差：一个仪器获取单个或少数几个参数；面向用户需求差：功能单一，应用面窄，大多不具备地理坐标定位功能。•国外装备技术与产品有:粮食产量分布信息获取系统；作业智能导航和自动驾驶技术；变量施肥、播种技术设置开始规模化应用；杂草自动识别技术和变量喷药机械技术；5.3决策模型结构：作物生长模型－〉专家系统－〉精准农业决策模型：连续动态模拟作物生长发育进程、光合生产、产量结构及水氮响应等，克服了传统作物学研究中较强的地域性和时空局限性，为不同条件下的作物生长预测与调控提供了有力的定量化工具。6．国内技术发展现状与趋势：•RS农田信息获取:最大障碍：农田信息高密度，高速度，高准确度、低成本获取。获取关键技术：1）田间采样技术：农田基础地理信息；土壤栅格；作物生育期。2）多平台遥感技术：高光谱、高分辨率、热红外遥感；3）基于传感器现场快速采集技术；•信息处理与决策分析关键技术：农田信息分析处理；基于模型的变量决策分析；变量作业处方生成。•田间变量实施技术：变量施肥；变量施药；作业导航。•精准农业与传统农业相比的特点：（1）合理施用化肥，降低生产成本，减少环境污染；（2）减少和节约水资源；（3）节本增效，省工省时，优质高产；（4）农作物的物质营养得到合理利用，保证了农产品的产量和质量。PART21.1GPS:也称作NAVSTARGPS。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2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。包括空间部分、用户部分、控制部分（监控站、注入站、主控站）•GPS特点：1.观测站之间不需要通视2.提供三维坐标3.定位精度高4.操作简便5.观测时间短6.全天候24小时作业1.2定位系统发展历程无线电导航系统－〉天文导航系统－〉惯性导航系统•子午导航系统：（6颗、1.5H间隔、相对精度1M）存在问题：卫星少，无法实现实时定位；轨道低，难以精密定轨；频率低，难以消除电离层影响。1.3其他卫星导航系统1)GLONASS(前苏联)：24颗（21颗工作，3颗备用，三轨道），何时何地至少观测5颗。2)Galileo（欧）：高效经济的民用导航及定位系统。3)北斗导航系统（中，2000）：•导航通信卫星是2颗地球同步卫星:即双星定位原理。综合了卫星导航和卫星通信两种技术，因而兼容了两者的功能。由三部分组成:两颗相隔一定距离的静止轨道卫星、用户终端和地面控制中心有两副天线，分别对准两颗静止卫星。北斗系统由2颗地球静止卫星(GEO)对用户双向测距，由1个配有电子高程图库的地面中心站进行位置解算。定位由用户终端向中心站发出请求，中心站对其进行位置解算后将定位信息发送给该用户。它的定位基于三球交会原理，即以2颗卫星的已知坐标为圆心，各以测定的本星至用户机距离为半径，形成2个球面，用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上。中心站电子高程地图库提供的是一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。求解圆弧线与地球表面交点，并已知目标在赤道平面北侧，即可获得用户的二维位置。•北斗卫星导航系统的三大功能：快速定位：全天候、高精度、快速实时定位。简短通信：双向数字报文通信。精密授时:有单向和双向授时功能。•应用的五大优势：①同时具备定位与通讯功能，无需其他通讯系统支持。②覆盖中国及周边国家和地区，小时全天候服务，无通讯盲区。③特别适合集团用户大范围监控与管理和数据采集用户数据传输应用。④融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源，提供更丰富的增值服务。⑤自主系统、高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关健部门应用。1.4GPS的应用：国防军事、搜索救援、气象观测、卫星定轨、交通、测量、遥感、电力。•国家高精度GPS网布测方案：提出了一套实用、科学、严谨，适合我国国情的GPS作业技术方案，研究发展了GPS快速定位理论、方法，解决了高精度GPS网数据处理中一系列理论、方案与算法的关健技术，并研制出一系列应用。测绘技术的飞跃。•深圳市连续运行卫星定位服务系统(SZCORS)：由若干连续运行的GPS卫星定位基准站、监控分析中心及数据通信网络等部分组成的，满足现代化信息管理的社会需求。•隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统：充分发挥GPS固有的独立、精确、快速、全天候观测等优点，实现大坝外观形变GPS数据连续实时解算短基线达到亚毫米级精度。•北斗一代星导航系统与GPS卫星系统：北斗特有的地方：1.“北斗”具有定位和通信双重作用.2.定位精度1.2M3.终端价格两万元4.接收终端不需铺设地面基站5.灾难中心的船只一秒钟可发出信息•GPS缺点：1.其规模太大、造价太高，其他国家很难效仿；2.GPS只能用作导航却无法实现通信功能，因而不能满足日益增长的用户需求。3SourcesofGPSError.ClockErrors.AtmosphericInterference.Ephemeris(Orbital)Variation.SatelliteConfiguration.SignalMultipathCounteractingGPSErrors·Land·BasedDifferentialCorrection·Satellite-BasedDifferentialCorrection·UserBaseStationRTKCorrectionPART3：GIS:地理信息系统概述1.地理信息是有关地理实体性质、特征和运动状态的数字、文字、图像和图形等的总称。它包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。2.地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)是融合了信息科学、计算机科学、现代地理学、测绘遥感学、空间科学、环境科学和管理科学而形成的一门新兴边缘学科。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术支持下采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种形式输出数据或图形产品的计算机系统。3.GIS具有以下三个方面的特征：（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。（2）以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力。（3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，使其能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析。4.GIS的组成及功能：•组成：GIS硬件系统、GIS软件系统、地理空间数据库、系统组织管理人员•功能：GIS就是通过对地学信息和有关社会经济信息进行采集、编辑、数据管理、查询、分析和输出等工作，来实现对地学信息的计算机化管理过程。GIS作为一个空间信息系统要求至少具备五项基本功能，即数据输入、图形与文本编辑、数据存贮与管理、空间查询与空间分析、数据输出与表达。5.GIS的发展趋势（1）空间数据结构与数据管理（2）数据自动输入技术（3）智能化（4）应用模型开发（5）网上GIS平台的建立与应用GoogleEarth=GISsoftware?™第四章遥感及其应用1遥感的概念：遥感(Remotesensing)就是从遥远的地方感觉一个物体的客观存在。组成：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理、信息的应用。2遥感技术的分类按遥感平台可分为（遥感平台是指安置传感器的运载工具。常用有卫星、飞机、气球等。）地面遥感-地面平台航空遥感-航空器航天遥感-环地球的航天器航宇遥感-星际飞船3按传感器的探测波段可分为：紫外遥感-0.05～0.38um；可见光遥感-0.38～0.76um；红外遥感-0.76～1000um；微波遥感-1mm～10m；多波段遥感-可见光波段和红外波段，再分成若干窄波段。4.按工作方式可分为：主动遥感-由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向反射信号；被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像称成像遥感；传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像称非成像遥感。5.航天遥感技术有：4气象卫星、海洋卫星、陆地卫星、斯波特卫星（SPOT）、中巴地球资源（CBERS）.6.遥感综合运用：（1）为发展计划提供资源与环境动态基础数据；（2）为资源、环境提供监测评估数据；（3）生物量估测；（4）提供信息服务；（5）科学研究；――推动国民经济各领域信息技术进步，为国家发展决策服务。7.遥感的农业应用：(1)在农业资源调查、评价、规划和管理中的应用；(2)在减轻自然灾害中的应用；(3)在农作物生长动态监测与估产中的应用；(4)在精细农业中的应用。···遥感数据的选择quickbird全色多光谱、土地利用详查，大比例制图。8.RS在精准农业中的应用：第一节地质遥感•岩石反射光谱特征与：矿物成分和颜色、矿物颗粒和表面粗糙、表面湿度。三种岩石的识别:…..•构造运动：上升运动，在地貌上表现为山地的抬升及河流的切割；地壳的下沉区在地貌上表现为负地形。两者接触带上往往有断裂存在。在水系上，上升区表现为放射状水系；下降区则表现为汇聚状水系。第二节水体遥感•水体界线的确定:™在近红外和雷达图像上，水体呈黑色、水体呈黑色。•泥沙的确定：浑浊水体（对可见光的透射减弱）的反射光谱曲线整体高于清水；反射峰值向长波（红）方向移动；较短波长，如蓝光和绿光对水体的穿透力较强，可反映水下一定深度的泥沙分布状况。•叶绿素的确定：体叶绿素浓度增加，蓝光反射率下降，绿光增高；近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色，甚至浅灰色。•水温的探测：白天水体为暗色调，夜晚为浅色调。•水体污染的探测：污染物：可见光波段；富营养化：可在近红外波；热污染：热红外波；油溢污染：紫外波段和近红外波段。•水深的探测:蓝光波段影像上的灰度可反映水深。第三节植被遥感1.健康植物的反射光谱