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“3S”集成技术在精细农业中的应用摘要：农业是一个国家的基本产业,精细农业代表着农业发展的方向,也是农业研究的重点。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。尤其是对于地广人稀的新疆来说，3S技术应用的会更加宽广。关键字：3S技术精准农业0引言RS,GPS和GIS等3大技术合称为“3S”技术,其在农田土地资源调查、土壤侵蚀调查、农作物估产与监测、自然灾害监测与评估等农业领域已得到了广泛的应用。“3S”综合技术的最新发展是“3S”技术集成，就是要解决应用中的全自动化问题。“3S”技术引入农业研究和实践,可有效地管理各种农业资源信息,并对其进行分析测试,便于制定决策，极大的提高农业生产效率和效益。精细农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域。精细农业的含义是按照田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用各项农业投入,以获取最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境和土地等自然资源。精细农业是现有农业生产措施与新近发展的高新技术的有机结合,其核心技术是GIS、GPS、RS和计算机自动控制系统的综合应用。1GIS在精细农业中的应用应用GIS系统可以将土壤边界、土壤类型、地形地貌、排灌水系统、历年的土壤测试结果、化肥和农药等使用情况以及历年产量结果做成各自的GIS图层管理起来。通过历年的产量图分析,可以看出田间产量变异情况,找出低产区域。然后,通过产量图与其他相关因素图层的比较分析,找出影响产量的主要限制因素。在此基础上,制定出该地块的优化管理信息系统,用于指导当年的农业生产活动。新疆的大多数地区为灌溉农业，并且水资源比较缺乏，对于水的合理利用就显得尤为重要了。通过GIS系统可以判断缺水的区域，然后对其进行定量灌溉，从而达到的节约水资源的目的。另外GIS系统在虫害与病害管理方面显示出的极大的优越性使其在植保上大方光彩。2RS及在精细农业中的应用遥感技术属于非接触性传感技术,指的是从不同高度的平台上使用不同的传感器,收集地球表层各类地物的电磁波信息,并对这些信息进行分析处理,提取各类地物特征,以探求和识别各类地物的综合技术。它是精细农业田间信息获取的关键技术,通过不同波段的反射光谱分析,可提供农田小区内作物生长环境、生长状况,并能实时地反馈到计算机中,帮助了解地块内土壤和作物的空间变异情况,以便进行科学管理和决策，在精细农业中,遥感信息用于作物病虫害防治、作物追肥等具有很大潜力。但是,目前所用的地球资源卫星数据,由于其地面分辨率为25～30M,对作物施肥来讲似乎有点太粗。因而,以施肥为目的的遥感信息最好是航模遥感、航空遥感或其他形式的近地面遥感。同时,遥感信息的解译也是精细农业重要的研究内容,主要是根据作物长势、叶色等判断土壤养分状况,结合土壤养分的测定,用于施肥决策。该方法比用纯粹的土壤养分测定方法实时且费用比较低。对于新疆大农业生产RS技术更能发挥出其优势，由于土地面积大，如果进行测土配方的方法，就显的不切合实际了，通过RS的摇感图像可以很方便的知道大田作物的生长情况，制定针对性的对策，达到增产增收的目的。3GPS及在精细农业中的应用GPS是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统,可为航空、航天、陆地和海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。全球定位系统由空间卫星、地面监控和用户设备组成。GPS系统利用工作卫星的信号来准确测定待定点的位置,形成了全球性、全天候、连续定时定位的能力,完全解决了人类在地球上导航和定位问题。精细农业中作业信息的定位由于GPS具有高精度、全天候、高效率、多功能和操作简便等特点,使得GPS广泛应用于精细农业的各个方面。GPS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状况。为了实现以上功能,GPS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。由于具有精确定位功能,农业机械既可以将作物需要的肥料送到准确的位置,又可以将农药喷洒到准确位置。这不仅有助于提高作物产量,而且可以降低肥料和农药的消耗。这项技术的应用可以很好的解决新疆大农业生产的人员不足，资源浪费等现象。运用GPS监测病虫草害是植物保护预测预报的新手段。它通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像,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以及通过逐次拍摄确认病虫草害发展方向流行趋势。特别是山地丘陵地区,植物保护监测工作困难,利用GPS系统,通过遥感技术进行卫星定位监测分析,确定作物分布特点和病虫草害流行趋势,以便制定出具体的防治措施。因此,GPS在山地丘陵等地的作物林地上的应用更加方便于植保工作。另外利用精确定位与导航技术可以使施药工作更加精确化，高效化，减少农药的浪费与和对环境的污染。4“3S”技术在精细农业中的综合应用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和分析,遥感技术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。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,从而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、使用时间和当天天气状况。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。5问题与展望“3S”技术在精细农业的发展中具有良好应用前景,但也面临如下主要问题: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。我国是一个农业大国,但农业的生产水平差距较大,农业集约化总体水平较低,要实现农业现代化,必须要利用现代化信息技术、生物技术和工程装备技术发展具有中国特色的精细农业。“3S”技术是精细农业的核心技术,以“3S”为核心技术引发的一场新的农业技术革命,必将会对我国农业技术的发展产生重大影响。[1]梅方权.中国农业信息化建设的前景展望[Ｊ].计算机与农业,1997(3):1-3[2]金继运.“精准农业”及其在我国的应用前景[Ｊ].植物营养与肥料学报,1998,4(1):1-7[3]黄杏元,马劲松,汤勤.地理信息系统导论[Ｍ].北京:高等教育出版社,1990[4]沙宗尧,边馥苓.“3Ｓ”技术的农业应用与精细农业工程[Ｊ报,2003(6):29-31[6]王正军,程家安,祝增荣.地理信息系统及其在害虫综合治理中的应用[Ｊ].浙江农业学报,2000,12(4):233-238信息技术在植保上的应用题目：3S集成技术在精细农业中的应用学号：2012512100姓名：徐冬冬班级：2012级2班时间：2015.11.23