精确农业与GIS、GPS讲义课件

1、精确农业与精确农业与GIS、GPS 精确农业的早期研究与实践在发达国家始于八十年代初期，根据农精确农业的早期研究与实践在发达国家始于八十年代初期，根据农田内小区作物产量和生长环境条件的显著时空差异性，提出对作物栽培田内小区作物产量和生长环境条件的显著时空差异性，提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，精确农业由此而发展起来。管理实施定位、按需变量投入，精确农业由此而发展起来。 七十年代中期微电子技术的迅速实用化，推动了农业机械装备机电七十年代中期微电子技术的迅速实用化，推动了农业机械装备机电一体化和智能化监控技术、农田信息智能化采集与处理技术研究的发展。一体化和智能化监控技术、农田信息智能化

2、采集与处理技术研究的发展。 八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾“农业生产力、资源、农业生产力、资源、环境问题环境问题”的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力、减少环境污染的迫切需求，为提高农产品市场竞争力、减少环境污染的迫切需求，为“精确农业精确农业”技技术体系的形成准备了条件。术体系的形成准备了条件。 九十年代，尤其是海湾战争后九十年代，尤其是海湾战争后GPSGPS技术的民用化，推动了精确农业技术的民用化，推动了精确农业技术体系的广泛实践。使得近技术体系的广泛实

3、践。使得近2020年来，基于信息技术支持的农艺学、土年来，基于信息技术支持的农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在系统优化决策支持技术等，在GPSGPS、GISGIS空间信息技术的支持下组装集成空间信息技术的支持下组装集成起来，形成了一个新的精确农业技术体系。起来，形成了一个新的精确农业技术体系。一、精确农业的概念与特征一、精确农业的概念与特征（一）精确农业的概念（一）精确农业的概念来源来源: :Precision AgriculturePrecision Agricu

4、lture（精确、精细、精准）（精确、精细、精准） 包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面 Precision Farming(Precision Farming(精确农作精确农作) ) Prescription Farming Prescription Farming（处方农作）（处方农作） Site-specific Farming(Site-specific Farming(定位农作）定位农作）概念概念: :借助借助3S3S技术，尽可能的精细地掌握农业生产的环境条技术，尽可能的精细地掌握农业生产的环境条 件，包括作物、土壤、气象等信息，用计算机管理决

5、策系统件，包括作物、土壤、气象等信息，用计算机管理决策系统 （包括模拟模型、农业专家系统、决策支持系统等）对其进（包括模拟模型、农业专家系统、决策支持系统等）对其进行处理分析，为制定农业生产管理措施提供定量决策建议并赋行处理分析，为制定农业生产管理措施提供定量决策建议并赋予定位实施。予定位实施。精确农作技术思想精确农作技术思想: : F基于田区差异的变量投入和最大收益基于田区差异的变量投入和最大收益 田区差异：田区差异：农田小区农田小区作物产量作物产量和影响作物生长的和影响作物生长的环环境境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在

6、的空间和时间病虫草害等）实际存在的空间和时间差异差异信息信息 变量投入：分析影响小区产量差异的原因，采取技术上变量投入：分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需变量投变量投入入，分为：人工投入、机械投入、自动控制，分为：人工投入、机械投入、自动控制 最大收益：指生产力、生态、社会效益最大收益：指生产力、生态、社会效益1 1、精确农业的雏型、精确农业的雏型 在所有农业耕地中存在土壤差异和产量差异，通过在所有农业耕地中存在土壤差异和产量差异，通过3S3S技术（技术（GISGIS、RSRS、GPSGPS）可以及时发现作

7、物生长环境和）可以及时发现作物生长环境和收获产量实际分布的差异性，获取农田小区作物产量和收获产量实际分布的差异性，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、植物营影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异养、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原因，并对这种差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并对这种差异性给予及时调控，即采取技术上可行、经济上有效的调性给予及时调控，即采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控。控措施，区别对待，按需实施定位调控。2 2、

8、精确农业内涵、精确农业内涵 利用利用3S3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSSDSS）为基）为基础，定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术，即把智础，定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术，即把智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术，在全球能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术，在全球定位系统（定位系统（GPSGPS）和地理信息系统（）和地理信息系统（GISGIS）技术的支持下组装集成起来，）技术的支持下组装集成起来，形成完善的精确农业技术体系。形成完善的精确农业技术体系。 3 3、精确农业外

9、延、精确农业外延 精确农业技术思想，是信息技术和人工智能高新技术在大农业中精确农业技术思想，是信息技术和人工智能高新技术在大农业中的运用，精确农业技术不仅适用于的运用，精确农业技术不仅适用于种植业种植业，也适用于，也适用于养殖业和加工业养殖业和加工业，已扩展到已扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工设施园艺、集约养殖、产品加工及及农业系统农业系统的精确经营管理的精确经营管理等方面，从而形成完整的精确农业技术体系。其全部概念建筑在等方面，从而形成完整的精确农业技术体系。其全部概念建筑在“空空间差异间差异”（Spatial VariabilitySpatial Variability）的数据采集和处理

10、上，其核心意）的数据采集和处理上，其核心意图是实时测知作物（畜禽）个体或小群体或小地块生长或防疫的实际图是实时测知作物（畜禽）个体或小群体或小地块生长或防疫的实际需要，从而及时确定对其针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、需要，从而及时确定对其针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、质和时机，改变传统农业大群体、大面积平均投入的作法，以获得最质和时机，改变传统农业大群体、大面积平均投入的作法，以获得最佳效果和最低代价。随着精确农业技术在不同农业产业领域的拓展，佳效果和最低代价。随着精确农业技术在不同农业产业领域的拓展，必将产生更为显著的社会、经济和生态效益。必将产生更为显著的社会、经济和生态效益

11、。（二）精确农业的特征（二）精确农业的特征1 1、地域性、地域性2 2综合性综合性3 3系统性系统性4 4渐进性渐进性（1 1）无任何现代装备、以传统农业技术为主的传统精确农业）无任何现代装备、以传统农业技术为主的传统精确农业 （2 2）以管理信息系统、专家咨询和简单机械化为主要装备的现代精）以管理信息系统、专家咨询和简单机械化为主要装备的现代精确农业确农业（3 3）以高度自动化、信息化技术为装备的智能精确农业）以高度自动化、信息化技术为装备的智能精确农业 此类精确农业全部采用变量投入此类精确农业全部采用变量投入(VRT)(VRT)机械化设备、地理信息系机械化设备、地理信息系统统(GIS)(G

12、IS)提供决策基础、决策支持系统提供决策基础、决策支持系统(DSS)(DSS)辅助决策、辅助决策、GPSGPSDGPSDGPS定定位、自动控制耕作或养殖等全过程。位、自动控制耕作或养殖等全过程。5 5可操作性可操作性二、精确农业的支持技术二、精确农业的支持技术1 1、3S3S技术技术 2 2、决策支持技术（、决策支持技术（DSSDSS） 3 3、可变量投入系统、可变量投入系统 （1 1）计算机）计算机( (控制器控制器) ) 控制器包括计算机硬件和软件平台，是变量投入系统的核心部控制器包括计算机硬件和软件平台，是变量投入系统的核心部分，它完成信息处理和信息图生成等工作。计算机中存储着信息图、分

13、，它完成信息处理和信息图生成等工作。计算机中存储着信息图、土壤、作物生长与产量、施用量的历史数据等，许多信息需及时更土壤、作物生长与产量、施用量的历史数据等，许多信息需及时更新。新。（2 2）GPS GPS （3 3）传感器）传感器 （4 4）可变量投入设备）可变量投入设备 包括可变量耕作设备、可变量施肥设备、可变量播种设备、可包括可变量耕作设备、可变量施肥设备、可变量播种设备、可变量喷雾设备、可变量灌溉设备等变量喷雾设备、可变量灌溉设备等 4 4、智能机械装备技术、智能机械装备技术 必须具备定位导航、实时监测、自动变量调节等功能。必须具备定位导航、实时监测、自动变量调节等功能。 （1 1）在

14、联合收割机上安装传感器）在联合收割机上安装传感器 在联合收割机上安装谷物产量、水分、温度、机器行走速度、工作幅宽在联合收割机上安装谷物产量、水分、温度、机器行走速度、工作幅宽等传感器，再与全球卫星定位导航技术设备配合，实现谷物收割过程的空间等传感器，再与全球卫星定位导航技术设备配合，实现谷物收割过程的空间位置监测和数据采集、储存、计算、输出的结合。位置监测和数据采集、储存、计算、输出的结合。 （2 2）在拖拉机上安装传感器）在拖拉机上安装传感器 在拖拉机上装配速度传感器、监控器等，可以对农业机械进行控制和按在拖拉机上装配速度传感器、监控器等，可以对农业机械进行控制和按需自动的动态变量调节，实现

15、变量投入。需自动的动态变量调节，实现变量投入。 （3 3）在播种机械上安装传感器）在播种机械上安装传感器 在播种机械采用土壤水分传感器使种子播在水分适宜的深度，利用土壤在播种机械采用土壤水分传感器使种子播在水分适宜的深度，利用土壤营养传感器、肥料营养传感器、流量计及变量装置建立投入肥料管理系统。营养传感器、肥料营养传感器、流量计及变量装置建立投入肥料管理系统。（4 4）在耕地机械上安装传感器）在耕地机械上安装传感器 耕地机械装配土壤养分含量实时测试系统传感器，在耕作时进行实时测耕地机械装配土壤养分含量实时测试系统传感器，在耕作时进行实时测试，经过数据处理后，可以得到土壤养分含量分布图，根据具体

16、情况进行土试，经过数据处理后，可以得到土壤养分含量分布图，根据具体情况进行土壤改良。壤改良。（5 5）在喷药机上安装传感器）在喷药机上安装传感器 在喷药机上安装病虫草害等信息采集传感器和控制器，视病虫草害程度在喷药机上安装病虫草害等信息采集传感器和控制器，视病虫草害程度变量唤洒农药，不仅可以减少对环境的污染，同时可以减少对人畜的危害。变量唤洒农药，不仅可以减少对环境的污染，同时可以减少对人畜的危害。 （6 6）在灌溉设备上安装传感器）在灌溉设备上安装传感器GPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSS农田对策图农田对策图作业指令集作业指令集ICS农农机机常规

17、操作常规操作处方图处方图自动信息采集自动信息采集前前3S集集成成信息处理信息处理决策生成决策生成指令生成指令生成决策实施决策实施后后3S集集成成GPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSS农田对策图农田对策图作业指令集作业指令集ICS农农机机常规操作常规操作处方图处方图自动信息采集自动信息采集前前3S集集成成信息处理信息处理决策生成决策生成指令生成指令生成决策实施决策实施GPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSS农田对策图农田对策图作业指令集作业指令集ICS农农机机常规操作常规操作处方图处方图GPS传感技术传感技术G

18、ISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSS农田对策图农田对策图作业指令集作业指令集ICS农农机机常规操作常规操作处方图处方图GPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSSGPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图GPS传感技术传感技术GISRS人工采集人工采集田田间间状态图状态图ESSSDSS农田对策图农田对策图作业指令集作业指令集ICS农农机机常规操作常规操作处方图处方图自动信息采集自动信息采集前前3S集集成成信息处理信息处理决策生成决策生成指令生成指令生成决策实施决策实施后后3S集集成成三、精确农业技术实施过程三

19、、精确农业技术实施过程精准农业的技术路线图精准农业的技术路线图（一）数据采集（一）数据采集1产量数据采集产量数据采集2土壤数据采集土壤数据采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有机质、土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有机质、土壤土壤PH值、土壤压实、耕作层深度等，详细的土壤信息是开值、土壤压实、耕作层深度等，详细的土壤信息是开展精确农业工作的重要基础。展精确农业工作的重要基础。3作物营养监测方法作物营养监测方法 4土壤水分监测土壤水分监测 5苗情、病虫草害数据采集苗情、病虫草害数据采集6其它数据采集其它数据采集 还要获取近年来轮作情况、平均产量、耕作情况、施肥还要获取近年来

20、轮作情况、平均产量、耕作情况、施肥情况、作物品种、化肥、农药、气候条件等有关数据。这些情况、作物品种、化肥、农药、气候条件等有关数据。这些数据将用于进行决策分析。数据将用于进行决策分析。YIELDWhat Causes Yield Variability?WeatherManagementVarietySoil typeFertilityWeedsDiseasesSoil waterInsectsHerbicideYIELDWhat Causes Yield Variability?WeatherManagementVarietySoil typeFertilityWeedsDiseasesS

21、oil waterInsectsHerbicideYIELDWhat Causes Yield Variability?WeatherManagementVarietySoil typeFertilityWeedsDiseasesSoil waterInsectsHerbicideWhat Causes Yield Variability?WeatherManagementVarietySoil typeFertilityWeedsDiseasesSoil waterInsectsHerbicideMapping SPAD valuesYield monitor sensor that mea

22、sures grain flow and moisture content through a combineYield MonitorGrain Flow SensorReal-Time Sensor / Sprayer: GreenSeeker（二）数据差异分析（二）数据差异分析1 1、产量数据分布图、产量数据分布图2 2土壤数据分布图土壤数据分布图3 3苗情、病虫害分布图苗情、病虫害分布图Soil pH Map McGarvey Field (Perry, Iowa)（三）处方生成（三）处方生成 精确农业技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及精确农业技术是根据田间采集到的不均衡空间分

23、布数据及有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。决策分析是精确农业的核心，直接影响精确农业技术的实践效决策分析是精确农业的核心，直接影响精确农业技术的实践效果。果。（四）控制实施（四）控制实施 精确农业技术的目的是科学管理田间小区，降低投入，提精确农业技术的目的是科学管理田间小区，降低投入，提高生产效率。精确农业实现的关键是农业机械的变量控制，在高生产效率。精确农业实现的关键是农业机械的变量控制，在3S3S技术支持下得到的信息经过一系列处理后，将会形成变量控技术支持下得到的信息经过一系列处理后，将会形成变量控制信息，最终控

24、制农业机械，实施变量管理。制信息，最终控制农业机械，实施变量管理。1 1智能农业机械是精确农业中进行控制实施的重要手段智能农业机械是精确农业中进行控制实施的重要手段2 2控制实施过程控制实施过程 智能化农业机械主要由信息采集系统、决策判断智能化农业机械主要由信息采集系统、决策判断系统和控制执行系统等系统和控制执行系统等3 3部分组成部分组成。利用各类传感器采。利用各类传感器采集环境信息或作物信息，决策系统要先输入关于农艺、集环境信息或作物信息，决策系统要先输入关于农艺、土壤、作物、管理等方面的数据作为进行系统决策的土壤、作物、管理等方面的数据作为进行系统决策的依据，将采集到的实时信息输入系统经

25、过处理后作出依据，将采集到的实时信息输入系统经过处理后作出决策，传输到智能化农业机械进行控制实施。决策，传输到智能化农业机械进行控制实施。 例如，当驾驶拖拉机在田间喷施农药时，驾驶室例如，当驾驶拖拉机在田间喷施农药时，驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时，数据处理器根据处方图驾驶员监视行走轨迹的同时，数据处理器根据处方图上的喷药量，随时向喷药机下达命令，控制喷洒。上的喷药量，随时向喷药机下达命令，控制喷洒。四、精确农业技术的应用四、精确农业技术的应用（一）精确农业技术的分类（一）精确农业技术的分类1 1精

26、确农作精确农作 精确农作就是通常国外研究者所指的精确农作就是通常国外研究者所指的“Precision AgriculturePrecision Agriculture”或或“Precision FarmingPrecision Farming的含义。即实时测知作物个体或小群体或平方米尺的含义。即实时测知作物个体或小群体或平方米尺度小地块生长的实际需要，而及时确定对其针对性投入度小地块生长的实际需要，而及时确定对其针对性投入( (肥、水、药等肥、水、药等) )的的量、质和时机。目前，美国、加拿大等许多农业发达国家的种植业生产实量、质和时机。目前，美国、加拿大等许多农业发达国家的种植业生产实现了现

27、了“精确农作精确农作”。2 2精确林果业精确林果业 在果树生产中，精确化、集约化的管理越来越受到重视和推广。从施在果树生产中，精确化、集约化的管理越来越受到重视和推广。从施肥、浇水、用药等日常管理到收获，国外一些国家均达到了精确化管理。肥、浇水、用药等日常管理到收获，国外一些国家均达到了精确化管理。如与微喷一起使用的施肥、果实的大小与形状控制等等。在收获过程中，如与微喷一起使用的施肥、果实的大小与形状控制等等。在收获过程中，法国已研制出自动导向机器人，在收获前用微型摄像机对果树拍照，根据法国已研制出自动导向机器人，在收获前用微型摄像机对果树拍照，根据获取信息与存储信息比较，完成是否采摘与包裹。

28、日本利用同样原理研制获取信息与存储信息比较，完成是否采摘与包裹。日本利用同样原理研制成功了柑橘和西红柿的自动采收机器人。国内如山东海阳引进以色列技术，成功了柑橘和西红柿的自动采收机器人。国内如山东海阳引进以色列技术，建成了果树野外自动化控制微喷工程，采用微机控制，根据土壤吸水能力、建成了果树野外自动化控制微喷工程，采用微机控制，根据土壤吸水能力、苹果生产阶段和气候条件等因素，定时、定量、定位给果树供水。苹果生产阶段和气候条件等因素，定时、定量、定位给果树供水。3 3精确养殖与畜牧业精确养殖与畜牧业4 4精确设施农业精确设施农业 所谓设施农业是指应用某些特制的设施来改变动植物生长发育的小所谓设施

29、农业是指应用某些特制的设施来改变动植物生长发育的小气候，达到人为控制其生产效果的农业。设施农业主要有：设施种植业，气候，达到人为控制其生产效果的农业。设施农业主要有：设施种植业，如温室栽培、塑料大棚栽培、无土栽培等；设施畜牧业，如畜禽舍、养如温室栽培、塑料大棚栽培、无土栽培等；设施畜牧业，如畜禽舍、养殖场及草场建设等。殖场及草场建设等。 设施农业在国外发展较早，目前已达到相当高的水平，在欧洲，多设施农业在国外发展较早，目前已达到相当高的水平，在欧洲，多数国家以温室生产为主，其中荷兰和英国的温室主要是玻璃温室，用来数国家以温室生产为主，其中荷兰和英国的温室主要是玻璃温室，用来生产蔬菜和花卉，荷兰

30、生产的蔬菜生产蔬菜和花卉，荷兰生产的蔬菜8080用于出口，花卉出口更占世界出用于出口，花卉出口更占世界出口量的口量的7171(1987)(1987)；日本利用温室栽培蔬菜及果树，技术十分发达，几；日本利用温室栽培蔬菜及果树，技术十分发达，几乎所有蔬菜的生产很大程度上依赖于温室。乎所有蔬菜的生产很大程度上依赖于温室。（二）实施精确农业需要满足的条件（二）实施精确农业需要满足的条件1 1农田大小农田大小 农田大小的概念主要取决于外部环境，不同国家适于精确农业农田大小的概念主要取决于外部环境，不同国家适于精确农业技术实践的农田大小不一样，一般需要一个全面的经济分析，可以技术实践的农田大小不一样，一般

31、需要一个全面的经济分析，可以计算出一个国家适于精确农业技术实践的最小农田范围。适于精确计算出一个国家适于精确农业技术实践的最小农田范围。适于精确农业技术实践的最小面积约为农业技术实践的最小面积约为85.6ha85.6ha。2 2农机化程度农机化程度 农田可大可小，但是农业作业若不是机械化，精确农业就难以农田可大可小，但是农业作业若不是机械化，精确农业就难以实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外，实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外，还需要还需要GISGIS、GPSGPS（DGPSDGPS）；信息采集、分析设备；随农业机械配备）；信息采集、分析设备；随农

32、业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度越高，越利于实施精确农业技术实践。越高，越利于实施精确农业技术实践。3 3农田差异农田差异（三）精确农业技术的应用（三）精确农业技术的应用1 1精确施肥精确施肥2 2精确灌溉精确灌溉3 3精确植保精确植保二、二、GPSGPS全球卫星定位系统全球卫星定位系统顾名思义：即在地球上的任一点儿，在任何时间通过系统可以确定这一点的位置。1、GPS的组成的组成 注入站主控站监测站移动站GPS卫星1 1）空间星座（）空间星座（2424颗卫星）颗卫星）2 2）地面控制系统）地面控制系统

33、 1 1个主控站个主控站 3 3个注入站个注入站 5 5个监测站个监测站3 3）用户设备）用户设备 一般由三部分组成：一般由三部分组成：空间部分：空间部分：星座、信号星座、信号地面监控部分：地面监控部分：监控站、主控站、注入站监控站、主控站、注入站用户部分：用户部分：接收机（接收天线和信号处理运算和显示）接收机（接收天线和信号处理运算和显示）控制控制部分部分CONTROL SEGMENTCONTROL SEGMENT阿松森群岛迭哥加西亚卡瓦加兰夏威夷科罗拉多监控站监控站注入站注入站主控站主控站监控站监控站：主控站：主控站：注入站：注入站：用户部分用户部分USER SEGMENTUSER SEG

34、MENTGPSGPS接收机由接收机由接收天线接收天线和和信号处理运算显示信号处理运算显示两大部分组成。两大部分组成。伪距伪距具有相当高的定位精度，由米级到毫米级具有相当高的定位精度，由米级到毫米级测定速度和时间的性能，具有同定位相当的精度测定速度和时间的性能，具有同定位相当的精度 站与站之间不需要高精度定位所要求的可视性站与站之间不需要高精度定位所要求的可视性 用户在地球上的任何地方（在空中、在地面、在海洋）都可以接收用户在地球上的任何地方（在空中、在地面、在海洋）都可以接收到信号到信号 用户不需要承担经济义务，只需要价格比较低的硬件用户不需要承担经济义务，只需要价格比较低的硬件 是一种全天候

35、系统，一天是一种全天候系统，一天2424小时都能工作小时都能工作 特特 点点Trimble Trimble 公司专门公司专门用于精准用于精准农业的农业的GPSGPS设备设备3.GPS在农业上的应用在农业上的应用 引导田间变量信息定位采集引导田间变量信息定位采集 （如土壤、水质等）（如土壤、水质等） 作物产量小区定位计量作物产量小区定位计量 动态动态GPSGPS定位定位 （1 1）指挥农机行走）指挥农机行走 （2 2）指挥农机作业）指挥农机作业 （3 3）周边环境不定期监测的定位）周边环境不定期监测的定位能生成产量图的联合收割机能生成产量图的联合收割机作物产量小区定位计量：作物产量小区定位计量：

36、指挥农机作业：指挥农机作业：依据农业信息采集系统和专家系统提供的农机作业依据农业信息采集系统和专家系统提供的农机作业路线及变更作业方式的空间位置，使农机自动完成耕地、播种、施肥、路线及变更作业方式的空间位置，使农机自动完成耕地、播种、施肥、灭虫、灌溉等工作。灭虫、灌溉等工作。研究开发杂草识别喷药控制机械研究开发杂草识别喷药控制机械研究开发精准施肥机械研究开发精准施肥机械三、三、GIS- -地理信息系统地理信息系统GISGIS的含义与特点的含义与特点 是综合处理和分析空间数据的是综合处理和分析空间数据的计算机系统计算机系统。即利用计算机即利用计算机技术管理空间地理分布数据，进行一系列空间操作和空

37、间技术管理空间地理分布数据，进行一系列空间操作和空间分析，提供所需要的信息或规划设计方案。它是采集、存分析，提供所需要的信息或规划设计方案。它是采集、存贮、管理、分析和描述地球表面与空间和地理分布有关的贮、管理、分析和描述地球表面与空间和地理分布有关的数据数据空间信息系统空间信息系统。 特点：特点：数据库的功能；空间分析功能和辅助决策功能。数据库的功能；空间分析功能和辅助决策功能。 水稻叶片群体叶绿素密度（SPAD值*LAI）空间分布特征根据地力、前期施氮量和苗情长势给出的促花肥处方图 (PIN)v 试验示范区精确稻作后的产量空间差异v试验示范区精确稻作前的产量空间差异1 1）计算机硬件系统）

38、计算机硬件系统 2 2）软件系统）软件系统 3 3）空间数据库）空间数据库 4 4）操作工程师）操作工程师 GISGIS的组成的组成地理要素的编码输入与建库地理要素的编码输入与建库数据管理与分析数据管理与分析数据的处理与分析数据的处理与分析数据的传数据的传输与显示输与显示常见的地理信息系统类型常见的地理信息系统类型GIS研究内容研究内容研究范围研究范围数据类型数据类型专题性专题性GIS综合性综合性GIS全球性全球性GIS区域性区域性GIS栅格栅格GIS矢量矢量GIS局域性局域性GIS混合型混合型GIS地理学地理学地图地图制图学制图学数据库理论数据库理论机助设计机助设计软件工程软件工程人工智能人工智能