精确农作技术教材课件

欢迎光临精确农作技术王小业是什么

部分企业对农业投资的政策与制度需求，最终不可避免的落在一个核心点上：土地问题。无论在农业产业链的哪个环节，土地对资本的诱惑如影随形。

农业投资热思考？为什么越来越多的工商资本正在考虑进入农业？同时也有不少农业企业却在惆怅徘徊？为什么大型工商资本会考虑投资农业？是市场取向，还是土地诱惑，抑或是政策指引？农业产业结构农业产业结构的三大基本环节作物生产畜牧渔生产微生物生产

三大基本环节保持紧密的相互联系、相互制约的链，如图所示：林业生产作物生产(Crops)微生物生产(Bacterium)畜牧渔生产(Animal)

人和自然界(Human)抗生菌食用菌代谢菌其它原料纤维原料蔬菜粮食糖料饲料油料肉类劳动工具其它类蛋类鱼类奶类CO2+H2OSolarRadiationEnergy绿色植物（作物）Plants(Crops)ChemicalEnergy(CH2O)n农业生产三大基本环节图示resourcesfoodsmaterials本质：①将自然太阳能转化成生物化学能，为生物链的平衡生命活动提供能量②将无机物质转化成有机物质，将有机物质转化成无机物质，为生物链的平衡生命活动提供原料、食物和资源（能量转换，energyconversion

）（物质转换，materialconversion）（1）农业是自然再生产和经济再生产相交织的产业（经典教科书的定义）；（2）农业是永不衰退的产业（产业界认同）；（3）农业是安天下、稳民心的战略产业，是国家自立、经济繁荣和社会安定的基础（政府涵义）。目前对农业的认知，至少有三种视角（程国强2013），即，投资农业，认识其本质至关重要，需要把握农业的本质特征。资本的目的是追逐利润。

其一，弱质性。与非农部门相比，农业总是处于相对不利的地位。一是农业生产是自然风险和市场风险相互交织的高风险产业。农产品生产具有空间布局的广泛性、时间分布的集中性以及市场信号影响的滞后性，农产品价格总是呈周期性波动。二是大部分农产品数量大、价值低、不易储存，价格缺乏弹性，即便价格低廉也必须及时销售出清。反之，即便价格高涨，因没有库存也无法通过生产及时调节供给。三是农业科研周期长、技术进步慢、农业劳动力转移过程漫长，要素产出的经济效益偏低，农业比较利益始终呈持续下降趋势。农业的本质特征其二，公共产品属性。如粮食等主要农产品供给，确保了国家粮食安全，也是保持社会稳定和经济发展的基础支撑。其三，外部性。农业具有多功能性特征，如形成农业景观、保持生物多样性、保护水土和环境、发挥就业缓冲作用、维持社会稳定等。

简言之，农业的弱质性、公共性以及外部性，决定着农业产业大多市场性不足，赢利性较弱（当然，那些适宜产业化、规模化、集约化的养殖业、加工业除外）。这决定了，在经济发展过程中，为什么大多数国家会给农业以支持保护。反过来，也使我们关注，为什么中国目前会形成农业投资热？让我们真正担心的是，工商资本进入与土地要素密切相关的种养环节，会加速土地非粮化、非农化，最终乃至扰乱工业化、城镇化进程。

一个历史性案例。日本1961至1970年，是农业劳动力减少得最多的10年，总共减少了433万农业劳动力，成为除美国之外，人口超过1亿的国家实现农业现代化的2个国家之一。中国农民基数巨大，目前每年转移1500－2000万，今后至少还有1亿多需要转移。在转移完成之前，土地的意义不言而喻。在工业化、城镇化进程中，农民转移与土地问题，也有深刻的历史教训。2005年，巴西和墨西哥的城市化率高达84%和76%、农业劳动力分别只占14%和18.6%，却有巨量的城市和农村贫民，城市贫民窟成为社会之殇。显然，有着近14亿之多人口的中国，难以承受如此之伤痛：目前城市还有众多没有完全转变身份的农民工，农村还有巨量农民等待转移。所谓避免落入中等收入陷阱，正是隐含着中国绝不能重蹈如此之战略失误。历史恐怕也不能给予中国试错的机会。李克强：农业适度规模经营是努力方向（2013年03月29日）国务院总理李克强日前在江苏的调研所释出的信号表明，工业城镇化和现代农业是他非常重视的两个发展经验。江阴市新桥镇当地总结：“三集中”城镇化与家庭农场模式是主要经验

所谓“三集中”，是农业土地向规模经营集中、工业企业向工业园区集中、农民居住向镇区集中。“三集中”是新桥镇推行多年的政策。2005年，全镇13000多亩农田中实现规模经营的达10000余亩，占农田总量的77%；随着新桥花园小区等7个总面积达55万平方米的住宅小区全面启用，新桥镇区人口已占全镇总人口的50%以上。当时的总体规划是，到2008年，全镇所有行政村住户都将搬迁至以镇区为中心的住宅小区，撤销全镇所有行政村建制，实行社区居委会管理。

截至目前，新桥镇全镇已经有近百家企业进驻园区，占全镇工业企业总数的85%；全镇13000多亩农田已有11800多亩实现规模经营，集中度达到90%以上；全镇80%以上的农民成为现代产业工人，农民人均收入达2.5万元。

据人民网报道，28日上午，李克强来到位于常熟市古里镇的常熟市田娘农场有限公司，查看麦苗长势，考察家庭农场、农机合作运营。

据当地政策研究人士介绍，田娘农场是以家庭农场模式实现土地规模化经营和循环农业的典型。

循环农业是江苏近年来力推的一种模式。尤其是2007年太湖蓝藻事件暴发之后，农村污染成为关注重点，集中养殖的禽畜粪便必须经过加工处理，才不会形成环境压力。

以田娘农场为例，上游收集禽畜粪便做有机肥，下游种粮食蔬菜，再下游还有自建的销售渠道。在江苏之外，田娘农场的母公司还在东北建立了3万亩优质东北大米生产基地。

江苏近年来在现代农业(例如观光农业)、设施农业(例如大棚)、循环农业均形成了自己的经验和特色。江苏省农委相关领导的农业理想是“五化”：园区景区化、劳动运动化、产品礼品化、农民居民化、农业产业化。农业需要向专业化、机械化、信息化、精确化发展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。

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、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、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”技术体系的形成准备了条件。（尽量减少化肥非作物利用）

九十年代，尤其是海湾战争后GPS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20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、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS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。精确农业产生背景一、精确农业的概念与特征（一）精确农业的概念来源:PrecisionAgriculture（精确、精细、精准）包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面

PrecisionFarming(精确农作)PrescriptionFarming（处方农作）

Site-specificFarming(定位农作）概念:借助3S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。精确农作技术思想:

基于田间差异进行变量投入和获得最大收益田间差异：农田不同区域作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异信息变量投入：分析影响不同区域产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需变量投入，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

在所有农业耕地中存在土壤差异和产量差异，通过3S技术（GIS、RS、GPS）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、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控。1、精确农业的雏型3S遥感技术(Remotesensing，RS)地理信息系统(Geographyinformationsystems，GIS)全球定位系统(Globalpositioningsystems)什么是遥感？原理？遥感——利用一定的技术装备，在航空器（如飞机）或

航天器（如卫星）上，对遥远的地物进行感知。原理——不同的物体的电磁波特性是不同的。遥感就是

根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射

和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，

完成远距离识别物体。

遥感RS

遥感数据获取原理接收预处理用户应用处理分析结果、图表输出遥感RS平台地面遥感：高塔、车、船为遥感平台航空遥感：飞机、气球、飞艇等航天遥感：卫星、飞船、空间站等遥感平台遥感应用范围

陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。美国海洋资源卫星我国神舟号飞船

中国大陆的卫星地形图

台湾岛的遥感影象：能清楚的看到全岛的地貌。

北美飓风云系美国国防部五角大楼

9.11事件前后的纽约定义:

美国定义：为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。我国定义：GIS是在计算机硬、软件环境的支持下，对空间数据进行采集、存取、编辑、处理、分析和显示的计算机应用系统。特点:

空间性，即它具有对空间信息的存储处理和分析管理能力。地理信息系统的概念与理解地理信息系统的功能：地理数据采集功能地理数据管理功能空间分析和属性分析功能地理信息的可视化表现对GIS的理解

从GIS的外部看，其物理外壳是计算机化的技术系统，它是由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型。

从GIS的内容看，GIS是一个包含计算机软、硬件、地理数据和专业人员的系统。其操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志。

从GIS的应用看。GIS是一个应用广泛的计算机技术系统，是应用于所有涉及空间信息的处理分析工具。根据应用领域的不同，可形成GIS各类应用系统，例如土地信息系统、农业信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等等。

从GIS的功能看，GIS是一个获取、存取、编辑、处理、分析和显示地理数据的系统，其技术优势在于它对空间数据的综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。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)试验示范区精确稻作前的产量空间差异

试验示范区精确稻作后的产量空间差异全球定位系统基本原理：

全球定位系统是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地面移动物体进行导航的技术系统。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、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。GPS技术目前应用于精确农业、车辆导航与监控等。

遥感数字图像可以作为GIS数据库中一种重要的数据源，从遥感图像中可以获取不同的专题数据，更新GIS数据库中的地学专题图。地理信息系统（GIS）与遥感（RS）的集成是必然的。

利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）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（GPS）和地理信息系统（GIS）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。

2、精确农业内涵

农业决策支持系统是以计算机技术为基础、支持和辅助农业生产者解决各种决策问题的知识信息系统，它是在农业信息系统、农业模拟模型和农业专家系统的基础上发展起来的、以多模型组合和多方案比较方式进行辅助决策的计算机新技术。目前，虽然还没有规范成熟的农业决策支持系统软件产品，但这个新生事物却引起了农业科技工作者的广泛关注，已成为农业信息技术应用领域的重要研究领域。决策支持系统的产生与发展

20世纪60～70年代，管理信息系统MIS（ManagementInformationSystem）的出现

20世纪70年代末以来，与完成这一任务相关的学科都有了长足的进步，运筹学模型、数理统计方法及其软件已发展完善

1971年ScottMorton在《管理决策系统》一书中第一次指出了计算机对于决策者的支持作用，提出了决策支持系统（DecisionSupportSystem,DSS）的概念专家系统的研究与发展，给决策支持系统注入了新的活力，增强了决策支持系统的主动功能决策支持系统的基本概念结构化、半结构化和非结构化决策决策过程是决策科学体系的基础。所谓决策过程是人们为实现一定目标而制定的行动方案，并准备组织实施的活动过程。这个过程也是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程，一般的决策过程可用下图表示。环境反馈设计方案评价方法确定目标实施方案决策过程人类的决策行动一般包括确定目标、设计方案、评价方案和实施方案四个阶段，但通常的决策科学所研究的对象则主要包括前三个阶段。所谓结构化决策问题是指上述三个步骤（理解、设计和选择三项活动）都能使用确定的算法或决策规则来表达和设计各种解答方式，并从中选择最佳的一个。在问题求解过程中，这三个阶段都不能按上述的方法来决策问题，就称之为非结构化决策问题。在某些条件下，其中的一个或两个阶段由于认识不清楚而无法完成清晰的描述，但其余的阶段则具有良好的结构，能够对它清晰而准确的描述，就称这类问题为半结构化决策问题。

决策支持系统的定义

决策支持基本含义是用计算机帮助决策者对半结构化或非结构化问题中作出决策，而不是代替决策者作出决策。

DSS：凡能为决策者提供支持的计算机系统，这个系统能充分利用合适的计算机技术，针对半结构化或非结构化问题构造决策模型，通过人机交互方式支持决策者制定管理决策。

决策支持系统的组成结构与功能对决策支持系统发展影响最大的结构形式是“三部件”结构和“三系统”结构。

1980年R.H.Spraque提出了著名的三部件结构，它由人机交互系统（对话部件）、模型库系统（模型部件）和数据库系统（数据部件）三个子系统组成：决策支持系统的“三部件”结构人机交互系统模型库管理系统MBMS模型库MB用户数据库管理系统DBMS数据库DB（对话部件）的功能：是决策支持系统与用户之间的交互界面。用户通过“人机交互系统”控制实际决策支持系统的运行，决策支持系统既需要用户输入必要的信息（用于控制）和数据（用于计算），同时也要向用户显示运行的情况以及最后的结果。计算机中几种常见的人机界面技术有菜单和窗口、命令语言和自然语言、多媒体和可视化技术等。（数据部件）的功能：包括数据库和数据库管理系统。数据库用来存储大量数据，一般组织成易于进行大量数据操作的形式。数据库管理系统用来管理和维护数据库，必须具有数据库建立、删除、修改、维护，数据存储、检索、排序、索引、统计等功能，并提供一套语言体系供用户使用数据库或提供与某种高级程序设计语言的接口，这套语言体系一般由数据库定义语言DDL（提供定义数据库中数据的组成形式，如数据模式、数据依赖关系等）和数据库操作语言DML（提供对数据库中的数据进行操作，包括数据库的建立、维护；数据字典的建立和维护；数据查询、检索以及数据处理等）两个部分构成。

（模型部件）的功能：由模型库和模型库管理系统组成。模型库用来存放模型，它不同于数据，总是以某种计算机程序形式表示的，如数据、语句、子程序，甚至于对象等。这种物理形式在模型库中具体为：模型名称及相关的计算机程序，模型功能的分类，模型的输入输出数据，控制参数等属性。它可以以某种方法运行，进行输入、输出、计算等处理。这种形式的属性是无法或很难以类似于数据组织的形式来描述的。

1981年R.H.Bonczek等提出了决策支持系统的三系统结构，它由语言系统（LS）、知识系统（KS）和问题处理系统（PPS）三个部分组成：语言系统（LS）问题处理系统（PPS）知识系统（KS）用户图3决策支持系统的“三系统”结构语言系统（LS）的功能：提供给决策者所有语言能力的总和称为语言系统（LS）。一个语言系统既包含检索语言（可由用户或由模型来检索数据的语言），也包含计算机语言（由用户操纵模型计算的语言）。决策用户利用语言系统的语句、命令、表达式等来描述决策问题，编制程序在计算机上运行，得出辅助决策信息。知识系统（KS）的功能：是问题领域的知识，它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最基本的知识系统（KS）由数据文件或数据库组成。数据库的一条记录表示一个事实。它按一定的组织方式进行存储。更广泛的知识是对问题领域的规律性用定量方式表示为数学模型。数学模型一般用方程、方法等形式描述客观规律性。这种形式的知识可以称为过程性知识。随着人工智能技术的发展，对问题领域的规律性知识用定性方式描述，一般表现为产生式规则。除了数理逻辑中的公式、微积分公式等这种精确知识外，一般表现为经验性知识。它们是非精确知识，这样就大大扩大了解决问题的能力。问题处理系统（PPS）的功能：是针对实际问题提出处理的方法、途径；利用语言系统对问题进行形式化描述，写出问题求解过程；利用知识系统提供的知识进行实际问题求解，最后得出问题的解答，产生辅助决策所需要的信息，支持决策。基于作物生长模型的决策支持系统用户人机接口数据库生长模型库策略分析库基于生长模型的作物管理决策支持系统的基本结构基于生长模型的作物管理决策支持系统应具有以下几个特性:机理性预测性动态性通用性基于知识模型和生长模型的作物管理决策支持系统用户人机接口知识模型库生长模型库数据库推理机知识库解释机制基于生长模型和知识模型的作物管理决策支持系统的结构基于知识模型和生长模型的作物管理决策支持系统应具有以下几个特性:预测性决策性准确性实时性基于生长模型和知识模型的作物管理决策支持系统的方案设计原理产量、品质目标知识模型合理生成栽培方案实际资料生长模拟模型达到产量目标？气象预测YYNN品种产量结构播期基本苗播种量生育指标肥料运筹水分管理效益分析基于生长模型和知识模型的作物管理决策支持系统的实时调控原理结果输出模型预测方案执行苗情资料修正专家曲线明显偏离曲线？偏离曲线？YYNN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种植业，也适用于养殖业和加工业，已扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统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“空间差异”（SpatialVariability）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。3、精确农业外延

（二）精确农业的特征1、地域性：不同地区条件不同、技术水平不同等2．综合性：涉及农学、电子学、信息学、生态学等3．系统性：精确农业是一个复杂的农业生态系统，要达到系统的稳定、高效，必须系统内各组分关系协调。4．渐进性（1）无任何现代装备、以传统农业技术为主的传统精确农业（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确农业（3）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(VRT)机械化设备、地理信息系统(GIS)提供决策基础、决策支持系统(DSS)辅助决策、GPS／DGPS定位、自动控制耕作或养殖等全过程。5．可操作性二、精确农业的支持技术1、3S技术2、决策支持技术（DSS）3、可变量投入系统

（1）计算机(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、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。（2）GPS（3）传感器（4）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、可变量喷雾设备、可变量灌溉设备等

什么是传感器？传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统的核心。

BACK4、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。（1）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。

（2）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需自动的动态变量调节，实现变量投入。

（3）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）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。（5）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）在灌溉设备上安装传感器三、精确农业技术实施过程精准农业的技术路线图自动信息采集信息处理决策生成决策实施指令生成GPSGISRS传感器田间状态图DSS农田对策图ICS农机人工采集处方图常规操作（一）数据采集1．产量数据采集2．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PH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。3．作物营养监测方法4．土壤水分监测5．苗情、病虫草害数据采集6．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。MappingSPADvaluesYieldmonitor–sensorthatmeasuresgrainflowandmoisturecontentthroughacombineYieldMonitorGrainFlowSensorReal-TimeSensor/Sprayer:"GreenSeeker"（二）数据差异分析1、产量数据分布图2．土壤数据分布图3．苗情、病虫害分布图SoilpHMap

McGarveyField(Perry,Iowa)

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果。（三）处方生成

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3S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，最终控制农业机械，实施变量管理。1．智能农业机械是精确农业中实施控制实施的重要手段（四）控制实施SelectOptimumNRate2．控制实施过程

智能化农业机械主要由信息采集系统、决策判断系统和控制执行系统等3部分组成。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、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过处理后作出决策，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（一）精确农业技术的分类1．精确农作精确农作就是通常国外研究者所指的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming"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(肥、水、药等)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现了“精确农作”。2．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，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。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，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。3．精确养殖与畜牧业4．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，荷兰生产的蔬菜80％用于出口，花卉出口更占世界出口量的71％(1987)；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。（二）实施精确农业需要满足的条件1．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85.6ha。2．机械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GIS、GPS（DGPS）；信息采集、分析设备；随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度越高，越利于实施精确农业技术实践。3．农田差异（三）精确农业技术的应用1．精确施肥2．精确灌溉3．精确植保气温、辐射不同模式肥料N小麦农田土壤子系统小麦生产群体子系统挥发损失淋洗损失其它损失LAICGR=NAR*LAI群体N积累量群体生物量叶片茎鞘籽粒根系技术路线建模DM=2148.8TLAI+259.39CGR=dDM/dt基于LAI特征值的氮积累模拟模型

NA=25.14TLAI+21.61

NAGR=(NAt)’=dNAt/dt

基于LAI特征值的生物量模拟模型氮浓度模拟国内外生长监测研究最新动态E.Raymond