第七讲 精确农业和 与GIS、GPS 计算机农林应用课件.pptVIP

控制部分 CONTROL 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 注入站 主控站 监控站：接收卫星下行信号数据，并送至主控站，监控卫星导航运 行和服务状态。 主控站：卫星轨道估计，卫星控制，定位系统的运行管理。 注入站：卫星轨道纠正信息，卫星钟差纠正信息，控制命令的上行 注入卫星。 用户部分 USER SEGMENT GPS接收机由接收天线和信号处理运算显示两大部分组成。 大地测量型接收机：用于高精度静态和动态定位。 导航型动态接收机：用于实时动态定位。 双频接收机：用于静态大地测量和高精度动态测量，其中能同时接收 P1、P2码伪距值的称为双频双码接收机。 单频接收机：用于低精度测量和普通导航。 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 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 是一种全天候系统，一天24小时都能工作 特 点 Trimble 公司专门用于精准农业的GPS设备 3.GPS在农业上的应用 引导田间变量信息定位采集 （如土壤、水质等） 作物产量小区定位计量 动态GPS定位 （1）指挥农机行走 （2）指挥农机作业 （3）周边环境不定期监测的定位 能生成产量图的联合收割机 作物产量小区定位计量： 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。 研究开发杂草识别喷药控制机械 研究开发精准施肥机械 三、GIS-地理信息系统 GIS的含义与特点 是综合处理和分析空间数据的计算机系统。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间分析，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数据空间信息系统。 特点：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 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。 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。 一、精确农业的概念与特征 （一）精确农业的概念 来源:Precision Agriculture（精确、精细、精准） 包括精确农作、精确养殖、精确加工等方面 Precision Farming(精确农作) Prescription Farming（处方农作） Site-specific Farming(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: 基于田区差异的变量投入和最大收益 田区差异：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信息 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 1、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