精确农业概论：技术体系与应用价值.pdfVIP

第一章精确农业概论

第一节精确农业的含义和产生背景

一、精确农业的含义

精确农业是指利用全球（GPS）、地理信息系统（GIS）、连续数据

传感器（CDS）、（RS）、变率处理设备（VRT）和决策支持系统（DSS）

等现代高新技术，获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素方面实际存在的

空间及数据差异，分析影响小区产量差异的，并采取技术上可行、经济上

有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。

广义的精确农业又叫精准农业、精细农业，包括种植业、养殖业、农产品加

工业，即所谓的大农业，是指为了挖掘并谋求种植业和利润大最大化，所

采取的精确投入的农业生产管理。

精确农业的生产过程包含3个实施阶段——确定田间管理、制定对策

和实施对策。

二、精确农业产生的背景

农业作为最古老的产业，在经历了原始农业、传统农业后，从20世纪初开

始进入工业化农业（石油农业或机械化农业）阶段。从1910年使用拖拉机

开始，经过半个多世纪后，拖拉机已经在欧美被广泛使用；与此同时，以使用化

肥、、除草剂、饲料添加剂等化学品为代表的化学和以通过推广高产新

品种、灌溉为代表的绿色实现了发达国家和国家的。各国

根据其不同的特点，形成了各具特色的机械化农业生产形式。

它的主要优势是大幅度地提高了农业生产率。但在绿色基础上发展起来

的机械化集约农业也遇到了许多，如土地压实、水土流失、水及地表水

污染，使用也导致了严重的公共卫生和环境污染的问题，品种单一化危害，

农产品品质的下降，再加上能源制约等，促使科学家试图寻求一种以提高资源利

用效率、降低生产成本和减少因过量施用农化产品而带来的环境污染为主攻目标的

农业替代模式。

三、精确农业的意义

（一）合理施用化肥，降低生产成本，减少环境污染

（二）减少和节约

（三）节本增效，省工省时，优质高产

（四）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

第二节精确农业的技术体系

一、全球（GPS）

定义：全球是指利用，在全球范围内实时进行定位、导航的系

统。

作用：主要表现在两个方面：一是定位功能，主要用于绘制农田边界和产量

分布图、农田管理、土壤采样等；二是导航功能，主要用于农业机械田间作

业和管理的导航，农业机械定位变量地投入。

二、地理信息系统（GIS）

定义：以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间

数据按地理坐标或空间位置进行预处理、输入、、查询、检索、运算、分析、

显示、更应用研究，是以处理各种空间实体及空间关系为主的技术系统。

作用：GIS可比作精确农业的大脑。在精确体系中主要用于建立农

田土壤数据、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等空间信

息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和

实施调控与处方信息依据。

三、技术（RS）

定义：技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红

外线，对目标进行检测和识别的技术。

作用：RS能为精确农业获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空

间变异信息的技术支持。

四、农田信息技术

快速、有效地和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是实现精确农业

的重要基础。

五、作物生产管理决策支持系统

决策支持系统是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互的方式进行

半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。作物生产管理决策支持系统主要包

括支持作物生产管理数据资源的数据库；用于作物生长过程模拟、投入产出

分析与模拟等模型库；支持模型计算等算法库；作物生产管理知识和经验的

知识库以及决策者参与的人机友好接口。

六、智能化农作机械

目前支持精确农业的主要