精準農(nóng)業(yè)的六大系統(tǒng)

賽樹奇

目前，發(fā)達國家精準作業(yè)技術(shù)裝備已趨于成熟，各種電子監(jiān)視、控制裝置已應用于復雜農(nóng)業(yè)機械上，變量播種機、變量施肥機、變量施藥機、聯(lián)合收割機等高度智能化農(nóng)業(yè)機械已逐步進入國際市場。歐美發(fā)達國家精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用，全面帶動了其現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)的發(fā)展。近年來精準農(nóng)業(yè)在我國也日益受到重視，國務(wù)院《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》關(guān)于發(fā)展精準化生產(chǎn)方式中提出：推廣成熟可復制的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用模式。在基礎(chǔ)較好的領(lǐng)域和地區(qū)，普及基于環(huán)境感知、實時監(jiān)測、自動控制的網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。在大宗農(nóng)產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)區(qū)域，構(gòu)建天地一體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)測控體系，實施智能節(jié)水灌溉、測土配方施肥、農(nóng)機定位耕種等精準化作業(yè)。在畜禽標準化規(guī)模養(yǎng)殖基地和水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范基地，推動飼料精準投放、疾病自動診斷、廢棄物自動回收等智能設(shè)備的應用普及和互聯(lián)互通。

精準農(nóng)業(yè)即“處方”農(nóng)業(yè)，簡單來說，精準農(nóng)業(yè)就是根據(jù)特定地點，管理作物生產(chǎn)的投入。精準農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的，根據(jù)空間變異，定位、定時和定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，即一方面查清田塊的空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標，進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝和科學管理”。美國農(nóng)業(yè)部對精準農(nóng)業(yè)的定義是“在恰當?shù)牡胤?、適當?shù)臅r間做正確的事”。精準農(nóng)業(yè)的目標是減少浪費、提高效益（效率）、保護環(huán)境。它由六大系統(tǒng)組成：全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感監(jiān)測系統(tǒng)（RS）、農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、決策支持系統(tǒng)和智能化農(nóng)機具系統(tǒng)。

1. 全球定位系統(tǒng)（GPS）

美國從1973年開始發(fā)射衛(wèi)星，耗資200億美元，于1994年全面建成了具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。GPS提供24小時服務(wù)，保證準確度和精度。其服務(wù)也是免費的，無需訂閱或使用費。

2. 遙感監(jiān)測系統(tǒng)（RS）

遙感技術(shù)是精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵技術(shù)，為精準農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)。遙感觀測平臺包括飛機航片和衛(wèi)星衛(wèi)片。時至今日，遙感平臺與觀測技術(shù)已從單一傳感器、單一平臺和單一觀測技術(shù)向多傳感器、多平臺、多角度和三高（高分辨率、高光譜、高時相）方向發(fā)展。遙感技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中主要用作面數(shù)據(jù)的采集，以便進行農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)災情的監(jiān)測與評價和農(nóng)業(yè)資源的監(jiān)測管理。

3. 農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

與遙感技術(shù)相匹配，農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要完成點數(shù)據(jù)的采集工作。例如田間肥力、墑情、苗情、雜草、病蟲害的監(jiān)測和信息采集處理技術(shù)設(shè)備、適時采集傳感器、自動氣象站及定點觀測等。

4. 地理信息系統(tǒng)（GIS）

GIS是由計算機硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計用來支持空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。

5. 作物生產(chǎn)管理專家決策支持系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫，支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫，作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗的集合知識庫，基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序和人機交互界面程序等。

6. 變量投入技術(shù)VRT與智能農(nóng)機

變量投入技術(shù)VRT是指安裝有計算機、DGPS（差分全球定位系統(tǒng)）等先進設(shè)備的農(nóng)機具，根據(jù)它所處的耕地位置自動調(diào)節(jié)物料箱里某種農(nóng)業(yè)物料投入速率的一種技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械。

現(xiàn)今，各種作業(yè)智能導航和自動駕駛技術(shù)已成為國際上研究和應用的熱點領(lǐng)域。如美國已能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)田作業(yè)過程的智能導航和自動駕駛。自動駕駛系統(tǒng)可以根據(jù)需要配置成精準變量施肥、變量噴藥等作業(yè)控制系統(tǒng)。全自動導航系統(tǒng)應用效果確定、明顯，因而易于為從事規(guī)?；虡I(yè)種植農(nóng)戶采用。