地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用

摘 要：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作為當(dāng)前階段中科技含量最高、集成綜合性最強(qiáng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)。地理信息系統(tǒng)、遙感和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)為主的地理信息技術(shù)，同時也已經(jīng)成為了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。作者在文中簡單的分析了在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的背景下的地理信息技術(shù)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：地理信息技術(shù)；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；應(yīng)用

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作為我國當(dāng)前階段中最具前瞻性的農(nóng)業(yè)高科技成果，不僅象征著國際方面上的農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢，同時也是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展方向的明燈。為此，作者在文中簡單地論述了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中地理信息技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并對地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用進(jìn)行簡單的分析。

1 地理信息技術(shù)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前階段，以GPS/GLONASS，以及我國即將發(fā)射完成的“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為主要代表的全球衛(wèi)星定位技術(shù)，具有迅速、便捷的獲取高精準(zhǔn)度位置信息的優(yōu)點(diǎn)。全球衛(wèi)星定位技術(shù)即將在國際多個行業(yè)領(lǐng)域被人們所應(yīng)用，并逐漸取代當(dāng)前比較常規(guī)的光學(xué)和電子測量定位儀器。衛(wèi)星定位技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使空間定位技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，為我國的精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中獲取高精度定位信息提供了技術(shù)方面的保障。遙感技術(shù)的興起和發(fā)展，使得人們可以更加高效的獲取多傳感器、多時相、高分辨率，直接或間接展示出地球表層地物光譜特征中隱含的遙感數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)正在逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、組件化，GIS也逐漸步入至IT的熱潮中，并正進(jìn)行企業(yè)化和社會化的發(fā)展轉(zhuǎn)型。上述的這些關(guān)鍵地理信息技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)為我國當(dāng)前精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的信息獲取、科學(xué)分析、管理和決議、以及研究成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提供了不可估量的技術(shù)性支持。

2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀

最近這幾年，在經(jīng)過發(fā)達(dá)國家中大量的學(xué)者的精心探索研究后，產(chǎn)生了諸多支持精細(xì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的技術(shù)的示范應(yīng)用系統(tǒng)。通過科學(xué)的運(yùn)用高新技術(shù)來不斷提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和利用率，以此來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益的有機(jī)統(tǒng)一，最終逐漸實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的可持續(xù)發(fā)展這一發(fā)展目標(biāo)。依據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料來說，自1995年起，美國大概有5%的農(nóng)作物面積上在不同程度上應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。在部分發(fā)達(dá)國家的實(shí)際發(fā)展過程中，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想也已經(jīng)被農(nóng)場的擁有者所熟知和應(yīng)用，并依據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢成立了大量以精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為技術(shù)基礎(chǔ)的服務(wù)性機(jī)構(gòu)。最近幾年來，不僅是歐美發(fā)達(dá)國家開始提高對于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)重視，亞洲日本、韓國等國也開始了試驗(yàn)型的研究活動。在我國，部分從事農(nóng)業(yè)研究的工作人員也已經(jīng)開始了對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)驗(yàn)研究。目前已經(jīng)在我國的北京和上海組建成功兩個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范區(qū)。但是從全局性的角度來看，我國對于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究仍只是存在于引進(jìn)和試驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)的階段，并沒有形成一個較為完整的系統(tǒng)性的學(xué)術(shù)思想和技術(shù)系統(tǒng)。

3 地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中具體應(yīng)用策略

當(dāng)前階段，及時的數(shù)據(jù)資料的采集與分析，農(nóng)業(yè)田間中土壤肥力和農(nóng)作物具體生長狀況的空間差異性信息作為精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)實(shí)施活動的前提條件，科學(xué)的生成精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的管理規(guī)劃后，進(jìn)行農(nóng)業(yè)發(fā)展的精準(zhǔn)定位和田間相關(guān)事項的管理。為此，地理信息技術(shù)必須要在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)活動中占據(jù)著首要位置。部分發(fā)達(dá)國家對于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究大多數(shù)都只是集中于利用3S空間信息技術(shù)，以及農(nóng)作物自然生產(chǎn)管理技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的、專屬宏觀空間下作物生產(chǎn)的精準(zhǔn)農(nóng)作技術(shù)，并沒有十分全面地研發(fā)出地理信息技術(shù)在整個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系的應(yīng)用。

3.1 全球定位系統(tǒng)的合理應(yīng)用

當(dāng)前的GPS技術(shù)可以為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的土壤類型、土壤肥力、土壤水分、田間作物生長情況、病蟲害及農(nóng)作物產(chǎn)量等田間信息數(shù)據(jù)采集和決策方案的田間實(shí)施提供十分精確的空間位置信息。在我國現(xiàn)有的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，GPS的主要作用為三個方面：控制測量、農(nóng)田數(shù)據(jù)信息的采集定位和全局性的控制導(dǎo)航。GPS技術(shù)的主要應(yīng)用范疇在研發(fā)基于智能終端或掌上電腦的農(nóng)田數(shù)據(jù)手機(jī)系統(tǒng)和攜帶GPS接收機(jī)的智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)的兩個方面。智能的農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間進(jìn)行農(nóng)作生產(chǎn)過程中，可以通過GPS技術(shù)獲取的田間精確定位信息，實(shí)施導(dǎo)航監(jiān)控行為，同時也可以實(shí)時地獲取田間農(nóng)作物的具體生長狀態(tài)，以及與之相關(guān)的空間位置信息。當(dāng)前研發(fā)出的智能農(nóng)機(jī)成果研究最為成功的即是帶有GPS定位系統(tǒng)并可以實(shí)時的獲取田間作物產(chǎn)量信息的聯(lián)合性質(zhì)的的收割機(jī)。通過運(yùn)用變量施肥機(jī)、變量播種機(jī)、灌溉和噴藥機(jī)等設(shè)備，進(jìn)行農(nóng)業(yè)田間農(nóng)作物的播種和監(jiān)管。其中變量施肥作為農(nóng)業(yè)變量施用技術(shù)中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，同時也是被專業(yè)人員實(shí)驗(yàn)研究最多的一個內(nèi)容。但是無論怎樣發(fā)展，只用于農(nóng)田數(shù)據(jù)資源采集的軟件，都將隨著遙感技術(shù)在農(nóng)田的實(shí)際應(yīng)用而被摒棄，其替代品為集成GPS的遙感系統(tǒng)與智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)。

3.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前階段，田間時空變異信息獲取方式主要包括田間信息的采集測試、GPS田間資源記錄、智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)作業(yè)采集和多平臺遙感信息采集系統(tǒng)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，遙感在不斷擴(kuò)大作物的生產(chǎn)面積與營養(yǎng)實(shí)時診斷中都占據(jù)著不可取代的作用。當(dāng)前的遙感應(yīng)用研究主要集中于地面光譜測量比值和數(shù)據(jù)采集測試結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，并以此來全面組建遙感數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)田間土壤狀況或作物物理化學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)合農(nóng)作物生態(tài)生理過程中，直接或間接地獲取作物的生長周期性。在對大面積農(nóng)作物進(jìn)行全局性的長勢監(jiān)測時，需要側(cè)重關(guān)注其作物的宏觀估計產(chǎn)量、生長情況的預(yù)期走勢、經(jīng)濟(jì)資源等方面的內(nèi)容。

在編制整個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的規(guī)劃體系中，遙感（尤其是高光譜遙感）將為我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的具體實(shí)施，提供大量具有實(shí)效性的田間時空變化信息。與此同時，遙感技術(shù)也將在不遠(yuǎn)的未來成為監(jiān)測田間土壤和作物養(yǎng)分具體變化、水分脅迫和病蟲害等內(nèi)容的關(guān)鍵的數(shù)據(jù)來源。當(dāng)前階段，諸多學(xué)者開始選取部分技術(shù)進(jìn)行基于地物光譜的有關(guān)特征研發(fā)，并適用于田間低成本農(nóng)作物測定養(yǎng)分和數(shù)據(jù)參數(shù)的檢測儀器。

4 地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景

成功地實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，不僅可以最大化農(nóng)業(yè)的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，同時還進(jìn)一步推動了我國實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)作為當(dāng)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的最為先進(jìn)的技術(shù)，它的應(yīng)用范圍和發(fā)展空間，將幫助人們更加高效地挖掘農(nóng)田的生產(chǎn)潛力。并通過合理的利用相關(guān)資源、盡最大限度的減少環(huán)境污染、使其農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與質(zhì)量全部實(shí)現(xiàn)最大化。實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一舉措同時也是解決我國農(nóng)業(yè)由原本傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型過程中所首要面臨的問題。如何在全方位確保農(nóng)產(chǎn)品總量的背景下、不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、降低環(huán)境污染等問題，將逐漸成為我國農(nóng)業(yè)科技改革活動中的關(guān)鍵課題。

5 結(jié)束語

綜上所述，作者在文中首先簡要的分析了地理信息技術(shù)以及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，并隨即提出了地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中具體應(yīng)用策略，最后闡述了地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景的內(nèi)容，以此來推動我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展。

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