農(nóng)田地理信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)田地理信息技術(shù)應(yīng)用

1.1全球定位系統(tǒng)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)GPS技術(shù)加以應(yīng)用，主要是采集農(nóng)田信息、測(cè)量農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況以及控制導(dǎo)航?，F(xiàn)階段大多數(shù)的GPS技術(shù)依托于智能移動(dòng)終端創(chuàng)建農(nóng)田信息系統(tǒng)，通過(guò)配備GPS接收終端對(duì)農(nóng)田信息進(jìn)行采集分析，更好的為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考數(shù)據(jù)。

如美國(guó)Trimble公司所研發(fā)的GPS系統(tǒng)可對(duì)農(nóng)田作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行采集，并繪制形成完整的田間環(huán)境模擬圖像，獲取田間安裝的傳感器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，便于及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況[1]。當(dāng)前階段所研發(fā)的攜帶GPS定位系統(tǒng)智能農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加以應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)智能獲取農(nóng)業(yè)作物數(shù)量信息，完成聯(lián)合收割處理。

1.2遙感系統(tǒng)

遙感系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田大面積的數(shù)據(jù)的無(wú)損反饋，通過(guò)全方位了解農(nóng)田中的地物性質(zhì)，能夠?qū)r(nóng)田作物的生長(zhǎng)狀況以及農(nóng)田土壤的營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行實(shí)施動(dòng)態(tài)化的分析。當(dāng)前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的遙感系統(tǒng)主要是集中于分析采樣測(cè)試數(shù)據(jù)，如可創(chuàng)建土壤生物化學(xué)參數(shù)分析模型的方式，利用遙感系統(tǒng)對(duì)農(nóng)田生產(chǎn)中的作物葉綠素含量進(jìn)行測(cè)量采集、采集土壤特性等，對(duì)作物與土壤之間的生長(zhǎng)關(guān)系加以分析，隨后根據(jù)作物生理生態(tài)掌握作物的農(nóng)學(xué)特性?；蚴强蓪⑦b感系統(tǒng)應(yīng)用于對(duì)農(nóng)作物的宏觀評(píng)價(jià)中，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)資源進(jìn)行調(diào)查，可對(duì)作物的產(chǎn)量進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)估。

1.3地理信息系統(tǒng)

與此同時(shí)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地理信息系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用地位，該技術(shù)的應(yīng)用除了能夠?qū)r(nóng)田信息進(jìn)行采集、分析、處理以及管理之外，也可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的全過(guò)程中起到一定的決策參考作用，在種植前、中、后等不同階段中貫穿全程，起到有效的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析作用。 GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過(guò)創(chuàng)建完整系統(tǒng)的方式，為農(nóng)業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)管理創(chuàng)建全方位的服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面共享交互，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

2農(nóng)田地理信息技術(shù)應(yīng)用效果研究

2.1農(nóng)業(yè)概況

以山東菏澤為例對(duì)其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況進(jìn)行研究，菏澤市位于山東省西南部，與安徽、河南以及江蘇等地相互接壤，臨近黃河，市內(nèi)共計(jì)劃分為八縣兩區(qū)，下屬劃分6 074個(gè)行政區(qū)，自然村數(shù)量為13 137個(gè)，總計(jì)為12 239 km2，常住人口為886萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口為713.6萬(wàn)人。

菏澤當(dāng)?shù)貧夂蜻m宜，四季分明，具有充足的光照，年均溫保持在13.5～14℃，屬于溫帶季風(fēng)性大陸氣候。降雨充沛，南北方雨水差異較大，北方相對(duì)濕度能夠達(dá)到68%以上。這樣的環(huán)境條件適宜菏澤發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，因此菏澤也是山東的重點(diǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)市[2]。

菏澤當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)為小麥、玉米、大蒜等作物，近年來(lái)的棉花種植面積逐步縮減。在近年來(lái)的發(fā)展中，為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，打造精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的優(yōu)化提升，菏澤廣泛應(yīng)用農(nóng)田地理信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高科技的助農(nóng)生產(chǎn)，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的人力時(shí)間投入，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。

2.2管理農(nóng)田信息

對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)講，基于多源性的農(nóng)田信息若由人工進(jìn)行采集管理則難度相對(duì)較大。結(jié)合菏澤當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況而言，在棉花種植過(guò)程中就顯著體現(xiàn)了這一問(wèn)題，基于獲取種植信息的多樣性以及儲(chǔ)存格式的差異性，若由人工展開(kāi)棉花種植數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與整理復(fù)雜性相對(duì)較高。

通過(guò)創(chuàng)建GIS平臺(tái)的方式，可實(shí)現(xiàn)有序管理農(nóng)田信息，基于智能信息系統(tǒng)，在采集農(nóng)田數(shù)據(jù)的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)可視化的分析表達(dá)、空間分析查詢(xún)、空間數(shù)據(jù)更新與綜合處理等。由GIS系統(tǒng)向農(nóng)戶(hù)提供農(nóng)田種植范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，便于及時(shí)對(duì)田間變量進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的精準(zhǔn)管理。

利用GIS系統(tǒng)在菏澤當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加以管理，通過(guò)收集整合往年棉花種植產(chǎn)量分布數(shù)據(jù)，繪制農(nóng)田邊界圖，在系統(tǒng)中顯示種植范圍與綜合經(jīng)濟(jì)收益之間的變化趨勢(shì)，從而掌握當(dāng)前棉花等各項(xiàng)作物的種植面積范圍，合理對(duì)其展開(kāi)調(diào)整?；谟行虻霓r(nóng)田信息管理，創(chuàng)建了良好的農(nóng)業(yè)種植規(guī)劃環(huán)境。

2.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用農(nóng)田地理信息技術(shù)的重要原因之一是能夠完成對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的參考輔助，作為創(chuàng)建地理信息服務(wù)中心的核心功能，通過(guò)分析系統(tǒng)所采集的農(nóng)田信息，基于不同應(yīng)用目的創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，從而完成決策分析。

地理信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加以應(yīng)用，可按照產(chǎn)前規(guī)劃、產(chǎn)中監(jiān)控以及售后分析3個(gè)階段進(jìn)行劃分。

2.3.1產(chǎn)前規(guī)劃

如在菏澤當(dāng)?shù)?，利用地理信息技術(shù)的決策分析功能，在產(chǎn)前階段對(duì)菏澤當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)自然環(huán)境要素進(jìn)行分析，并收集了往年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)，完成對(duì)作物品種的規(guī)劃分析后，對(duì)作物的種植區(qū)域、面積、數(shù)量等進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)目標(biāo)。通過(guò)產(chǎn)前的合理規(guī)劃，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供詳細(xì)完整的種植建議，避免盲目種植降低當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)效益。

2.3.2產(chǎn)中監(jiān)控

產(chǎn)中監(jiān)測(cè)控制，是農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理的核心?；贕IS系統(tǒng)對(duì)農(nóng)業(yè)作物的栽培長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)創(chuàng)建模型的方式，對(duì)作物的投入產(chǎn)出進(jìn)行可視化分析，便于及時(shí)根據(jù)農(nóng)田的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行診斷，并科學(xué)調(diào)控生產(chǎn)狀況。如在山東菏澤種植大蒜的過(guò)程中，充分利用GIS系統(tǒng)對(duì)農(nóng)田范圍內(nèi)的氣候環(huán)境、土壤條件等進(jìn)行分析，推理大蒜種植過(guò)程中的水分運(yùn)動(dòng)、藥物滲漏、土壤侵蝕等情況，在農(nóng)作物生長(zhǎng)全過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。以2019年為例，山東菏澤的大蒜總種植面積為65萬(wàn)hm2，相較于前一年提升了10%，這一年中通過(guò)對(duì)大蒜長(zhǎng)達(dá)270 d的生長(zhǎng)全周期進(jìn)行GIS動(dòng)態(tài)化信息采集觀測(cè)，及時(shí)控制了各種可能會(huì)對(duì)大蒜產(chǎn)量與質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，從而促使這一年的大蒜總產(chǎn)量相較于上一年提升了32%[3]。

2.3.3產(chǎn)后分析與銷(xiāo)售管理

基于農(nóng)田地理信息技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)后分析與銷(xiāo)售環(huán)節(jié)對(duì)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研判，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要素展開(kāi)分析之后，對(duì)農(nóng)作物的市場(chǎng)銷(xiāo)售方向以及價(jià)格等提供指導(dǎo)，并搭建了與客戶(hù)之間的直接配送管理物流渠道，省去了中間商環(huán)節(jié)，促使山東菏澤在19年種植大蒜以及棉花的過(guò)程中對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，實(shí)現(xiàn)了電商平臺(tái)的產(chǎn)地直銷(xiāo)，大幅度提升了種植經(jīng)濟(jì)效益。

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也逐步應(yīng)用到更加先進(jìn)的信息技術(shù)，以農(nóng)田地理信息技術(shù)為主，可展開(kāi)大面積的動(dòng)態(tài)化農(nóng)田信息采集、分析與處理，便于為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植提供精準(zhǔn)的參考決策，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]阮國(guó)杰，師倩.基于ArcGISServer的網(wǎng)絡(luò)農(nóng)田地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊，2023，3（15）：45-48.

[2]楊哲煒，王英皓，雷云帆.精細(xì)農(nóng)業(yè)中農(nóng)田信息獲取技術(shù)綜述[J].南方農(nóng)機(jī)，2022，53（1）：177-180.

[3]田福忠，周天華，王宜磊.菏澤市大蒜機(jī)械化種植現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（24）：63-64.

（山東省菏澤市-城縣富春鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心李玲）