GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展-GPS在精准农业.docx

GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展|GPS在精准农业摘要：基于ＧＰＳ和ＧＩＳ的精准农业监控系统集数据采集、传输、处理、控制及定位导航于一体，可广泛应用于农业生产与科研的各个领域，主要用于环境因子，如温度、湿度、深度、光照等水肥条件的监测和设备的定位，是实施精准农业变量作业技术的基础，也是２１世纪农业发展的必然趋势，着重介绍了国内外基于ＧＰＳ和ＧＩＳ的农业监控系统的研究水平及应用概况，旨在为实现现代精准农业的自动化、智能化发展提供参考。关键词：ＧＰＳ；ＧＩＳ；精准农业监控系统；应用中图分类号：Ｓ１２７文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）10－1948-03ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳａｎｄＧＩＳＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆPrecisionＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳＨＩＧｕｏ－ｂｉｎ（ＣｅｎｔｒｅｏｆＭｏｄｅｒｎＥｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，HeilongjiangBayiＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Dａｑｉｎｇ１６３３１９，Heilongjiang，Cｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＧISｗｉｔｈcｏｌｌｅｃｔｉｎｇ，ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃouldｂｅｕｓｅｄｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈfieldsofｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｄｅｐｔｈ，ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｖａｒｉａｂｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｔｒｅｎｄｏｆthe２１stｃｅｎｔｕｒｙ．TｈｅｒｅｓｅａｒｃｈlevelａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎgeneralsituationｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎ，ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅsｆｏｒｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔdevelopmentｏｆｍｏｄｅｒｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ＧＩＳ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ精准农业（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ）是近年来国际上农业科学研究的热点领域，是人们在探索２１世纪农业高新技术发展的过程中为减少农业生产中的盲目投入、节约成本增加产量、提高农资利用率、减少环境污染、阻止生态环境的进一步恶化而提出的一种新理念［１］。精准农业充分地利用了作物、土壤和病虫害的空间和时间变化量来进行耕作和田间管理，改变了传统的大片土地平均施用化肥的做法，保证了作物生产潜力的充分发挥，避免了过量施用农药和化肥造成的生产成本增长和污染农业生产环境，导致农产品品质和价值下降的严重后果，取得的经济和环境边际效益非常显著［２］。１ＧＰＳ和ＧＩＳ技术在精准农业中的应用概况１．１全球定位系统（ＧＰＳ）ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ），是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。它利用地球外空间有一定分布的２４颗卫星，使地面上任何一点可以同时与其中４颗卫星进行通讯，分别测量该点与卫星的距离，最后将该点的几何坐标推算出来，最高地面精度可达到厘米级。在精准农业中，现在一般基于差分ＧＰＳ技术，精度为亚米级。在作业机械的顶部安装一个半球形ＧＰＳ接收天线，可接收卫星定位信号并将此信号传给ＧＰＳ接收机，ＧＰＳ接收机将作业机械所处的经度和纬度数据通过ＲＳ－２３２串行接口传给机载液晶显示计算机，以此确定每一时刻机械的作业位置。１．２地理信息系统（ＧＩＳ）ＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ），是一种综合处理和分析空间数据的通用型技术体系。在精准农业领域中，ＧＩＳ以很高的空间分辨率来管理田块基础信息，存储、分析和处理空间数据，生成作物产量以及土壤属性和病虫草害等环境因素的空间分布图，支持空间辅助决策，输出图形和地理统计数据以及田间决策处方图。１．３ＧＰＳ和ＧＩＳ技术在精准农业中的应用概况精准农业应用了ＧＰＳ、ＧＩＳ技术和智能决策、自动控制理论，将变量播种、变量施肥、变量灌溉、变量喷药和在线实时测产等技术集成为一体，有利于提高