gps在精准农业中通常有哪些作用

现代精准农业中有哪些环节~

精准农业是一种基于空间信息管理和变异分析的现代农业管理策略和农业操作技术体系。它根据土壤肥力和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投入，在对耕地和作物长势进行定量的实时诊断，充分了解大田生产力的空间变异的基础上，以平衡地力、提高产量为目标，实施定位、定量的精准田间管理，实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标。
前瞻产业研究院指出，一般而言，基于知识和先进技术的现代农田“精耕细作”技术体系至少包括以下方面：
一、地理信息技术(GIS、RS、GPS)
二、生物技术
三、农业专家系统ES
四、决策支持系统(DSS)
五、工程装备技术、计算机及网络通讯技术等。
我国当前面临农业资源匮乏、农田环境污染严重，另外加入WTO农业市场竞争激烈，因此在我国实施精准农业示范和研究工作具有重要的战略意义。

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　　在现代精准农业技术体系中，定位技术起到十分关键的作用。由于精准农业是研究农田中小区的差异性，所以必须使用定位技术引导信息采集和田间作业。在目前精细农业的研究和应用中，GPS技术以其快速高精度的定位结果成为首选。GPS技术的关键作用主要表现在如下3个方面:
　　2.1 农田定位
　　在精准农业中，GPS的应用必须与GIS紧密结合， GPS的定位信息通过GIS转化成相应的图形，同田间的各种信息结合，形成反映该信息的专题图和处方图，如肥力分布图、病虫害分布图等。首先要生成田地边界图层，随后的各项田间作业，如田间采样、田间监测、灌溉等，都要在边界图层上生成相应的图层，如采样图层、监测图层等。GIS中经GPS定位形成的图形数据为矢量结构，其坐标采用高斯平面坐标，从GPS接收机得到的数据经过坐标转换到国家通用高斯平面坐标后，其数值一般较大。现行做法一般是以某一点为农田平面坐标的原点，建立农田独立坐标系，用所有点的坐标同该点坐标相减，得到相对该点的平面坐标，此时再对数据进行应用。对于各个图层，都要有田地识别号、日期、时间这些公共属性，然后是各自的有关属性， GPS在农田的定位应用如下:
　　2.1.1田地边界层使用GPS进行田地边界的测量，是目前精准农业中常用的方法。一般做法是用带有GPS装置的车辆(对于小面积的田地，人背负GPS装置即可) ，绕田地边界行走1圈，GPS接收机每秒钟输出1次数据，记录下这一圈的所有点的位置信息，然后进行数据处理，从而最终使田地边界生成矢量化的数据。
　　2.1.2采样层田地各种属性的采集是通过田间采样得到的。采样一般使用栅格采样法，确定采样栅格的大小，然后由GPS引导在栅格中心定点采样。具体应用时，确定栅格的大小后，则生成1个栅格的格网，覆盖在边界图层上，确定栅格格网的起始坐标后，即可确定栅格中心的坐标，从而形成包含各采样点坐标的采样层。
　　2.1.3作业层 每次进行田间作业前，应生成相应的作业分布图层，包括播种层、施肥层、喷药层、施水层和收割层等。各作业层可以由GIS先根据采样后的分析，根据相应的专家系统或决策支持系统生成各作业处方图层，然后由GPS进行导航作业，生成记录实际的作业层。
　　2.2 农机作业导航
　　2.2.1精准施肥传统施肥方式因土壤肥力在地块不同区域差异较大，所以在平均施肥情况下，肥力低而其它生产性状好的区域往往施肥量不足，而某种养分含量高而丰产性状不好的区域则引起过量施肥。GPS为控制施肥提供空间定位和导航支持，基于GPS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平，将微量元素与有机肥加以科学配方，做到有目的地科学施肥。
　　2.2.2精准灌溉精确灌溉既能满足作物生长过程中对灌水时间、灌水量、灌水位置、灌水成分的精确要求，又能按照田间的每个操作单元的具体条件，精细准确地调整农业用水管理措施，最大限度地提高水的利用效率和利用率。在田间运用GPS土地参数采样器采集植物生长的环境参数，如土壤湿度、地温等，通过GPS中心控制基站利用专家系统进行植物分析，可以调控植物生长环境，精确凋控节水灌溉系统。
　　2.2.3精准喷药运用GPS监测病虫草害是预测预报的新手段，通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像，可以收集原始数据，监测大田作物，得出田间病虫草害分布大小位置，并可以通过逐次拍摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和为害程度，以及病虫草害发展方向及流行趋势。
　　2.2.4精准耕作将GPS,GIS和精细农业、旱作节水农业相结合，开发精细农业和田间实时导航监控相结合的地理信息管理系统，实现了田间车辆多目标监控;建立农业机械装备数据库和查询系统，可方便地进行100多种农业机械装备数据的查询、添加、删除、保存等操作;通过获取车辆的实时信息，调取地图中的信息，将田间动态的车辆信息与农业机械装备相结合实现了信息的可交互性、可扩展性和通用性。
　　2.3农田产量监测目前，先进的谷物联合收割机均装配了GPS接收机和产量监控器，产量监控器所获得的产量数据可以通过GIS技术绘制成产量图直观表达出来，结合土壤分布情况，可提出当前影响作物产量的相关因素，帮助种植者评估天气、土壤养分和作业管理对作物产量的影响，为翌年生产布局和科学施肥提供决策参考，实行更精细的田间养分管理。产量监控器由谷物流量传感器、地面速度传感器、谷物湿度传感器、计算机系统、数据存储设备和卫星接收机等部件组成。在收获大多数谷物时，传感器置于收割机内谷物流经的地方，测量谷物的流速和湿度，根据收割谷物时收割机实时的具体位置进行数据转换，用流速除以收割面积即可得出单位面积产量。在这个过程中， GPS接收机是产量监控器必不可少的组件之一，在农田产量监测中发挥了关键作用。

GPS应用于农业首先是在美国开始的，GPS也就是全球定位系统，globe position system,主要通过人造卫星对地球的不同地区和角落的卫星扫描、分析和跟踪。一般是通过气象卫星、海洋卫星、通信卫星甚至军用卫星对地球的一种侦查和测量等的活动。

而GPS在农业上的应用非常广泛和具有很高的预测测报和测量的应用。主要包括：

1. 土壤，可以通过GPS对不同的地块和区域甚至不同的国家的土壤进行测量和评估，包括土壤构成、土壤的肥力、土壤的深度和含水量、有机质含量、土壤类型等的测量，从而在种植作物的时候，可以利用GPS测量的数据对作物进行精准的施肥和喷水等作业。

2. 作物的不同生产期，在作物的不同生长期，作物需要不同的营养和水分，还需要不同的天气，那么通过GPS可以准确知道该进行什么作业？如果是干旱可以采取人工降雨，如果是遇到的虫害或者病害，进行及时的病虫害的防治，也可以知道作物的需水量，及时补充水。还就是通过GPS，知道什么时候该收获，从而联系收割机等。

3. 预测作物的产量 通过GPS,可以预测其他国家种植的作物的类型，因为在不同的国家种植有时间差异，气温不同，地理环境不同，那么就可以根据其他国家或者地区的种植的作物的类型和面积，根据自身的情况采取最大利益化的种植。和在贸易中报价就具有把握权。

4. 作业 通过GPS，利用现在的网络技术和定位技术，可以实现智能作业，也就是只需要在家里就可以进行农场的作业，比如耕地、翻地、播种、收割、喷药还是施肥、灌溉，都可以实现现代化和智能化，从而一个人就可以管理几千英亩和上万英亩的土地，从而大大节约劳动力好管理成本。

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