精准农业的概念
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精准农业的概念范文第1篇
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)18-4912-02
Xi'an University of Architecture and Technology
YANG Bo, WNAG Lei, YANG Chuang-ye
(Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China)
Abstract: Recent years, wireless communication technology has got swift progress, the application of wireless communication technology are more widespread. This paper discusses the development background, concepts, development process, features and trends; the application of wireless communication technology is illustrated with an example from precision-farming.
Key words: Wireless communication technology; development; feature; precision-farming
现今通信技术在我国迅速发展,其应用领域不断扩大和发展速度越来越快。最初无线通信网络技术只能实现用户语音信息的交换,而现在随着用户增加对信息交换的多样性需求,各种无线通信技术应用平台应运而生。随着蜂窝移动通信、无线宽带接入,集群通信、卫星通信、手机视频技术[2]的出现,无线通信技术的应用逐渐深入,大大便利了信息的传播。随着个人数据通信的发展,功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用[3]。为了实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的日标,要求传统的计算机网络南有线向无线、由同定向移动、由单一业务向多媒体业务演进,由此无线网络技术得到了快速的发展。无线技术使得人们使用品种广泛的设备在世界任何位置访问数据的愿望成为可能。
无线通信技术包括无线基站、无线终端、应用管理服务器三部分组成,按照传输距离可以分为基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)、基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)等四类。无线通信技术按照不同的要求,可以划分为不同的类型。例如,按照移动性可以划分为移动接入式和固定接入式;按照带宽可以分为宽带无线接入和窄带无线接入;按照传输距离可以分为长距离无线接入和短距离无线接入等。
1 无线通信技术的发展过程
随着我国改革开放,市场化程度不断提高,社会发展的信息化需求迅速增长,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,带宽也有窄带无线接入发展到宽带无线接入,移动式无线通信技术的发展大约经历了五个阶段[4-5]:
1) 20年代初至50年代初,主要为军用,采用短波频及电子管技术,末期出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS。
2) 50年代到60年代, 此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统。
3) 70年代初至80年代,初频段扩展至800MHZ,美国贝尔研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
4) 80年代初至90年代,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、CDMA One、等各类系统与业务运行。
5) 90年代中以来,第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进。
2 无线通信技术的应用
无线通信技术应用范围广泛。我国是农业大国,精准农业在农业生产中发展越来越重要的作用,也是我国农业发展的必然趋势,而无线通信技术则是实现精准农业的关键技术。精准农业是将现代信息技术、生物技术、农业科学技术和农机工程装备技术相结合的新型农业技术,其对农业生产的促进作用主要体现在:提高农作物质量、合理有效地使用农田资源、减少对农田的盲目投入、减少因施肥、施药所造成的环境污染、改变农业生产方式,提高生产力[7]。精准农业技术体系包括:定位技术、遥感遥测技术、计算技术、决策技术、动态优化技术、专家系统、传感技术/传感器网络技术、数据库技术、射频识别技术、 网络技术、无线通信技术等。
由于精准农业自身的特点,其对通信技术也有一定的要求,主要可以归纳为以下五点:1) 实时性:可及时非连续地获取数据;2) 交互性:节点之间可相互交换数据;3) 可使用数据/视频/语音业务;4) 集成节点:使数据采集、视频监视、通信终端集成一体;5) 网络拓扑结构:采树状网络,增加采集点[8]。
2.1 短距离无线通信技术在精准农业中的应用
精准农业中用到的短距离无线通信技术主要包括:1) IrDA具有成本低廉和传输安全性高的优点。2) WiFi(Wireless Fidelity,IEEE802.11b)无线通信技术其覆盖范围广,但安装及使用较为复杂。3) 蓝牙(Bluetooth,IEEE802.15.1)无线通信技术可实现全双工传输,但其成本较高,且信号容易扰。4) ZigBee(IEEE802.15.4)无线通信技术具有低成本、低功耗、性能可靠等优点,但传输速率较低。
2.2 远距离无线通信技术在精准农业中的应用
精准农业中用到的远距离无线通信技术主要包括:1) GPRS是现有GSM网络系统向第二三代移动通信演变的过渡技术,属于2.5G移动通信技术,在许多方面具有明显优势:目前GSM网络信号无处不在,基本不存在盲区;传输速率高;登录时间短;提供实时在线功能,用户可长期在线;按流量计费。2) 卫星遥感技术是通过卫星的传感器测得目标物体的信息数据,再通过一定的数据处理和分析判读来探测、识别目标物体的通信技术,具有覆盖面大、信息丰富、时相性强、速度快、高分辨率的优点,能够为精准农业提供大量的信息,是精准农业的主要数据源。
3 结束语
无线通信网络的发展需要综合运用各种手段和技术,系统地解决我国无线通信技术发展机制中存在的问题,以便进行科学建设和规划,满足各种用户群体的需求,体现无线通信网络的整体优势。而政府管理部门也要做好相应配套资源,提供足够的支撑和保障,才能使无线通信网络技术得到更好发展。
参考文献:
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[2] 赵璐,张坤.对现代无线通信技术若干理论问题的研究[J].民营科技,2009(9):51.
[3] 李忠岩.浅析我国无线通信技术的发展与前景[J].中国电子商务,2010(1):48.
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[6] 孙传波.无线通信技术在数字社区中的应用[J].经济技术协作信息,2009(33):112.
精准农业的概念范文第2篇
【关键词】精准农业；技术体系；发展现状
1 精准农业产生的原因
精确农业（precision agriculture）是由美国农业工作者在20世纪九十年代初倡导并实施的。精准农业的兴起主要有两个原因：一是可持续农业为世人所接受。传统农业的发展在很大程度上依赖于化肥、农药的大量投入的增加而实现。但是由于化学物质的过量投入造成生态环境污染和农产品质量下降，高能耗的生产方式导致农业生产效益低下。在当今农产品市场竞争日趋激烈的时代，急需精准农业这种新的生产模式来适应农业持续发展的需要。二是全球定位系统、地理信息系统、遥感、人工智能等高新技术的产生以及民用化。前者给精准农业的产生提供了思想准备，后者给精准农业的实现提供了技术准备。
2 精准农业内涵及其关键技术
精准农业指的是利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、连续数据采集技术、决策支持系统（DSS）、变量控制技术等现代高新技术获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。其技术体系由信息数据采集、信息数据处理和决策生成、决策实施等3个环节组成的[1]。如图1所示：
图1 精准农业技术体框架
2.1 地理信息系统（GIS）
地理信息系统是用于输入、存储、查询、分析、和显示地理数据的计算机系统[2]。地理信息系统开始应用于农业领域是在20世纪70年代，最先应用在耕地调查、土地资源评价、农业资源信息管理等方面。到20世纪90年代以后，地理信息系统开始广泛的应用于农业领域，和全球定位系统、遥感、计算机网络技术、自动控制等技术紧密地结合起来，主要用于采集、建立影响农田小区作物生产的地理环境数据、土壤数据、作物苗情数据、病虫害数据、作物产量等空间数据库。并且进行空间信息的地理统计处理、图形处理和表达等，为分析空间和时间差异性和实施调控提供决策方案。
2.2 全球定位系统（GPS）
全球定位系统是指利用定位卫星在全球范围进行定位、导航的系统。利用全球定位系统快速准确的定位系统可以实时的用于农田面积精准测量、农药化肥的精准喷洒，在作物收获时不仅可以精准收获还可以不断地记录下几乎每平方米的产量和其他信息。不仅有助于提高作物的产量还可以降低因化肥农药的过量使用而造成的环境污染。
2.3 遥感（RS）
遥感是指在一定的距离之外，不与目标物体直接接触，通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并形成影响，以供有关专业进行信息识别、分类、和分析的一门技术学科[3]。因此遥感技术是未来精准农业主要采用的信息获取手段，是支持大面积快速获得田间数据的重要工具。主要用于土壤数据采集、农业资源监测、作物产量预测、农情预报等方面。
2.4 专家系统（ES）
专家系统是一个能够利用某个领域人类专家水平的知识和经验来解决领域问题的智能计算机程序系统。一般是由知识获取、知识库、推理机和人机界面等几个部分组成的。20世纪70年代专家系统在农业领域初次应用，随着农业专家系统的不断发展，专家系统在农业领域中的应用越来越广泛，已经由单一的施肥、灌溉、病虫害等服务扩展到播前、播种、施肥、灌溉、病虫害、田间管理等全过程。
2.5 决策支持系统（DSS）
决策支持系统是一种以计算机为辅助工具，应用决策科学以及有关科学的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解决半结构或非结构化的决策问题的信息系统。在精准农业技术体系中，决策支持系统可以根据农作物的生长情况、环境因素、结合经济分析以及作物生长相关的数据进行决策，并且根据专家知识，对不同的决策给出最优方案，从而指导田间操作。
2.6 作物模拟模型（CGSM）
作物模拟模型，是指能够定量和动态地描述作物的生长、发育和产量形成过程及其对环境反应的计算机模拟程序[4]。作物模拟技术是60年代初在欧洲及美国出现的[5]，主要通过作物模拟模型研究不同播种时期、不同作物密度以及灌溉时间、灌溉次数、肥料使用量在不同的环境状况下对作物布局和产量的影响。现在将作物生长模拟模型与专家系统、多媒体技术、网络技术、3S技术等技术相结合使得作物模拟模型在生产力预测预警、品种设计与评价、时空尺度分析、环境效应评估等方面发挥更大的作用。
3 我国精准农业的发展现状
我国在1994年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议，但是由于当时条件的限制，并没有引起有关部门的重视。近几年随着信息技术的快速发展，信息技术在农业上的应用也得到了重视。国家计委刘江副主任访美后，认为我们应该跟踪国际农业生产技术的前沿领域，开展“精准农业”的研究应用。科技部徐冠华副部长在谈发展“数字地球”时认为，“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。国家在863计划中已列入了精准农业的内容，国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。中科院也把精准农业列入知识创新工程计划，我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。但是“精准农业”在理论上目前还是一些概念性的东西，没有建立先进的体系，不足以对指导精准农业进行深入研究和实践运作。且我国发展精准农业存在诸多限制因素：1）农田类型多种多样、分布零星、人均耕地面积较少不利于联合作业机械的实施。2）农业机械化水平较低且农业科技投入不足精准农业技术一时很难推广。3）农民的信息意识不强、科研成果实用性不足高投入的精准农业在我国的多大部分很难付诸实施。所以我国精准农业的发展还处在起步阶段。
【参考文献】
[1]徐国强，高献坤，田辉，侯瑞娟，余泳昌.精细农业研究[J].农机化研究，2001，01.
[2]Kang-tsung Chang.地理信息系统导论[M].陈建飞，等，译.北京：科学出版社.
[3]张学检，李晓瑞.精准农业及其支撑技术[J].甘肃农业科技，2006.
精准农业的概念范文第3篇
关键词：农业机械；现代农业建设；作用
1农业机械具有提升农业生产效率的作用
生产效率的提升是农业机械对生产力提高的主要保证，农业机械应用于传统农业后农业生产效率会大幅提升，进而增加了在单位时间内和单位资源内的整体农业商品产出率，满足了社会对农业产品的需求。农业机械生产效率的提升在客观上促进了农业社会的专业化发展，并实现了促进农村社会加速分化的目的，市场经济对自然经济的冲击在这2项趋势的作用下被不断加深。同时农业社会和农业生产结构获得合理分解，并综合提升了整个社会劳动效率、生产效率[1]。
2农业机械有提升农业资源利用率的作用
单位土地资源的产量在使用农业机械的条件下能够获得有效提升，并促进各种资源利用效率的提升，实现农业深层次发展的目的。特殊农业生产的需求可以通过农业机械的较大功率、较大速度、负责组合的综合作用得以实现，这不仅能够有效的把握农业生产时机，还能形成对各种自然风险影响农业生产的防范，最终实现农业生产成本的有效控制。人畜所不能实现的种子精选、农药化肥喷洒、微灌滴灌、深耕除草等一系列农业耕作，都可以利用更为准确、定位的农业机械操作实现。农业机械的使用实现了在相同资源和时间范围内农业生产产出的大幅提升，在这个过程中农业的集约化发展不断深化，广大农村更加认可农业机械的应用[2]。
3农业机械可促进非农业和农业协调发展
非农业的现代化和信息化以农业的有效发展为基础，同时社会的工业化发展以农业机械的广泛应用为前提。当前农业与非农业协调发展需要农业机械的运用，相关产业生产、加工、装配是农业机械生活的必要流程，其他非农业产生的发展需要农业进步的推动。与此同时农业的支撑也是其他产业进步的必要条件，整个农业效率和价值在大量使用农业机械的基础上才能够获得发挥，进而为其他产业提供更加稳固的基础。通过以上内容可知，农业与非农业相互协调实现了农业机械的使用、生产、更新，只有实现农业机械的快速发展，才能够重新平衡非农业发展和农业发展，进而为各个产业的有序发展提供保障[4]。
4使用农业机械能够促进新技术革命
材料科学和其他技术的快速发展是农业机械的动力、传统等系统发展的必要前提，同时其他技术和科学的突破也是农业机械其他系统发展的重要基础，农业机械只有在相关科技不断进步的条件下才能实现不断发展。精准农业技术理念在上世纪美国被提出，通过更为全面的协调控制和机电一体化技术实现农业机械对农业经济化作业的支撑是其主要的目的。先进的农业机械在精准农业的概念影响下应运而生，而各类科学和技术的发展仍是支撑先进农业机械产生、发展的主要动力，农业机械的实际需要通过技术现实性和应用性的转化获得满足[4]。例如精准农业以机电为载体的机械电子与农艺的相互深入渗透为基础，其主要技术包括生物动态监控技术、精准种子技术、精准土壤测试技术、精准平衡施肥技术、精准收获技术、精准灌溉技术、精准播种技术等，并按照植物不同生长期的实际需要和自然资源实际情况开展相应的收获、灌溉、施肥、播种、耕作等农业活动。以高新技术投入和科学管理换取对自然资源的最大节约和利用是精准农业的最大特点，进而促进农业向着环保、优质、高效、低耗的方向发展。
5使用农业机械能够保障粮食安全
作为农业大国我国在农业发展上不断加大投入，但是由于我国自然灾害多发，农业活动经常受到台风、洪灾、冰雹的侵袭，使得农业生产和农民生活受到较大影响。农业机械化对于自然灾害和突发事件影响农业生产具有良好的抵抗作用，通过有效应对人畜所不能抗拒的自然灾害为农业生产和人们群众生命财产安全提供有效保证。例如当洪灾或者旱灾发生时，可在抗灾救灾中组织农民使用农业机械，及早有效采取灌溉农田、抗旱、抽水排涝等措施处置灾情。当前农业部门在应当对农业生产危机、保障农业生产安全、提升农业生产能力方面已经广泛应用农业机械。尤其是近些年来我国自然灾害多发，例如华北地区2009年发展旱灾时，正是大型农业机械的使用有效的缓解了旱情。本文从保障粮食安全等5个方面探讨了现代农业建设中农业机械使用的作用，以求为推动农业机械在农业生产中的充分运用贡献绵力。但是本文仍存在一定局限，希望行业人员能够加强重视，采取有效措施促进现代农业建设中农业机械的科学广泛运用。
参考文献
精准农业的概念范文第4篇
关键词：3S技术集成；精准农业；应用；研究进展
一、前言
“3S”技术是以遥感技术（RS）、地理信息系统（GlS）、全球定位系统（GPS）为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。
在信息社会，精准农业代表着农业发展的方向，精准农业的诞生和发展受到3S单项技术的推动，目前国内外关于精准农业的研究，主要内容仍然集中在3S技术利用上。
近年来，随着电子计算机技术、无线电通讯技术、空间技术及地球科学的迅猛发展，3S技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段，并且在农业生命科学、交通网络、环境监测、资源调查、区域管理、城市规划等诸多领域里得到了迅速广泛的应用。3S技术的集成为精准农业的发展提供了科学而适用的技术方法和手段，它不仅可为精准农业工作提供及时、可靠的基础信息，而且还可对所获取的信息进行综合分析、处理，其应用前
景非常广阔。
二、3S技术及其集成
（一）遥感技术（RS）
遥感（Remote Sensing，RS）是指从远距离高空以及外层空间的各种平台上利用可见光、红外光、微波等电磁波探测仪器，通过摄影、扫描及信息感应、传输、处理，从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系的现代科学技术。现代遥感技术将向集多种传感器、多级分辨率、多光谱段和多时相为一体的方向发展，并将与GPS、INS、CCD等技术结合，从而以更快的速度、更高的精度和更大的信息量来获取对地观测数据。
（二）全球定位系统（GPS）
全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是美军自70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。
其基本工作原理是通过GPS接收机接收GPS卫星发射的导航电文，获得必要的导航信息及观测量，再经数据处理，从而完成导航和定位工作。目前，GPS可满足高精度实时数据采集的精度要求。
（三）地理信息系统（GIS）
地理信息系统（Geographic Information System,GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。GIS有两个显著特征：一是它不仅可以像传统的数据库管理系统（DBMS）那样管理数字和文字信息（属性信息），而且可以管理空间信息（图形信息）；二是它可以利用各种空间分析的方法，对多种不同的信息进行综合分析，寻求空间实体间的相互关系，分析和处理在一定区域内分布的现象和过程。
目前，GIS正向多功能、高精度、现势性强的时态GIS（TemporalGIS，TGIS）方向发展。
（四）RS、GPS、GIS技术集成
GPS提供适时而准确的定位信息，对于空间数据的确定有特殊的意义；RS技术利用某些仪器设备在不与被研究对象直接接触的情况下收集数据，通过处理分析最后提取和应用有关对象信息，是一种高效的信息采集手段，具有极高的空间、时间分辨率；GIS是利用现代计算机图形和数据库技术来输入、存储、编辑、查询、分析、决策和输出空间图形及属性数据的计算机系统，即RS发现变化、GPS测量变化区域、GIS统一管理数据，形成“一个大脑，两只眼睛”的框架。
以GIS为核心的3S技术集成，构成了对空间数据适时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学决策的强大技术体系。
三、精准农业及其产生背景和国内外发展现状
（一）精准农业的概念
“精准农业”也被称为因地制宜农业（Site Specific Farming）、处方农业（Prescription Farming）。精准农业的含义是按照田间每一操作单元的环境条件和作物产量的时空间差异性（Temporal and Spatial Variability），精细准确地调整各种农艺措施，最大限度地优化各种投入（水、肥、种子、农药等）的量、质和时机，以期获得最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。
精准农业要求实时获取地块中每个小区（每1m2到每10Om2）土壤、水、农作物、光、热等信息，诊断作物长势和产量在空间上差异的原因，并按每一个小区做出决策，精确地在每一个小区进行施肥、灌溉、杀虫、除草、播种、耕作、收获等。
精准农业要求实现三个精确：一是定位的精确，精确确定灌溉、施肥、杀虫等的地点；二是定量的精确，精确确定水、肥、药、种子等的施用量：三是定时的精确，精确确定各种农艺措施实施的时间。
（二）精准农业的产生背景和国内外发展现状
1、产生背景。传统农业把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，采用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施。传统农业一直忽视作物和资源环境的时空差异性，实行大田均匀施肥、均匀灌溉、均匀喷药等统一的农艺措施。为了从根本上解决传统农业存在的问题，随着信息技术、人工智能化技术、计算机网络技术和自动化技术的发展和应用普及，美国农业工作者于20世纪90年代初倡导并实施了精准农业。
2、国内外发展现状。精准农业目前在发达国家发展十分迅速，美国国家研究委员会1997年已建议将PA的研究与发展纳入国家发展战略。日本政府专门启动了“2l世纪农业机械开发课题”，也将PA的相关技术研究列入计划。我国精准农业的研究和应用尚处在起步阶段，但已引起各方面的重视。2O02年国家科技部批准在北京农业科学院成立了“国家农业信息化工程技术研究中心”，中国农业大学成立了“精确农业研究中心”。“十五”期间，现代农业信息技术与精准农业列入了国家高技术研究计划（“863”计划）。
四、3S技术集成与精准农业
精准农业是基于作物和资源环境的时空差异性，以最小投入、最大收益和最小环境危害为目标，以管理信息系统（MIS）、计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以3S技术为核心，以宽带网络为纽带，运用海量农业信息对农业生产实行处方作业的一种全新农业发展模式。
（一）作为精准农业的核心技术的GIS在精准农业中的具体应用表现
1、对GPS和传感器采集的各种离散性空间数据进行空间差值运算，形成田间状态图，如土壤养分分布图、土壤水分分布图、作物产量分布图等。
2、对点、线、面不同类型的空间数据进行复合叠置，为决策者提供数字化和可视化分析依据。例如，不同作物由于其不同的生物特性对土壤类型、土壤养分、耕作层深度、水分条件、光热条件、有效积温等均有不同的要求，在进行作物种植规划和布局时，只需将上述各专题图层利用GIS的叠加功能，就可以快速、准确地确定出各种作物的最佳生物布局，如果再将市场、运输等社会经济条件专题图与最佳生物布局图叠加，就可进一步规划出作物的最佳经济布局。
3、利用GIS的缓冲区分析功能，能直观地显示分析灌排系统的控制范围、水肥的有效渗透区域、病虫害的扩散范围以及周围环境对作物生长的影响范围等。
4、利用GIS的路径分析功能，能够快捷地确定出农道、水系、机井等各种农业基础设施的最佳空间布局和机械喷施农药、化肥以及收获作物的最佳作业路线。
5、与专家系统和决策支持系统相结合，生成作物不同生育阶段生长状况“诊断图”（Diagnosis Maps）和播种、施肥、除草、中耕、灌溉、收获等管理措施的“实施计划”（Action Plan）。
6、利用GIS的数字高程模型（DEM），计算作业区的面积、周长、坡度、坡向、通视性等空间属性数值。
（二）精准农业的关键技术需要GPS
精准农业的关键技术之一是实时动态地确定作业对象和作业机械的空间位置，并将此信息转变为地理信息系统能够贮存、管理和分析的数据格式，这就需要采用GPS。
GPS在精准农业中的主要作用有：精确定位水、肥、土等作物生长环境的空间分布；精确定位作物长势和病、虫、草害的空间分布；精确绘制作物产量分布图；自动导航田间作业机械，实现变量施肥、灌溉、喷药等作业。为实现上述功能，需要将GPS接收机和田间变量信息采集仪器、传感器以及农业机械有机的结合起来。安装有GPS接收机的农田机械及田间变量信息采集仪器，除能够不问断地获取土壤含水量、土壤养分、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害以及苗情等属性信息，与此同时还同步记录了与这些变量相伴而生的空间位置信息，从而为进一步生成GIS图层和专家决策提供了基础数据。
（三）卫星遥感是精准农业农田信息采集的主要数据源
卫星遥感具有覆盖面大、周期性强、波谱范围广、空间分辨率高等优点，是精准农业农田信息采集的主要数据源。
遥感技术在精准农业中的作用主要表现在以下几个方面：
1、农作物长势监测和产量估算。作物在生长发育的不同阶段，其内部成分、结构和外部形态特征等都会存在一系列的变化。叶面积指数（LAI）是综合反映作物长势的个体特征与群体特征的综合指数。遥感具有周期性获取目标电磁波谱的特点，因此通过建立遥感植被指数（VI）和叶面积指数（LAI）的数学模型，就能够监测作物长势和估测作物产量。
2、土壤水分含量和分布监测。在植被条件和非植被条件下，热红外波段都对水分反映非常敏感，所以利用热红外波段遥感监测土壤和植被水分十分有效。
3、作物水分亏缺监测。干旱时，作物供水不足，一方面作物的生长受到影响，植被指数降低，另一方面由于缺水，没有足够的水分供给植物蒸腾蒸发，迫使叶片关闭部分气孔，导致植物冠层温度升高，因此通过遥感植被指数和作物冠层间数学模型的建立，能够监测作物水分的亏缺。
4、作物养分监测。作物养分供给的盈亏对叶片叶绿素含量有明显的影响，通过遥感植被指数与不同营养素（N、P、K、Ca、Mg等）数学模型的建立，能估测作物营养素供给状态。研究表明，遥感监测作物氮素营养水平的精度比监测其他营养素的精度高。
5、农作物病虫害监测。应用遥感手段能够探测病虫害对作物生长的影响，跟踪其发生演变状况，分析估算灾情损失，同时还能监测虫源的分布和活动习性。
（四）3S技术集成优势
GPS的优势是精确定位，GIS的优势是管理与分析，RS的优势是快速提供各种作物生长与农业生态环境在地表的分布信息，它们可以做到优势互补，促进精准农业的发展。如GPS和GIS结合提供了科学种田需要的定位和定量进行田间操作与田间管理的技术手段。RS与GIS结合提供了多种数据源，为建立农田基础数据库奠定了基础。
五、结论
3S技术集成为精准农业的发展提供了科学适用的技术方法和手段，其应用前景非常广阔。与此同时，3S技术集成在精准农业应用中也存在许多亟待解决的问题，需要通过深入开展遥感机理和农业遥感图像解译机理研究、进一步提高农田作业定位精度、加强农田基础数据库自动更新研究、更加重视新型农田机械与3S技术集成的整合等方法与途径来解决。
参考文献：
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精准农业的概念范文第5篇
[关键词] 农业技术；发展；推广
农业技术，是指应用于种植业、林业、畜牧业、渔业的科研成果和实用技术，包括良种繁育、施用肥料、病虫害防治、栽培和养殖技术，农副产品加工、保鲜、贮运技术，农业机械技术和农用航空技术，农田水利、土壤改良与水土保持技术，农村供水、农村能源利用和农业环境保护技术，农业气象技术以及农业经营管理技术等。
传统农业的发展在很大程度上依赖于生物遗传育种技术，以及化肥、农药、矿物能源、机械动力等投入的大量增加而实现。由于化学物质的过量投入引起生态环境和农产品质量下降，高能耗的管理方式导致农业生产效益低下，资源日显短缺，在农产品国际市场竞争日趋激烈的时代，这种管理模式显然不能适应农业持续发展的需要。
信息技术和人工智能技术的高速发展促使一种新颖农业生产管理思想的诞生，从而产生了对农作物实施定位管理、根据实际需要进行变量投入等农业生产的精准管理思想，进而提出了精准农业的概念。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。显然，实施精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。因而精准农业技术被认为是21世纪农业科技发展的前沿，是科技含量最高、集成综合性最强的现代农业生产管理技术之一。可以预言，它的应用实践和快速发展；将使人类充分挖掘农田最大的生产潜力、合理利用水肥资源、减少环境污染、大幅度提高农产品产量和品质成为可能。实施精准农业也是解决我国农业由传统农业向现代农业发展过程中所面临的确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题的有效方式，将在世纪之交成为我国农业科技革命的重要内容。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：地理信息技术（GIS、RS、GPS）、生物技术、农业专家系统ES、决策支持系统（DSS）、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。在由国家计委和北京市政府立项实施的小汤山（位于北京市昌平区小汤山现代科技示范园内）精准农业示范工程项目中，项目承当单位北京农业信息技术研究中心及合作单位率先开展了大规模、高水平的试验和探索。
我县“雨润的大蒜、高庙的椒(辣椒)，洪水的韭菜、大樱桃(树苗)”。曾经是国家级贫困县、也是农业大县的乐都县，现在依靠“一村一品”特色农业走上了致富路。“十一五”期间，乐都县重点发展“一村一品”特色农业，引进先进的农业种植技术，并在农村加以推广。目前形成了川水、沟岔地区以设施农业为重点的蔬菜生产区，浅山地区以避灾农业为重点的马铃薯生产区，脑山地区以杂交油菜为重点的油籽生产区。同时，建成了以雨润、高店、共和、峰堆等村镇为主的大蒜生产基地，以高庙、碾伯等村镇为主的辣椒、黄瓜生产基地，以洪水的韭菜、地膜洋芋为主的生产基地。现在全县已有134个“一村一品”基地，每个村都有自己独特的品牌农产品。乐都已成为我省蔬菜种植基地，蔬菜供应量占全省45%，生产的无公害农产品远销甘肃、山东、宁夏、上海等多个省市。
我县依托当地县域农产品优势和自然资源，加大对农业产业化龙头企业的扶持力度，大力推进农业产业化进程。近年来，我县着力培育了蔬菜保鲜加工、脱水蔬菜生产、马铃薯淀粉加工、乳品及肉制品加工等一批农畜产品加工龙头企业，不断提高农畜产品转化加工能力，延伸产业链，提高附加值，形成市场牵龙头、龙头带基地、基地连农户的产业化发展格局。
在不断培育和壮大农村专业经济合作组织方面，我坚持政府引导、社会参与、多元协办、市场运作的方式，支持供销合作社、龙头企业、农业科技人员、经纪人和各类社会化服务组织，创办或领办农民专业合作社和各类协会，开展生产合作、市场营销、信息服务、科技服务和农畜产品加工合作，提高农民专业化、规范化生产和参与市场竞争的组织化程度。同时，加快农村信息化建设，尽快形成县、乡、村三级信息平台，为农民提供及时有效的科技、市场信息服务。
现阶段农业推广体制和发展趋势
农业发展靠科技，科技转化靠推广。在过去的一个多世纪里，农业推广为农业增产、农民增收、农村繁荣作出了巨大贡献。另外一方面，合理的农业推广的体制（模式）对于发挥其作用具有十分重要的意义。
农业推广体制是国家为开展农业推广工作所采取的组织制度，其内容包括农业推广机构的组织形式与管理方式。它反映了国家开展农业推广工作的指导思想和政策目标，对农业推广工作进行管理的方式、方法，以及采取的具体措施。随着社会的不断进步，农业推广体制也不断发展和完善。到今天，农业推广模式在每个国家都不相同，即使在同一个国家的不同地区，也可能不完全相同。
农业技术推广应当遵循下列原则：（1）有利于农业的发展；（2）尊重农业劳动者的意愿：（3）因地制宜，经过试验、示范；（4）国家、农村集体经济组织扶持；（5）实行科研单位、有关学校、推广机构与群众性科技组织、科技人员、农业劳动者相结合；（6）讲求农业生产的经济效益、社会效益和生态效益。
下面就不同农业推广模式做简单介绍：
现阶段农业推广的主要模式
