精准农业及其应用前景分析(3)

对精准农业进行了综合评述, 介绍了精准农业的技术体系, 包括全球卫星定位系统 GPS, 地理信息系统 GIS, 传感器及监测系统, 智能化农业机械. 分析了实施精准农业技术的工艺流程及精准农业的技术思想, 最后对精准农业的发展前景做出了预测.

98佳　木　斯　大　学　学　报　(自　然　科　学　版)　　　　　　　1999年的执行电子地图提取决策信息,或从实时传感器直接接受信息,并将它们转变成向执行发出的控制信号,智能化的农业机械在接受信号后通过液动、气动或电动系统实现对作物的变量投入或作业操作调整,它也可以接受自执行设备来的反馈信息,对作物投入量或作业操作进行微调并存档备查.目前,带GPS系统和平均产量传感器的谷物联合收割机、自动控制精密播种机、自动控制施肥机和自动控制施药机已有商品化产品.农业机械田间作业控制过程见图3所示.

2　实施精准农业技术的工艺流程

实施精准农业技术的过程可描述为:

田间空间变量的数据采集与作物产量图的生成→数据分析→信息处理与作物系统模拟→农田经营管理决策→田间处方

图生成→智能化控制农业机械,实施变量投入.其过程可

用图4表示.

3　精准农业的技术思想

3.1　认识差异性、调控差异、实现资源潜力的均衡利用

图3　农业机械田间作业控制

精准农业技术研究发展的驱动力是在所有农业耕地

中发现的作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异性.实际上这种差异性早已为人们所认识.在几世纪前,农民把土地划分为田块耕作经营,正是受到对植物生长环境和收获量空间变异知识的影响,但是过去没有相应的技术来调控这种差异,随着土壤和作物产量信息采集技术、田间定位技术、田间变量绘图技术、智能化控制的农业机械等精准农业系统

技术的研究开发,以及全球定位系统应用技

术的成熟,使实施农田内投入的差异调控成

为可能.田区内的差异性显示了农田资源利

用存在很大潜力.常见的差异性包括:田间条

件和收获量的空间差异性;年间产量的时间

差异性;预测与实际产量的差异性等.

3.2　优化经营目标,实施目标投入

追求什么样的目标是生产经营者首先要

考虑的问题,一般以下三个方面是应该认真

思考的:以获取高产为目标?以适度投入,获

取最好经营利润为目标?以减少环境后果为

目标?实施优化经营目标的精准农业技术思想见图5所示.图4　计算机辅助作物生产系统操作过程

4　精准农业技术思想的早期实践

精准农业的技术思想实际上早在70年代后期已优先在发达国家的奶牛场管理信息系统中得到成功应用,其组成主要包括:1)奶牛编号自动识别系统:它是自动化信息管理的基础;2)精饲料自动定量配料控制系统:按产奶量多少自动配给精饲料;3)奶牛牛群管理信息系统:进行奶牛档案管理、系统经济分析、提供管理决策支持信息等.

由编号自动识别器、产奶量自动记录器、定量配料器和微处理机组成的自动精饲料配给系统到1983年已在西欧各国5000个以上奶牛场推广使用.有关奶牛信息采集检测装置,如产奶量自动记录与信息处理、廊道式奶牛体重自动采集存储、奶牛发情期检测、奶牛体温与乳腺炎监测及自动诊断技术等均已得到推广使用.由于奶牛生产基本上属于工厂化生产方式,其技术难度远小于田间作物生产系统,但奶牛场管理信息

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