GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用課程名稱：信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用姓 名：羅新宇學(xué) 號(hào)：所在院系：信科院信息管理與信息技術(shù)中國(guó)新疆石河子2016 年 4月摘 要地理信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)地圖相比最大優(yōu)點(diǎn)是能夠很快地將各種專題要素地圖組合在一起，產(chǎn)生出新的地圖。將不同專題要素地圖疊加在一起，可以分析出土地上各種對(duì)作物的相互作用與相互影響，從中可以發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)系，如值與產(chǎn)量的關(guān)系。利用已存貯的土壤背景數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)田灌溉、施肥、種子等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，作出判斷,形成 診斷圖，將這些結(jié)果與MIS

2、等相結(jié)合進(jìn)行綜合分析，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息作出投入產(chǎn)出的估算，提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施計(jì)劃。在土壤普查原始數(shù)據(jù)及歷年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表基礎(chǔ)上，用數(shù)據(jù)庫(kù)形式,以縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村為單位,建立起以土壤、作物信息等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行技術(shù)分析并提出最佳施肥方案的GIS施肥指導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥。農(nóng)田地理信息系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概念的核心系統(tǒng)，管理精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所有信息，進(jìn)行農(nóng)作物空間分析，給出準(zhǔn)確可靠的農(nóng)事操作方案。目前用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的地理信息系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道，除一般地理信息系統(tǒng)的功能外，要建立適合我國(guó)國(guó)情的、今后可以推廣的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)，重點(diǎn)需要解決：（1）適合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用；（2）適合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的空間分析系統(tǒng)；（3）

3、與信息采集、遙感信息、農(nóng)機(jī)控制等的接口。 1.1農(nóng)田GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)來(lái)源于地理背景、本底調(diào)查、實(shí)時(shí)農(nóng)田采集、以及經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)，主要的數(shù)據(jù)庫(kù)有： （1）地理背景數(shù)據(jù)庫(kù)：試驗(yàn)示范地在北京的位置（行政區(qū)），試驗(yàn)示范地在的位置（行政區(qū)），1：1000地形圖和全要素底圖，農(nóng)業(yè)設(shè)施，科學(xué)（氣象站）、境界，地形，和（耕地、園地、林地、草地等）等； （2）GPS數(shù)據(jù)庫(kù)：GPS控制點(diǎn)，土壤、環(huán)境、水分等采樣點(diǎn)的GPS點(diǎn)數(shù)據(jù)； （3）土壤數(shù)據(jù)庫(kù)：土壤類型、土壤剖面、土壤質(zhì)地、耕作層與A層厚度、土壤養(yǎng)分淋洗等、土壤容重、土壤養(yǎng)分（土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速

4、效磷、速效鉀）、土壤微量元素（硼、錳、銅、鋅等）、土壤含水量、土壤滲透性、田間持水量數(shù)據(jù)等，與地理背景數(shù)據(jù)疊加可以形成土壤要素空間分布圖，不同深度土壤圖等； （4）環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)：水（井水）、土壤、植物、空氣等，分析鉛、汞、鎘、 砷、總氮、速效氮、總磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)、有機(jī)磷等項(xiàng)目； （5）氣象資料數(shù)據(jù)：經(jīng)緯度、海拔、日平均溫度、日溫度極值、風(fēng)速、日降水量、水汽壓等； （6）作物數(shù)據(jù)庫(kù)：作物種類、作物品種、生態(tài)適應(yīng)性，生長(zhǎng)發(fā)育，農(nóng)藝形狀，抗性，品質(zhì)，作物營(yíng)養(yǎng)需求（水分、養(yǎng)分等），病蟲害等； （7）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件數(shù)據(jù)庫(kù)：化肥投入、灌溉條件、播種面積、種植制度、產(chǎn)量水平、農(nóng)藥使用量、價(jià)格等； （8）化肥

5、農(nóng)藥數(shù)據(jù)庫(kù)：品名、價(jià)格、形狀、作用等；（9）影像數(shù)據(jù)庫(kù)：航片、衛(wèi)星數(shù)據(jù)等； 1.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的空間分析系統(tǒng) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要特別的程序進(jìn)行空間分析，以決策施肥、灌溉、播種、除草、滅蟲等農(nóng)事操作，要開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的空間分析軟件。這種空間分析有： （1）作物產(chǎn)量空間分布； （2）土壤養(yǎng)分的空間分布； （3）土壤水分空間分布； （4）土壤微量元素空間分析； （5）作物需求空間分析； （6）環(huán)境空間分析等。 以及綜合分析。它是的信息源之一，也是決策結(jié)果的空間分布載體，系統(tǒng)必須達(dá)到準(zhǔn)確可靠，便于農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行。 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)最先應(yīng)用于發(fā)達(dá)國(guó)家的大型農(nóng)場(chǎng)，它最基礎(chǔ)的技術(shù)路線和原則是在充分了解土地資源和作物群體的基礎(chǔ)

6、上，因地制宜地根據(jù)田間每一操作單元的具體情況，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項(xiàng)管理措施和各項(xiàng)物資投入的量，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，它也適用于以縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村為單元的我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由傳統(tǒng)模式逐步向發(fā)達(dá)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變過(guò)程中，GIS有著巨大作用。 GIS可以被用于農(nóng)田土地?cái)?shù)據(jù)管理,查詢土壤、自然條件、作物苗情、作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，并能夠方便地繪制各種農(nóng)業(yè)專題地圖，也能采集、編輯、統(tǒng)計(jì)分析不同類型的空間數(shù)據(jù)，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中GIS可以應(yīng)用于繪制作物產(chǎn)量分布圖和進(jìn)行農(nóng)業(yè)專題地圖分析。通過(guò)GIS提供的覆合疊加功能將不同農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)組合在一起，形成新的數(shù)據(jù)集。例如,將土壤類型、地形、作物覆蓋數(shù)據(jù)采用覆合疊加,建立三

7、者在空間上的聯(lián)系，可以很容易分析出土壤類型、地形、作物覆蓋之間的關(guān)系。 目前地理信息系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段,成為一種包括硬件生產(chǎn)、軟件研制、數(shù)據(jù)采集、空間分析及咨詢服務(wù)的新興信息產(chǎn)業(yè)。GIS技術(shù)的發(fā)展一方面是基于結(jié)構(gòu),即客戶機(jī)可在其終端上調(diào)用在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)和程序。另一方面是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展InternetGIS或Web-GIS，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程尋找所需要的各種地理空間數(shù)據(jù)，包括圖形和圖像，而且可以進(jìn)行各種地理空間分析。這種發(fā)展是通過(guò)現(xiàn)代通訊技術(shù)使GIS進(jìn)一步與相接軌，而且借助于通訊技術(shù)，可以將遙感（RS）、（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）有機(jī)地集成起來(lái)，成為各行各業(yè)，包括農(nóng)業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的有

8、力技術(shù)手段。 地理信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)地圖相比最大優(yōu)點(diǎn)是能夠很快地將各種專題要素地圖組合在一起，產(chǎn)生出新的地圖。將不同專題要素地圖疊加在一起，可以分析出土地上各種對(duì)作物的相互作用與相互影響，從中可以發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)系，如值與產(chǎn)量的關(guān)系。利用已存貯的土壤背景數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)田灌溉、施肥、種子等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，作出判斷,形成 診斷圖，將這些結(jié)果與MIS等相結(jié)合進(jìn)行綜合分析，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息作出投入產(chǎn)出的估算，提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施計(jì)劃。在土壤普查原始數(shù)據(jù)及歷年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表基礎(chǔ)上，用數(shù)據(jù)庫(kù)形式,以縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村為單位,建立起以土壤、作物信息等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行技術(shù)分析并提出最佳施肥方案的GIS施肥指導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥

9、。2.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，也是面向21世紀(jì)高新技術(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，目前還處于研究階段。對(duì)農(nóng)田信息采集、農(nóng)業(yè)專家決策以及排灌、施肥控制方面進(jìn)行示范點(diǎn)的建設(shè)。GIS平臺(tái)的應(yīng)用幾乎可以貫穿農(nóng)業(yè)應(yīng)用的始終。目前國(guó)際上已經(jīng)有85個(gè)國(guó)家在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和管理中采用GIS軟件產(chǎn)品，應(yīng)用于管理作物生長(zhǎng)、檢測(cè)作物輪作工藝、設(shè)計(jì)水土保持計(jì)劃等等方面。上海農(nóng)委的GIS系統(tǒng)，應(yīng)用在畜牧業(yè)管理、林業(yè)綜合管理、化肥農(nóng)藥管理、農(nóng)業(yè)氣象動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等，在系統(tǒng)內(nèi)建立同一的GIS信息交換平臺(tái)。國(guó)內(nèi)外對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)有所深入研究，分析了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)，整合土壤采集、種植、管理、產(chǎn)量等材

10、料，研究精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的技術(shù)體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土壤信息、種植信息、產(chǎn)量信息等相關(guān)信息的應(yīng)用分析，為區(qū)域資源環(huán)境研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和變量決策等信息支持，以便資源合理配置，達(dá)到減低農(nóng)業(yè)成本、增產(chǎn)、增收、保護(hù)環(huán)境的目的。2.2農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)建設(shè)和完善農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用非常廣泛，也非常重要，但目前技術(shù)水平和應(yīng)用推廣能力還很有限，需要進(jìn)一步建設(shè)和完善。目前，從研究和開(kāi)發(fā)者的方面，需要提供盡可能完善的系統(tǒng)原型，使我們?cè)趹?yīng)用中能夠直觀認(rèn)識(shí)和體會(huì)到系統(tǒng)的功能和適應(yīng)性。大多數(shù)研究和開(kāi)發(fā)單位，在應(yīng)用系統(tǒng)完成后，至多是做一個(gè)演示系統(tǒng)，并沒(méi)有把它加以包裝和完善，使其成為一個(gè)好的系統(tǒng)原型，提供參考應(yīng)用。發(fā)展我國(guó)GIS急需咨詢業(yè)務(wù)。用戶建立系統(tǒng)往往比較盲目，缺少咨詢，缺少比較、缺少參考系統(tǒng)和系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。有必要