3s技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用資料

3s技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)

用精品文檔精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除論3S在農(nóng)業(yè)摘要：本文主要闡述了何為“3S”，以及“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并簡(jiǎn)單的論述了“3S”的未來(lái)。關(guān)鍵詞：“3S”技術(shù)、農(nóng)業(yè)、RS、GIS、GPS一，“3S”技術(shù)：“3S”技術(shù)是以遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）為基礎(chǔ)，將RS、GIS、GPS三種獨(dú)立技術(shù)領(lǐng)域中的有關(guān)部分與其它高技術(shù)領(lǐng)域（如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等）有機(jī)地構(gòu)成一個(gè)整體而形成的一項(xiàng)新的綜合技術(shù)。它集信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用于一身，突出表現(xiàn)在信息獲取與處理的高速、實(shí)時(shí)與應(yīng)用的高精度、可定量化方面。 3S系統(tǒng)是三者相互補(bǔ)充相得益彰構(gòu)成的一個(gè)功能完整強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)， 3S集成技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)、生物信息管理的先進(jìn)技術(shù)手段。GPS應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，可進(jìn)行智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)動(dòng)態(tài)定位、農(nóng)業(yè)信息采樣定和遙感信息定位。GPS還運(yùn)用于地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣象學(xué)、捕魚業(yè)、放牧和狩獵等方面，形成GPS普及應(yīng)用的繽紛五彩世界。GIS技術(shù)在國(guó)防、城市規(guī)劃、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)等與國(guó)民經(jīng)濟(jì)乃至國(guó)家命脈相關(guān)的重要領(lǐng)域的成功應(yīng)用，極大地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，同時(shí)也刺激了與GIS技術(shù)相關(guān)的重要領(lǐng)域的發(fā)展。GIS是與人類的生存、發(fā)展、進(jìn)步密切關(guān)聯(lián)的一門信息科學(xué)與技術(shù)，受到人們愈來(lái)愈大的重視，將成為“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)。GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中用于組織、分析、顯示區(qū)域內(nèi)各種數(shù)據(jù)；在GIS平臺(tái)下，形成作物分布圖；在農(nóng)田信息采集系統(tǒng)方面的應(yīng)用。應(yīng)用 GIS采集產(chǎn)量圖、土壤物理特性、土壤養(yǎng)分、土壤污染物含量和作物農(nóng)情等信息。此外，GIS還廣泛用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、區(qū)域發(fā)展/城市規(guī)劃、地籍管理、公共設(shè)施管理、交通安全等領(lǐng)域，成為一個(gè)跨學(xué)科、多方向的研究領(lǐng)域。總之，由于地理信息在人類生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，地理信息系統(tǒng)在未來(lái)的幾十年中將保持高速發(fā)展的勢(shì)頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù) ?RS是不通過(guò)直接接觸物體而獲得信息的技術(shù)。隨空間技術(shù)、傳感器與數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展而快速發(fā)展。近年來(lái)，以航空遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)為代表的現(xiàn)代遙感技術(shù)，已逐步實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、快速、準(zhǔn)確及時(shí)地提供多種觀測(cè)數(shù)據(jù)。由于遙感所具有的觀測(cè)范圍大、采集信息量大、獲取信息速度快的特點(diǎn)，正廣泛應(yīng)用于災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)、資源勘探、土地規(guī)劃與利用、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、地質(zhì)礦產(chǎn)、水文、城市建設(shè)與管理、測(cè)繪、軍事、國(guó)土資源等領(lǐng)域，深入到很多學(xué)科，成為獲取地球表面多層次、多視角、多方位信息的重要手段，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有很重要的作用。二，“3S”集成技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用：“3S”技術(shù)在農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用：農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測(cè)對(duì)國(guó)家及時(shí)了解農(nóng)作物產(chǎn)量，制定糧食進(jìn)出口政策和價(jià)格至關(guān)重要?！?S”技術(shù)在農(nóng)作物估產(chǎn)中的應(yīng)用。作物估產(chǎn)的主要內(nèi)容是估算作物種植面積和由單產(chǎn)模型、長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)來(lái)確定估產(chǎn)模式。我國(guó)農(nóng)作物遙感估產(chǎn)最初采用FAO推行的美國(guó)農(nóng)業(yè)部的框圖面積取樣法，該方法是集統(tǒng)計(jì)估產(chǎn)、農(nóng)學(xué)估產(chǎn)、氣象估產(chǎn)和遙感光譜估產(chǎn)于一體的綜合遙感估產(chǎn)，是傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)估產(chǎn)方法與遙感估產(chǎn)的結(jié)合，簡(jiǎn)易可行。我國(guó)遙感估產(chǎn)的第二階段是1984年由國(guó)家氣象局主持的“全國(guó)冬小麥NOAA衛(wèi)星遙感綜合估產(chǎn)”項(xiàng)目，這是一種大面積農(nóng)作物估產(chǎn)方法，在對(duì)冬小麥的宏觀地理分布了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣候和生物特點(diǎn)，分區(qū)建立綠度修正值，在充分研究了小麥不同生育期的不同綠度值特點(diǎn)之后，利用相應(yīng)的綠度值日來(lái)研究不同的估產(chǎn)模式，在微機(jī)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)通訊和產(chǎn)量計(jì)算。遙感估產(chǎn)的第三種方法以“八五”攻關(guān)項(xiàng)目“重點(diǎn)產(chǎn)糧區(qū)主要農(nóng)作物遙感估產(chǎn)”為代表，估產(chǎn)內(nèi)容涉及小麥、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高幾何分辨率”（30m）,在農(nóng)作物套作區(qū)進(jìn)行了提高面積解譯精度的研究，同時(shí)結(jié)合利用NOAA數(shù)據(jù)，對(duì)作物面積、單產(chǎn)和長(zhǎng)勢(shì)變化等進(jìn)行了估計(jì)。把 RS和GIS相結(jié)合，取得了較好結(jié)果。其中浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)“水稻衛(wèi)星遙感估產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究”已于2002年12月26日通過(guò)了浙江省科技廳組織的專家鑒定。“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。1.2.1農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)。作物在生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段，其內(nèi)部成分、結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)特征等都會(huì)存在一系列的變化。葉面積指數(shù)是綜合反映作物長(zhǎng)勢(shì)的個(gè)體特征與群體特征的綜合指數(shù)。遙感具有周期性獲取目標(biāo)電磁波譜的特點(diǎn)，通過(guò)建立遙感植被指數(shù)和葉面積指數(shù)的數(shù)學(xué)模型，就可監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)，進(jìn)而根據(jù)作物長(zhǎng)勢(shì)能夠估測(cè)作物產(chǎn)量。土壤水分含量和分布監(jiān)測(cè)。在植被條件和非植被條件下，熱紅外波段都對(duì)水分反應(yīng)非常敏感，所以利用熱紅外波段遙感監(jiān)測(cè)對(duì)象和作業(yè)監(jiān)測(cè)土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同熱慣量條件下，遙感波譜間的差異性表現(xiàn)最明顯，所以通過(guò)建立熱慣量與土壤水分間的數(shù)學(xué)模型，就能夠監(jiān)測(cè)土壤水分含量和分布狀況。1.2.3農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測(cè)。應(yīng)用遙感手段能夠探測(cè)病蟲害對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，跟蹤其發(fā)生演變狀況，分析估算災(zāi)情損失，同時(shí)還能監(jiān)測(cè)蟲源的分布和活動(dòng)習(xí)性。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的預(yù)測(cè)都是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)測(cè)方法和手段逐步完善和提高，不但能較準(zhǔn)確地估測(cè)出各種作物的最終產(chǎn)量，也能跟蹤監(jiān)測(cè)各類作物在不同生長(zhǎng)期的長(zhǎng)勢(shì)，從而根據(jù)需要即使采用有效措施，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)控，保證當(dāng)年產(chǎn)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)。為了在農(nóng)作物監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)中發(fā)揮和利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，提高快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地獲得監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)信息，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，雖然農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測(cè)技術(shù)與理論十分復(fù)雜、地理信息技術(shù)和資料，從不同于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)部門得到信息?！?S”技術(shù)在土壤侵蝕調(diào)查中的應(yīng)用：土壤侵蝕問(wèn)題對(duì)農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境問(wèn)題關(guān)系重大。利用衛(wèi)星遙感影像可提供許多土壤侵蝕因子信息，如地形、坡度、巖性、植被等，據(jù)此以通用土壤侵蝕方法為基礎(chǔ)建立土壤侵蝕模式，并與相應(yīng)地區(qū)的水文觀測(cè)站的輸沙模式相疊合，進(jìn)行土壤侵蝕量因子分析和區(qū)域侵蝕模數(shù)計(jì)算，并顧及氣象、水文要素與土壤侵蝕的關(guān)系。我國(guó)利用遙感方法，先后對(duì)山西三江河流域、延安地區(qū)、永定河上游等進(jìn)行了土壤侵蝕調(diào)查。1993年在水利部遙感中心的組織下，進(jìn)行了全國(guó)土壤侵蝕的遙感制圖研究，利用TM圖像對(duì)全國(guó)進(jìn)行了土壤侵蝕的清查工作，編制了全國(guó)1:50萬(wàn)（部分地區(qū)1:25萬(wàn)一1:10萬(wàn)）土壤侵蝕圖，將全國(guó)土壤侵蝕因子編碼建模，而且將全國(guó)的水蝕、風(fēng)蝕和融凍侵蝕采用統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一編碼制圖，并輸入計(jì)算機(jī)以備檢索查詢。另外，土壤空間信息查詢有空間定位查詢和空間關(guān)系查詢，對(duì)如某種土壤類型的空間分布位置進(jìn)行查詢，查詢與某種土壤類型或某一行政區(qū)域包括的土壤類型、沿河流與分布的土壤類型等。GIS既有很強(qiáng)的制圖功能，可以編繪出所需要的各種要素的專題地圖，如土壤肥力圖、土壤評(píng)級(jí)圖、土壤類型圖、土壤利用圖以及一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)圖等。在可視化方面，這些專題地圖疊加在三維DEM上顯示，可以直觀地看出不同高程的土壤等級(jí)分布及 N、P、K分布、土壤類型分布等，據(jù)此可進(jìn)行多種專題圖的重疊而獲得土壤綜合信息。同時(shí)，課利用RS的實(shí)時(shí)信息，對(duì)土壤空間信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整和更新各種地圖。“3S”技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上，把地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位系統(tǒng)（GPS）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進(jìn)行集成，定量獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系中，DGPS的定位應(yīng)用以及GIS的應(yīng)用開發(fā)是實(shí)施“精細(xì)農(nóng)業(yè)”實(shí)踐的關(guān)鍵技術(shù)之一，即利用DGPS定位引導(dǎo)定量獲取農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素的差異性信息，在GIS中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過(guò)分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，制定經(jīng)濟(jì)、合理的生產(chǎn)決策方案，生成作物管理處方圖，指導(dǎo)農(nóng)田定位作業(yè)。高光譜遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，主要有以下相關(guān)工作：①利用植被指數(shù)進(jìn)行地表覆蓋分析或作物長(zhǎng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；②對(duì)植被的葉面積指數(shù)、生物量、全氮量、全磷量等生物物理參數(shù)進(jìn)行估算；③農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)；④利用多時(shí)相的高光譜數(shù)據(jù)提取出光譜物征對(duì)不同植被和作物進(jìn)行識(shí)別和分類；⑤作物個(gè)體生長(zhǎng)狀況與作物葉片光譜關(guān)系的研究；⑥遙感信息模型研究。“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的應(yīng)用：農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)是在GIS和RS平臺(tái)上開發(fā)的集農(nóng)業(yè)氣象、遙感應(yīng)用于一體的業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。它集成了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)為城市“菜籃子、米袋子”服務(wù)的科研成果；建立了遙感、地學(xué)、氣象、農(nóng)情、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；建立適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新需求的服務(wù)產(chǎn)品；將GIS分析功能應(yīng)用于洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)害損失評(píng)估、資源合理布局等領(lǐng)域，獲取較好的服務(wù)效果。建立了下述分析模型。三，3S技術(shù)的未來(lái)：3S技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程尋找所需的各種地理空間數(shù)據(jù)，包括圖形和圖像，可以進(jìn)行各種地理空間分析。通過(guò)現(xiàn)代通訊技術(shù)可以將 RS、GPS和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)步的有力技術(shù)手段。3S技術(shù)的發(fā)展方興未艾，將來(lái)還可對(duì)下列項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)：西南地區(qū)土地資源、土地利用（特別是耕地）的動(dòng)態(tài)監(jiān)則數(shù)據(jù)庫(kù)（系統(tǒng)），農(nóng)業(yè)布局、產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫(kù)，森林、草地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)及其信息服務(wù)和決策支持系統(tǒng)；西南地區(qū)水稻、小麥估產(chǎn)，重點(diǎn)地區(qū)荒漠化監(jiān)測(cè)分析；長(zhǎng)江上游洪水、川東干旱以及貢嘎山植被、冰川動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)；土地詳查、變更系統(tǒng)；；建立三峽地區(qū)生態(tài)環(huán)境和持續(xù)發(fā)展決策支持信息系統(tǒng)土地管理信息系統(tǒng)；參與國(guó)家基本資源環(huán)境信息分析決策系統(tǒng)的建立等。通過(guò)這些項(xiàng)目的開發(fā)應(yīng)用，可為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供一條廣闊的道路，使農(nóng)業(yè)的發(fā)展邁上新的臺(tái)階，這就需要人類不斷深入研究和探索，以便為農(nóng)業(yè)的未來(lái)服務(wù)。參考資料：李德仁，空間信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)發(fā)展[J].大自然探索，(25)：111