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        精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的六大系統(tǒng)

        2015-05-30 10:48:04賽樹奇
        新農(nóng)業(yè) 2015年9期
        關(guān)鍵詞:農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測作物

        賽樹奇

        目前,發(fā)達(dá)國家精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)裝備已趨于成熟,各種電子監(jiān)視、控制裝置已應(yīng)用于復(fù)雜農(nóng)業(yè)機(jī)械上,變量播種機(jī)、變量施肥機(jī)、變量施藥機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)等高度智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械已逐步進(jìn)入國際市場。歐美發(fā)達(dá)國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用,全面帶動(dòng)了其現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)的發(fā)展。近年來精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在我國也日益受到重視,國務(wù)院《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》關(guān)于發(fā)展精準(zhǔn)化生產(chǎn)方式中提出:推廣成熟可復(fù)制的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。在基礎(chǔ)較好的領(lǐng)域和地區(qū),普及基于環(huán)境感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測、自動(dòng)控制的網(wǎng)絡(luò)化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。在大宗農(nóng)產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)區(qū)域,構(gòu)建天地一體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)測控體系,實(shí)施智能節(jié)水灌溉、測土配方施肥、農(nóng)機(jī)定位耕種等精準(zhǔn)化作業(yè)。在畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖基地和水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范基地,推動(dòng)飼料精準(zhǔn)投放、疾病自動(dòng)診斷、廢棄物自動(dòng)回收等智能設(shè)備的應(yīng)用普及和互聯(lián)互通。

        精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)即“處方”農(nóng)業(yè),簡單來說,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是根據(jù)特定地點(diǎn),管理作物生產(chǎn)的投入。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的,根據(jù)空間變異,定位、定時(shí)和定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng),其基本涵義是根據(jù)作物生長的性狀,調(diào)節(jié)對作物的投入,即一方面查清田塊的空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝和科學(xué)管理”。美國農(nóng)業(yè)部對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的定義是“在恰當(dāng)?shù)牡胤?、適當(dāng)?shù)臅r(shí)間做正確的事”。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)是減少浪費(fèi)、提高效益(效率)、保護(hù)環(huán)境。它由六大系統(tǒng)組成:全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)(RS)、農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、決策支持系統(tǒng)和智能化農(nóng)機(jī)具系統(tǒng)。

        1. 全球定位系統(tǒng)(GPS)

        美國從1973年開始發(fā)射衛(wèi)星,耗資200億美元,于1994年全面建成了具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS提供24小時(shí)服務(wù),保證準(zhǔn)確度和精度。其服務(wù)也是免費(fèi)的,無需訂閱或使用費(fèi)。

        2. 遙感監(jiān)測系統(tǒng)(RS)

        遙感技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵技術(shù),為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)。遙感觀測平臺包括飛機(jī)航片和衛(wèi)星衛(wèi)片。時(shí)至今日,遙感平臺與觀測技術(shù)已從單一傳感器、單一平臺和單一觀測技術(shù)向多傳感器、多平臺、多角度和三高(高分辨率、高光譜、高時(shí)相)方向發(fā)展。遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中主要用作面數(shù)據(jù)的采集,以便進(jìn)行農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)災(zāi)情的監(jiān)測與評價(jià)和農(nóng)業(yè)資源的監(jiān)測管理。

        3. 農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

        與遙感技術(shù)相匹配,農(nóng)田信息采集與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要完成點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集工作。例如田間肥力、墑情、苗情、雜草、病蟲害的監(jiān)測和信息采集處理技術(shù)設(shè)備、適時(shí)采集傳感器、自動(dòng)氣象站及定點(diǎn)觀測等。

        4. 地理信息系統(tǒng)(GIS)

        GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來支持空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析、建模和顯示,以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。

        5. 作物生產(chǎn)管理專家決策支持系統(tǒng)

        該系統(tǒng)包括提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫,支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫,作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗(yàn)的集合知識庫,基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序和人機(jī)交互界面程序等。

        6. 變量投入技術(shù)VRT與智能農(nóng)機(jī)

        變量投入技術(shù)VRT是指安裝有計(jì)算機(jī)、DGPS(差分全球定位系統(tǒng))等先進(jìn)設(shè)備的農(nóng)機(jī)具,根據(jù)它所處的耕地位置自動(dòng)調(diào)節(jié)物料箱里某種農(nóng)業(yè)物料投入速率的一種技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機(jī)械。

        現(xiàn)今,各種作業(yè)智能導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛技術(shù)已成為國際上研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域。如美國已能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)田作業(yè)過程的智能導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以根據(jù)需要配置成精準(zhǔn)變量施肥、變量噴藥等作業(yè)控制系統(tǒng)。全自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用效果確定、明顯,因而易于為從事規(guī)?;虡I(yè)種植農(nóng)戶采用。

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