世界主要国家精准农业发展概况及对中国的发展建议

中国是一个农业生产和消费大国,同时也面临着投入产出比率相对较低、环境污染等一系列问题,尤其在国际形势变化、自然灾害频发的背景下,中国传统农业生产方式亟需转型升级.在人工智能、物联网、云平台等新兴技术的带动下,精准农业孕育而生,成为了全球农业实现绿色、高产的有效途径.该文瞄准世界精准农业发展较好的发达国家和地区,通过文献...     

低空遥感技术及其在精准农业中的应用

以中国农业科学院土壤肥料研究所所进行的低空遥感为例，系统描述了低空遥感的技术体系、硬件设备的工作原理和影像处理过程。介绍了低空遥感技术在精准农业中的应用情况，如地块边界数字化、地块面积量算、作物种类识别、作物长势分析等。同时分析了低空遥感技术的应用前景。     

精准农业技术体系的研究进展与展望

该文从精准农业四大技术环节农田信息获取、农田信息管理和分析、决策分析、决策的田间实施，分析和评述精准农业技术体系的现状和趋势，总结了精准农业的效果和推广现状，并对精准农业的发展方向进行了展望。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

“精准农业”及其在我国的应用前景

精准农业（PrecisionAgriculture）是近年来国际上农业科学研究的热点领域,其含义是按田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用各项农业投入,以获取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。精准农业是在信息科学发展的基础上,以地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和计算机自动控制系统为核心技术引发的一场新农业技术革命,将对我国农业技术的发展产生重大影响。因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,从养分管理和施肥技术入手,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。     

精准农业土壤采样栅格划分方法的研究

针对精准农业技术应用的日益普及,通过对一个地块土壤养分进行详细栅格采样分析,利用计算机插值的方法对土壤中各种营养元素和微量元素进行了分析。在采样栅格大小不同的条件下,随机选择5个采样点进行插值,分析了5个采样点在不同栅格采样条件下的插值结果。通过插值计算得到土壤中的全氮、速效氮和速效磷随着采样栅格的加大,插值点处的插值误差呈现出加大的趋势,但对于速效钾和其他的微量元素则呈现出与之不同的结论,采样点在田间的分布将直接影响计算机插值计算的分析结果     

精准农业分布式数据采集与空间决策分析系统的设计

田间数据的实时采集、传输与处理是实施精准农业的关键环节。长期以来,困扰该环节的一个技术瓶颈是客户端实时数据采集与服务器端联动式决策的一体化处理。本文利用ArcIMS的技术框架,利用ArcXML语言,开发了适用于精准农业分布式数据采集、可独立运行、能实现空间决策分析的技术系统。系统由数据采集、数据处理、信息分析与智能决策4个模块组成。本文结合该系统在莱西市高科技农业示范园区的应用实例,揭示了这一系统的逻辑设计、物理实现、技术特色及主要功能。该系统的逻辑设计为精准农业园区高效采集、传输、处理信息和数据提供了一套可行的技术框架。     

精准农业中土壤养分分析的适宜取样数量的确定

为研究适合丘陵地区的土壤养分取样数量,减少采样分析成本,本文采用Cochran（1977）公式对丘陵地区土壤特性的取样点数量进行了探讨。结果发现：在1km。研究区域内,利用Cochran公式对土壤养分进行预估,其取样数目比网格取样法明显减少,土壤中的N以15％的相对误差为宜,在置信度分别为90％和95％条件下,分别只采集2个和3个样本就能反映其含量水平;P以15％的均值误差为宜,在置信度分别为90％和95％条件下,分别采集17个和25个样本就足够反映其基本情况;Mg以5％的均值误差为宜,在置信度分别为90％和95％下,取样数量分别为11个和15个。     

基于XScale和Linux的精准农业农田信息采集系统设计

针对精准农业对农田信息的采集要求,将农田数据采集与嵌入式技术、GPS和GSM通信技术相结合,以XScalePXA270处理器为核心,并辅以CPLD高精度数据采集电路,设计了一种基于XScale处理器和Linux操作系统的嵌入式农田信息采集系统。系统能将采集的农田信息以GSM短消息的形式发送到数据采集中心,解决了野外信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题,为农田信息的远程采集提供一种有效的解决方案。     

稻-鱼系统的发展与未来思考

耕地和淡水是保证全球食物可持续供应所必不可少的资源,如何有效利用有限的水土资源、在保障食物供给的同时降低农业生产过程对资源环境的负面影响,是当今世界农业面临的重大挑战。稻-鱼系统(本文的"鱼"是水产生物的统称)是通过有效利用水土资源同时产出稻谷和水产品的重要农业方式,对保障区域食物供给和保护当地资源和环境有重要作用。近几十年来全球稻鱼-系统迅速发展,至目前全球六大洲的稻作区共28个国家都有了稻-鱼系统的分布;在中国稻-鱼系统也正由原来传统、规模小、养殖单一的模式逐渐发展为规模化、专业化、机械化和养殖多样化的模式。大量研究表明,稻-鱼系统可实现水稻产量稳定和获得水产品,稻-鱼系统同时具有化肥农药减量和农业面源污染降低等效应;稻-鱼系统也有助于解决水产单一养殖而产生的面源污染。虽然全球1.63亿hm2稻田面积90%以上具有发展稻-鱼系统的潜力,但目前稻-鱼系统的比例仍很低,我国稻-鱼系统面积也仅占稻田面积的4.48%。因此,保障稳产高效可持续的稻-鱼系统发展,需要对不同稻作区发展稻-鱼系统的生态经济可行性和适应性进行评估,同时必须建立新的技术体系(田间设施、种养结合技术、农业机械等),并适当扩大规模和创建品牌以增加农民收益。     

精细农业技术体系初探

从精细种植、精细养殖和精细加工三个分支全面展开精细农业的技术体系。主张先由决策支持系统（包含专家系统和数值模拟）入手,将研究的阶段性成果随时付诸实践逐步向精细种植体系的两头延伸,达到３Ｓ（ＧＰＳ、ＧＩＳ、ＲＳＳ）集成和智能控制农业机器的实现,最终完成整个体系。据国外经验,精细设施种植和养殖业的研发可先于大田精细种植,这样“先易后难”可望事半功倍。     

“精细农业”发展与工程技术创新

综述了目前国外“精细农业”实践的主要目标及其技术思想的内涵。着重围绕其主要支持技术发展,讨论了有关工程技术创新及推动我国开展试验研究的问题。针对目前国外对这一技术体系的研究与实践,主要集中在基于ＧＰＳ和ＧＩＳ技术应用的作物生产系统精细管理方面,提出用“精细农作”的译名来表达。进入２１世纪,基于知识和信息的“精细农作”技术思想,必将扩展到大农业经营的各个领域,推动农业生产的信息化与知识化,逐步形成一个基于农业生物科学、电子信息技术及工程装备为主导的“精细农业”技术体系,为建立优质、高效和可持续发展的农业系统服务。     

基于多维空间变异分析的精确农业作业单元自适应决策

针对精确农业技术体系中最佳农艺作业单元大小,该文提出了一种用纵、横探测法推求土壤特性空间变异、作物长势空间变异以及前茬作物产量空间变异等多维空间变异指数,进而按一定农学原则决定最佳农艺作业单元尺寸的自适应解决方案。结果表明,用该算法确定的农艺作业单元尺寸进行变量施肥,平衡效果良好率在90%以上。该算法的另一特点是,对矢量和栅格数据具有同样的适用性,较易在矢栅混合型GIS上实现。     

精确农业发展与农业生态工程创新

分析了西方精确农业研究及实践的主要目标及技术思想,比较了中国农业生态工程研究与精确农业的异同点。提出了农业生态工程研究及实践具有独特的功能与作用,同时亦应正视自身发展中存在的问题,吸收精确农业有关原理、方法,在理论规范化、手段现代化、过程监测及其控制自动化、高新技术含量增加、与信息技术和机械工程专业有机结合提高工程设计可操作性等方面努力,推动农业生态系统设计与管理的信息化与知识化,逐步形成一个基于信息技术、生物技术及机械工程装备的农业生态工程技术体系,为建立可持续发展的农业系统与实现以科学技术化为本质特征的农业现代化作出贡献。     

利用MapBasic划分精确农业田块网格方法的研究

精确农业要求对田块进行网格划分和命名,以便因地制宜地收集田间状态信息和实施变量投入。使用地理信息系统(GIS)软件MapInfoProfessional6.0及其二次开发语言MapBasic6.0,以学校的运动场为例,对全球定位系统(GPS)获取的原始卫星数据进行编程处理,探索了一种划分并命名田块网格的方法。应用结果表明,该方法可使全球定位系统和地理信息系统有机地衔接起来,实现精确农业田块的网格划分和命名工作     

基于GPS和GIS的精细农业信息处理系统研究

为了解决精细农业中空间信息的快速获取与分析处理问题,研究了一种用MapObjects实现GIS与GPS有机结合的信息处理系统,具有空间数据可视化分析处理,实时测定和显示动点轨迹,并具有计算面积等功能,能很好地与专家系统和决策支持系统等结合。为展开精细农业的研究,提供了一种新的信息处理方法和系统     

农业信息技术与精确农业的发展

介绍了美国精确农业发展现状及当前进行的主要工作,阐述精确农业就是信息农业的概念。着重介绍SSCM(根据田间具体情况作物管理系统)系统和YieldMap产量图在精确农业发展中的作用及GIS与精确农业的不可分关系。     

面向精细农业的无线传感器网络关键技术

本文在现有成熟的无线网络技术介绍的基础上,结合精细农业生产中无线传感器网络技术的需求,介绍了现有-Z种成熟无限网络技术,在此基础上通过对比分析得出ZigBee无线网络技术适用于精细农业中的无线传感器设备,并对ZigBee组网技术进行了简要的介绍。     

精确农业田间土壤空间变异与采样方式研究

以英国Hillsborough农业研究所附近的一块7.9 hm²的牧草地为研究区,采用地统计的半方差分析和克立格方法研究其空间变异性和空间插值。同时对研究田块的样点根据不同间距、不同形状进行删选,对不同布局状况下的结果进行统计比较,以获取满足一定精度下的最少采样个数和采样形状。研究结果表明,单纯利用样方统计,土壤有效钾需要65个采样点,大致为原始采样点的一半。而在考虑空间采样形状和空间插值效果,再采用最小显著性差异（LSD）进行比较,该田块土壤有效钾采样最好使用规则三角网布点（样点数为62个）。