GIS在精准农业中的应用进展及展望

　　摘要：精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域，是现有农业生产措施与新近发展的高新技术的有机结合，其核心技术是地理信息系统(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。该研究通过文献梳理，介绍了GIS在农田环境要素信息采集、农田空间数据库的建立、农田空间数据分析与专题制图和管理决策支持系统建立等方面的应用概况，指出了当前GIS应用于精准农业时存在的问题和不足，并提出了GIS在精准农业中应用的发展趋势和方向。

　　关键词：GIS；精准农业；数字农业；展望

　　为了科学管理农业生产，减少在生产过程中的过多投入避免浪费，增加产量创造更多的利润，减少污染保护环境，实现农业可持续发展，学者们提出了精准农业的理念，成为了农业科学的研究热点…。精准农业通过分析单元农田的属性差异，并结合先进的技术的手段分析影响这些差异的原因，以便进行农田优化管理B1。针对农地的基础地力、水分、作物病虫害、气候等因素的不同，进行相适宜的耕种、灌溉、施肥、除虫、除草及收获等，通过合理的投入带来最好的经济和生态效益，从而实现农业资源的可持续发展¨1。GIS是精准农业的“大脑”，其通过信息存储和管理功能能收集详细的农田信息，为农业生产提供相应的农田管理数据库。在精准农业中，获取农田不同单元内生产状况及其自然环境差异信息是进行精准农业管理的基础。GIS的空间分析功能可以对农田的基础信息进行统计、处理并制图，为分析和调控提供直观的农田信息空间分布图，辅助制定决策方案，形成农田作物管理处方图，分区指导精准农业管理。

　　更新了一篇农业相关的论文，如中国农村经济杂志投稿论文要求，您可以点击并前往查看。

　　1GIS在精准农业中的应用现状

　　1．1农田环境要素信息采集

　　精准农业技术建立在农田环境要素数据采集与分析的基础之上怕1，传统的农田环境要素信息采集主要以定点观测为主，耗资大、所需时间多，而精准农业中农田环境要素信息采集采用的是以计算机为中心的自动信息采集方法。通过传感器、物联网、3s等技术的支持，工作者可以便捷地获取农田环境要素的基础空间信息，如土壤肥力、土壤水分、作物病虫害、自然灾害、作物信息等…。

　　1．2农田空间数据库管理

　　农田环境要素信息类型多样化，如数字地图、遥感影像、空间图形、图像以及各种统计信息等，为便于管理、传输、统计分析海量的数据，GIS将每一种信息组成一个图层，以数据库的形式存储，通过空间分析将多源数据信息组合形成新的图层。在精准农业中，GIS以独立的图层形式将土壤类型、地形地貌、土壤养分、化肥和农药等信息以及历年产量数据等进行存储，分层建立农田空间数据库‘1“。

　　2GIs在精准农业发展中存在的主要问题

　　2．1信息化基础设施不健全，农民素质不高

　　目前，我国农村信息化基础设施普及度不高，农村缺乏操作精准农业技术设备的高学历技术人才，使得精准农业发展推广力度不够。随着城镇化水平的提高，农村文化程度较高者纷纷进城务工，留下来的务农人员整体文化程度偏低。并且我国农业生产仍以传统生产经营管理方式为主，使得现有的农业生产条件难以满足精准农业的技术实施要求。

　　2．2成本过高，农民购买力相对低下

　　近年来，精准农业技术设备不断推陈出新，农田信息采集和数据处理的仪器、软硬件设施和精准农业变量作业机械装置等价格昂贵，在我国仍以家庭经营为主的农业生产模式下，大多数农民的购买力不足以承担精准农业所需的巨额投入，严重阻碍了精准农业的发展与推广。

　　3GIs应用于精准农业的发展趋势

　　精准农业是农业现代化发展的重要途径，是粮食安全的重要保障H“。随着我国现代化信息技术的发展，精准农业中GlS技术的发展趋势主要有以下几个方面。

　　3．1“3S”技术集成成为必然趋势

　　RS是获取农业生产要素实时数据的重要手段，它有助于GIS数据更新，确保数据的现实可用性，尤其是在资源环境动态监测和气象灾害预警方面表现突出。GPS的精准定位功能可以为农业要素信息以及农业机械自动化提供精确的位置信息。GIS则可以根据RS和GPS提供的信息加以分析，并提供管理与决策服务。“3S”技术的集成有利于实现系统各部分功能的最大化，有利于实现精准农业管理的一体化、实时化、空间化和自动化。

　　3．2建立基于WebGIS、openGIS以及组件式GIS应用系统

　　WebGIS是GIS与互联网的有机结合。开放式地理信息系统可以根据用户的需求，提供更多高交互性、可操作、高兼容性的优质服务。组件式GIS将GIS系统化整为零，将功能模块单独分开，简化了操作系统，降低了系统对硬件的要求。随着计算机技术的发展，采用分布式体系结构的WebGIS系统、OpenGIS和组件式GIS将为实现我国农业现代化和农业精准管理提供强大的技术支持H3|，这可以有效地降低成本和提高效率。

　　4结语

　　精准农业是实现低投入、高产出、优质、环保农业的重要方式，是现代农业发展的指向标。精准农业提倡实施时间和空间上的变量管理和精准决策支持，并且支持精准农业的专用硬件、软件和作业设施正在不断得到开发和完善，以GIS系统为代表的先进技术将成为精准农业的强大技术支撑。因此，GIS在精准农业中的应用研究显得非常重要。目前我国精准农业还处在研究阶段，在此阶段应当深入研究精准农业的内涵，发展相关的现代信息技术，学习国外成熟的理论并加以实践，研制精准作业设备，建立实验示范点。在示范点的农业生产过程中，严格管理，针对示范区的实际情况进行科学决策并加以指导，从而展现出精准农业的优势并进行推广。

　　参考文献

　　[1]CHENC，PANJJ，LAMSK．Areviewofprecisionfertilizationresearch[J]．EnvironEarthSci，2014，71：4073—4080．

　　[2]刘焱选，白慧东，蒋桂英．中国精准农业的研究现状和发展方向[J]．中国农学通报，2011，23(7)：577-582．

　　[3]王素珍，吴崇友．3S技术在精准农业中的应用研究[J]．中国农机化，2010(6)：79一眈．

　　[4]PALANISWAMIC，GOPALASUNDARAMP，BHASKARANA．ApplicationofGPSandGISinsugarcaneagriculture[J]．SugarTech，2011，13(4)：360—365．

　　[5]赵赏，钟凯文，孙彩歌．GIS技术在农业领域的应用[J]．农机化研究，2014(4)：234—237．

　　[6]史国滨．GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展[J]．湖北农业科学，2011，50(10)：1948—1950．

《GIS在精准农业中的应用进展及展望》

上一篇：“一带一路”战略背景下农村经济的发展

下一篇：北斗卫星导航系统在精准农业中应用的研究