玉米种植中精准农业技术系统集成的应用

　　［摘要］随着社会经济与科学技术的不断发展，我国各区域均已经逐步实现农业机械化、集约化、规模化生产，再加上GIS、RS、GPS、ES等高新科学技术的不断发展，其都为现代农业的发展提供了良好的技术支持，进而发展出了精准农业技术系统集成。据此，本文将以玉米种植为例，对玉米种植中精准农业技术系统集成的应用进行分析阐述，以期能够为我国玉米种植提供一些理论参考。

　　［关键词］玉米种植；精准种植；系统集成

　　精准农业兴起于20世纪90年代，最早出现在西方发达，并随着时间的不断推移，其在如今已经成为了一种重要的农业生产技术，并在不断地将诸如生物技术、化工技术以及航天技术引入到精准农业生产过程中，促使精准农业的精准性得到进一步提升。与西方发达相比较，我国精准农业的发展起步时间相对较晚，但却在我国实现了快速的普及和发展，与传统的生产方式相比较，精准农业的应用不但可以有效增加农作物的产量，还可以节约生产，实现高效、安全生产。因此，对精准农业技术系统集成进行相应研究，对促进精准农业在我国进一步普及和发展都有着极为重要的现实意义。

　　1精准种植信息系统集成

　　在实施精准农业的过程中，为能够有效提高实施效果，必须要在实施前获取农作物生长的相关参数，具体参数内容分为农作物本身生长参数和土地参数两部分。其中农作物本身生长参数包括有病虫害、生长周期等；土地参数包括有土壤含水量、土壤肥力情况、土壤酸碱度情况等。在获取相应的参数信息以后，将所有的参数输入到计算机中，通过计算机系统来根据农作物的实际需求制作出变量作业图，再由智能农机进行实际作业，落实农业生产的变量管理效果。

　　2信息采集系统

　　2.1农田GIS

　　农田GIS的作用为获取农田坐标、农田面积等基本信息，从而为农田基本信息库提高数据信息基础。在实际应用过程中，首先需要对待测农田进行基本网格划分。其次，在已划分的网格中每间隔30m的位置设置一个GPS定点，测得农田的高精度坐标数据，这些坐标数据不仅会存储到农田基本信息库中，GPS定点还会在实际农机作业过程中，与农机达成实时数据交互，从而获取农机作业中的坐标数据情况，并将其显示在电子地图上。最后，以农田基本信息库中的数据信息和农机定位数据为基础，结合专家系统提供的农机作业路线及作业方式变更情况等信息，控制智能农机完善实际农业种植作业。

　　2.2农田地理信息

　　农田地理信息包括有农田的边界信息、农田的属性信息（如农田的地形地貌、农田的土壤水肥情况、土壤类型、土壤酸碱度等）等。该些信息都需要在实际作业之前，通过实际考察检测的方式进行确定，确保能够对农田地理信息进行充分掌控，进而结合农田的GIS系统，为精准农业提高参数支持，保障精准农业的实际效果。

　　2.3农业生产信息

　　所谓农业生产信息就是指农作物的本底信息，即农作物的播种要求（播种密度、播种气候等）、生长要求（生长过程中的水肥要求、气候要求等）、成熟周期、病虫害防治等信息。这些信息不仅可以进一步明确精准农业的实施内容，还为精准农业的有效实施提供重要参考。

　　2.4农田气象信息

　　农田气象信息库中包括有农田所在地区气象局所发生的近30年的气象信息资料，其主要包括有农田所在区域的基本地理信息（经纬度、海拔等）、不同时间段的日照强度、温度信息（日平均气温、最高气温和最低气温、有效积温等）、降水量、气候变化时间（开春期、初霜期、终霜期、无霜期等）、地温等数据信息。该些信息可以为玉米精准种植提供重要气候信息参考。

　　2.5农作物生长态势信息

　　在精准农业中，农作物生长态势信息是决定后续精准作业实施的重要参考因素，所以必须要对其进行精准获取。对于该种信息获取，通常会通过无人机遥感技术来进行。通过无人机遥感技术，结合农田田间信息，从而对玉米各个生长关键其进行实时监控，确定玉米的生长态势信息，进而以此信息为基础，对后续精准作业方案进行适当调整。

　　3信息处理系统

　　3.1农田GIS

　　在玉米精准农业种植中，GIS可以作为空间数据平台，其可以为玉米精准农业种植提供重要的信息参考，从而提高精准种植决策的精准性和有效性。其主要包括由农田基本信息管理动态GIS和静态GIS两部分组成。在实际玉米精准农业种植过程中，GIS会为农田土地管理系统、土壤数据、自然气候条件获取、智能农机作业、农作物生长态势、病虫害防治等诸多工作提高有效的空间定位数据质量，从而防治对各种信息内容的精准化确定，强化精准农业的实施效果。除此之外，基于农田GIS系统，与以上管理信息和数据信息进行充分融合以后，将可以构成可视化农田精准种植管理系统，进而方便对农田信息的可视化编辑、查询、分析及控制，实现一体化、精准化、系统化、可视化管理。

　　3.2计算机控制中心

　　随着信息技术的不断发展，如今计算技术控制技术也在飞速发展。在玉米精准种植中，为能够进一步确定玉米实际生长状态以及环境参数，通常会在不同的区域内设置传感器监控点，对可能会影响到玉米生长的诸如温度、土壤含水量、土壤营养等参数进行实时监控，这些数据将会通过无线通信技术和有线通信网络结合的方式传递给计算机控制中心，计算机控制中心将会对该些参数内容进行计算分析，然后自动控制执行器来改善玉米的生长环境。智能执行器包括有滴灌网络、水肥施用装置等，该些装置在计算机控制中心的智能化控制下，无需人工进行操作便可以自行完善对缺少水肥的区域进行浇灌和施肥作业。该种方式不仅可以有效提高水肥施用效果，还可以防止出现土壤营养富集等问题，保护生态环境。

　　3.3GIS平衡施肥专家系统

　　GIS平衡施肥专家系统在设计开发过程中，引入了GIS技术、物联网技术、无线通信技术、智能管理技术等诸多高新科学技术，不仅有效地促进了农业施肥技术的改善，降低肥料对土地环境的污染，还极大地增加了农作物产品，减少玉米种植过程中对人力的实际需求，有效地提高了玉米种植的实际经济效益。在实际应用过程中，该系统将会以玉米的实际肥料需求信息为基础，结合传感器所获取的土壤营养情况信息，并利用GIS技术的实际功能绘制出龙头土壤营养元素含量专题图，进而通过养分平衡阀、地力分级法、总养分平衡法等方式对土地营养元素需求情况进行综合计算，最终为用户和计算机控制中心的智能化控制提高决策参考。

　　4实施系统

　　整个实时系统的智能化部分主要由滴灌系统和水肥施用系统两部分共同组成，从而接受计算机控制中心所传递的控制指令，执行滴灌和施肥作业。而诸如变量农药喷洒、变量机械控制等系统，其仍旧需要通过人工操作的方式进行，而系统仅仅只会提供决策参考。不过相比较传统的农药喷洒和机械控制方式来说，精准农业中的农业控制效果更加精准和明显，并且结合计算机控制中心和GIS技术，还可以精准地控制每一个区域的实际作业效果，进一步实现精准农业生产的目标。

　　5结语

　　随着科学技术的不断发展，如今可运用在精准农业生产过程中的科学技术也越来越多，并有效地提高精准农业生产的实际效果。相比较传统的农业生产技术来说，精准农业生产技术不仅可以有效降低农业生产成本，还可以达成保护环境，实现可持续发展的目标，所以精准农业值得在如今我国农业生产过程中进行推广使用。

　　[参考文献]

　　[1]侯建平.精准农业发展模式选择与评价研究[D].天津大学，2007.

　　[2]金继运，白由路.精准农业研究的回顾与展望[J].农业网络信息，2004（s1）.

　　[3]蒙继华，吴炳方，杜鑫，等.遥感在精准农业中的应用进展及展望[J].国土资源遥感，2011（03）.

　　刘书明，张玉全

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