小議技術(shù)員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位

小議技術(shù)員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)技人員在科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的的過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色，站在了建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的最前沿。

一、農(nóng)技人員是傳授農(nóng)民技術(shù)的主要力量

農(nóng)民由于知識(shí)文化水平低、傳統(tǒng)觀念強(qiáng)，學(xué)習(xí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)比較吃力。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，老一套的生產(chǎn)觀念、生產(chǎn)技術(shù)大多已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)力的發(fā)展。農(nóng)民沒(méi)有太多的時(shí)間放下鋤頭參加專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)班，也沒(méi)有深厚的文化功底去理解消化書(shū)本中的知識(shí)，只能靠農(nóng)技人員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中傳幫帶，深入田間地頭手把手的教，農(nóng)民才容易接受，才能熟練掌握和運(yùn)用新技術(shù)。

二、農(nóng)技人員是實(shí)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的必要準(zhǔn)備

扶貧工作已經(jīng)從“輸血式”逐漸向“造血式”轉(zhuǎn)變。農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施都必須考慮有沒(méi)有足夠的科學(xué)技術(shù)理論支持和農(nóng)技人員為之服務(wù)。否則，盲目的嘗試就會(huì)造成資源的浪費(fèi)，不但不能帶動(dòng)農(nóng)民發(fā)展主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，使農(nóng)民增收，反而更容易打擊農(nóng)民對(duì)發(fā)展項(xiàng)目農(nóng)業(yè)的積極性。只有科學(xué)技術(shù)發(fā)展成熟了，高素質(zhì)、高水平的人才隊(duì)伍培養(yǎng)出來(lái)了，項(xiàng)目的實(shí)施才有保障。

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農(nóng)民出于自我保護(hù)意識(shí)，對(duì)新項(xiàng)目、新技術(shù)大多持觀望態(tài)度，怕造成損失，不敢進(jìn)行嘗試。在以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)技人員用他們豐富的農(nóng)業(yè)知識(shí)和熟練的農(nóng)業(yè)技能給農(nóng)民帶來(lái)了看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)惠，所以農(nóng)技人員在農(nóng)民心中具有相當(dāng)重要的地位，是農(nóng)民最值得信賴(lài)的人。同時(shí)，他們最能代表說(shuō)明走科技興農(nóng)之路的重要性，對(duì)新技術(shù)的推廣最具說(shuō)服力，由他們來(lái)動(dòng)員農(nóng)民更新觀念發(fā)展產(chǎn)業(yè)是再也合適不過(guò)的了。

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淺談GPS技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

碩研09-16李曉璐201*011603

本科的時(shí)候?qū)W過(guò)一些GPS的基本理論知識(shí)包括GPS的產(chǎn)生、定義、發(fā)展前景，以及它的組成、信號(hào)結(jié)構(gòu)等等，了解了GPS定位中的各種主要的誤差來(lái)源，學(xué)會(huì)了怎樣用手持GPS。但是對(duì)于距離測(cè)量與GPS數(shù)據(jù)處理方面的原理，自己并不是很了解。所以這次自己也沒(méi)有看很多關(guān)于GPS計(jì)算原理方面的論文，而是看了些關(guān)于GPS應(yīng)用的論文。下面我著重談一下GPS技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

一、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述

世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展大致歷經(jīng)了三個(gè)階段：原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。信息化與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的結(jié)合是未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)事管理的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)，是當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流。它的興起引起了一場(chǎng)真正意義的農(nóng)業(yè)技術(shù)上的革命。

隨著科技的發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng)化程度的提高,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中降低成本、提高產(chǎn)出率、發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的要求,迫切呼喚新型農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)�；�于這種想法,美國(guó)率先提出了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)構(gòu)想,以智能化監(jiān)控技術(shù)以及農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)共同構(gòu)成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)早期技術(shù)基礎(chǔ)。隨后,美國(guó)將GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,標(biāo)志著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的初步形成,1992年4月在美國(guó)召開(kāi)第1次精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這一概念逐漸被人們所接受。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionAgricultural)，也叫精細(xì)農(nóng)業(yè)或精確農(nóng)業(yè)，是20世紀(jì)80年代初國(guó)際農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一門(mén)跨學(xué)科新興綜合的以獲得農(nóng)田高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系[1]。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指以信息技術(shù)支持現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)操作與管理,依據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)的土壤性狀以及溫度、濕度、光照等影響因素,調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入,并對(duì)耕地和作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行定量、實(shí)時(shí)診斷,提高土壤生產(chǎn)力,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。其技術(shù)支持主要是GPS,核心是實(shí)時(shí)測(cè)知作物個(gè)體或小群體或平方米尺度小地塊生長(zhǎng)及疫病的實(shí)際情況,進(jìn)而確定針對(duì)性的農(nóng)業(yè)措施,在取得最優(yōu)效果和付出最低代價(jià)的同時(shí),減少污染,保護(hù)生態(tài),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）

全球定位系統(tǒng)[2](GlobalPositioningSystem,GPS)是20世紀(jì)70年代由美國(guó)國(guó)防部研制,歷時(shí)20余年,耗資數(shù)百億美元,于1994年全面建成并投入使用。GPS系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng),具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能,能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。

GPS系統(tǒng)由空間衛(wèi)星星座、地面控制系統(tǒng)、用戶(hù)接收機(jī)系統(tǒng)3部分組成。其衛(wèi)星星座部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成,衛(wèi)星有6個(gè)軌道面,高度20200km,軌道傾角55°,衛(wèi)星運(yùn)行周期11h58min,載波頻率為1575.4MHz和1227.60MHz。衛(wèi)星通過(guò)天頂時(shí),衛(wèi)星可見(jiàn)時(shí)間為5h,在地球表面任何時(shí)刻,在高度角15°以上,平均可同時(shí)觀測(cè)到6顆衛(wèi)星,最多可達(dá)9顆衛(wèi)星。

GPS系統(tǒng)在精確農(nóng)業(yè)實(shí)施過(guò)程中異常重要，它一方面將農(nóng)田各種信息給予準(zhǔn)確定位，并輸入到GIS，另一方面也是農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡的依據(jù)。在翻耕機(jī)、播種機(jī)、田間取樣機(jī)、施肥噴藥機(jī)、收割機(jī)等機(jī)具上安裝上GPS接受器，可以準(zhǔn)確指示機(jī)具所在位置的坐標(biāo)，使操作人員可以按計(jì)算機(jī)上GIS操作指示圖進(jìn)行定點(diǎn)作業(yè)。

近幾年來(lái)，GPS產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，若干大公司迅速涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提供了用于農(nóng)田測(cè)量、定位信息采集和與智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械配套的差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)（DGPS，DifferentialGlobalPositioningSystem）產(chǎn)品。系統(tǒng)可用于農(nóng)田面積和周邊測(cè)量、引導(dǎo)田間變量信息定位采集、作物產(chǎn)量小區(qū)定位計(jì)量、變量作業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農(nóng)業(yè)機(jī)械田間導(dǎo)航信息等。DGPS作為農(nóng)業(yè)空間信息管理的基礎(chǔ)設(shè)施，一旦建立起來(lái)，即不但可服務(wù)于“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，也可用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測(cè)量、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、作業(yè)調(diào)度中的定位服務(wù)，其農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)的前景廣闊。

三、GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)的主要應(yīng)用

GPS的快速度、高精度、低成本、簡(jiǎn)單操作等特點(diǎn),能快速準(zhǔn)確地獲取研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)資源的空間位置信息,提供大量其他常規(guī)手段難以得到的資源信息。

Blackmore認(rèn)為國(guó)外很多農(nóng)場(chǎng)主都在增加使用信息技術(shù)幫助在多變的管理中下決定,很多農(nóng)民利用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的GPS接受器來(lái)收集生長(zhǎng)季節(jié)里每塊田地的各項(xiàng)數(shù)據(jù)[3]。Daberkow等人了解在美國(guó)有10%的小麥,25%的黃豆,30%的玉米地都采用了農(nóng)田監(jiān)視器[4]。自1993到目前,美國(guó)有20%的耕地、80%的大農(nóng)場(chǎng)都已實(shí)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)操作。據(jù)美國(guó)Purdue大學(xué)的研究,在美國(guó)采用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)民有60%實(shí)現(xiàn)贏利,有10%虧損,有30%保本[5]。1996年,北美約19%的300hm2以上的規(guī)�；�農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)利用GPS,有201*臺(tái)聯(lián)合收割機(jī)安裝了產(chǎn)量傳感器。

通過(guò)閱讀一些論文發(fā)現(xiàn)：GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中主要應(yīng)用于以下3個(gè)方面。1．智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的動(dòng)態(tài)定位,即根據(jù)管理信息系統(tǒng)發(fā)出的指令,實(shí)施田間播種、施肥、灌溉、排水、噴藥和收獲的精確定位。

（1）GPS與精確施肥

GPS為控制施肥提供空間定位和導(dǎo)航支持,基于GPS的變量施肥技術(shù)能根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤類(lèi)型、土壤中各種養(yǎng)分的盈虧情況、作物類(lèi)別和產(chǎn)量水平,將微量元素與有機(jī)肥加以科學(xué)配方,做到有目的地科學(xué)施肥。

（2）GPS與精準(zhǔn)灌溉

在田間可以運(yùn)用GPS土地參數(shù)采樣器采集植物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù),如土壤濕度、地溫等,再通過(guò)GPS中心控制基站利用專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行植物分析,調(diào)控植物生長(zhǎng)環(huán)境,精確調(diào)控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。

（3）GPS與精準(zhǔn)噴藥

運(yùn)用GPS監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)草害是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的新手段,通過(guò)GPS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像,可以收集原始數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)大田作物,得出田間病蟲(chóng)草害分布大小位置,并可以通過(guò)逐次拍攝確認(rèn)害蟲(chóng)的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度,以及病蟲(chóng)草害發(fā)展方向及流行趨勢(shì)。

如要對(duì)大面積農(nóng)田集中進(jìn)行噴藥,則可選擇裝有差分GPS(DGPS)的飛機(jī)。DGPS航空導(dǎo)航系統(tǒng)可以引導(dǎo)飛行員從機(jī)場(chǎng)直接前往作業(yè)區(qū),在已設(shè)計(jì)的航線和高度飛行噴灑藥物,若飛行員加滿(mǎn)藥物再次返回作業(yè)區(qū)時(shí),系統(tǒng)還能讓飛機(jī)到達(dá)上次藥物噴灑停止時(shí)的準(zhǔn)確地點(diǎn),以便確保既無(wú)重復(fù)噴灑又無(wú)遺漏區(qū)域。

2．農(nóng)業(yè)信息采集樣點(diǎn)定位,即在農(nóng)田設(shè)置的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)、自動(dòng)或人工數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)均需GPS定位數(shù)據(jù),以便形成數(shù)字信息存貯與共享。

將GPS、GIS和精細(xì)農(nóng)業(yè)、旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)精細(xì)農(nóng)業(yè)和田間實(shí)時(shí)導(dǎo)航監(jiān)控相結(jié)合的地理信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了田間車(chē)輛多目標(biāo)監(jiān)控;建立農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備數(shù)據(jù)庫(kù)和查詢(xún)系統(tǒng),可方便地進(jìn)行100多種農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備數(shù)據(jù)的查詢(xún)、添加、刪除、保存等操作;通過(guò)獲取車(chē)輛的實(shí)時(shí)信息,調(diào)取地圖中的信息,將田間動(dòng)態(tài)的車(chē)輛信息與農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了信息的可交互性、可擴(kuò)展性和通用性。

[7]

[6]精確種子工程和精確播種工程的有機(jī)結(jié)合,要求精確播種機(jī)具有播種均勻、精良播種、深淺一致,這樣精確播種技術(shù)既可節(jié)約大量種子,又能使作物在田間獲得最佳分布,從而提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)和太陽(yáng)能的利用率。而利用精確收獲機(jī)械不但可以做到顆粒歸倉(cāng),同時(shí)也能根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確分級(jí)。1995年美國(guó)一些地區(qū)農(nóng)場(chǎng)開(kāi)始采用裝備了GPS的聯(lián)合收割機(jī),通過(guò)它,農(nóng)機(jī)在收獲季節(jié)可以不間斷記錄下幾乎每平方米的產(chǎn)量及其他信息,再經(jīng)由電腦軟件的處理,農(nóng)場(chǎng)繪制出各塊地的產(chǎn)量圖以剔除某些產(chǎn)量低的作物品種[9]。

③遙感信息GPS定位,即對(duì)遙感信息中的特征點(diǎn)用GPS采集定位數(shù)據(jù),以便于與GIS配套應(yīng)用[10]。1993-1994年,美國(guó)在阿華達(dá)州的兩個(gè)農(nóng)場(chǎng)開(kāi)展了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)試驗(yàn),利用GPS技術(shù)指導(dǎo)變量施肥,結(jié)果產(chǎn)量比傳統(tǒng)均衡施肥提高30%。這一試驗(yàn)減少了化肥用量,大大提高了經(jīng)濟(jì)效益,使得GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐中得到迅速推廣。到1996年,北美約有19%的300km2以上的規(guī)�；�農(nóng)場(chǎng)使用GPS。德國(guó)在近幾年研制的聯(lián)合收割機(jī)上100%裝有GPS。在我國(guó),1992年北京市在順義地區(qū)1.5萬(wàn)km范圍內(nèi)開(kāi)展了利用GPS導(dǎo)航噴灑農(nóng)藥防治小麥蚜蟲(chóng)的示范研究,經(jīng)過(guò)3a攻關(guān),在指導(dǎo)大面積防治小麥蚜蟲(chóng)上獲得成功,實(shí)踐表明,利用衛(wèi)星導(dǎo)航飛機(jī)防治小麥蚜蟲(chóng),無(wú)漏噴、重噴現(xiàn)象,農(nóng)藥?kù)F滴均勻,滅蚜達(dá)到90%以上

[11]

[8]

。

四、GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)是世界大國(guó)，人口多耕地少的基本國(guó)情決定了解決糧食問(wèn)題的根本出路在于發(fā)展現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)必將成為新世紀(jì)高新技術(shù)的熱門(mén)課題。

我國(guó)各地的自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件差異明顯農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平差距較大,農(nóng)業(yè)集約化總體水平較低GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益,從而使得精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)踐得到迅速的推廣。現(xiàn)在兩者的結(jié)合只是初淺的涉及到精準(zhǔn)施肥、灌溉、防治病蟲(chóng)害和機(jī)械耕作等方面,對(duì)于更精細(xì)更高要求的農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō),還要提高GPS農(nóng)業(yè)應(yīng)用的精度要求,例如在制作農(nóng)田電子地圖、土壤采樣、變量噴灑和鋪設(shè)灌溉管道方面的精確定位等方面還需要多實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展較快的地區(qū)使用精準(zhǔn)設(shè)施農(nóng)業(yè)可增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出,提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),節(jié)約水、肥資源,保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[12]。

五、展望

我相信在不久的將來(lái)，GPS可以在農(nóng)業(yè)中發(fā)揮更大的作用。以后安裝有GPS由電腦控制的大型拖拉機(jī)能自動(dòng)駕駛作業(yè),無(wú)需人工操作,而且耕地質(zhì)量高。加強(qiáng)GPS的使用能更好的監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，使農(nóng)場(chǎng)能因地制宜的種植作物。在對(duì)品種資源的野外考察和引種研究中,利用GPS技術(shù)可以準(zhǔn)確定位野生群落和引種區(qū)的經(jīng)緯度和高度,結(jié)合GIS技術(shù)可計(jì)算出區(qū)域的面積,查詢(xún)到該區(qū)域的氣候條件掌握當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的狀況。將3S技術(shù)和其他技術(shù)體系相結(jié)合,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以更好的發(fā)展起來(lái)。

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