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1、 3s技术在农业中的应用摘要： RS(remote sensing), GPS(global positioningsystem)和GIS(geographical information system)3大技术合称为3S技术,它们在农田土地资源调查、土壤侵蚀调查、农作物估产与监测、自然灾害监测与评估等农业领域已得到了广泛的应用.以3S技术为基础的精细农业在近年来受到了极大的关注,本文概述了3S技术在农业领域的应用,给出精细农业工程框架,最后讨论进一步研究的问题.关键词：3S技术农业3S技术及其农业应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被称为3S技术.3S综合技术的最
2、新发展是3S技术集成,集成反映了空间信息系统从数据获取到数据处理到信息生成的全过程,3S集成也就是要解决该过程的全自动化问题,使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段.3S技术引入农业研究和实践,可有效地管理具有空间属性的各种农业资源信息,对农业管理和实践模式进行分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价;能有效地对多时期的农业资源及生产活动变化进行动态监测和分析比较;可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高农业生产效率和效益.农业资源监测评估3S技术可以为农业资源监测评估提供帮助.RS/GPS系统能快速准确地获取研究区域内农业资源的遥感图像及空间位置信息,提供大量
3、其他常规手段难以得到的资源信息,经判读解译、图像分类处理提取专题信息,利用RS/GIS强大的图形分析与制作功能,编绘出所需的各种资源要素的图件,据此可进行多种专题图的叠加分析.同时,利用RS可以对农业资源质和量的变化进行动态的监测,及时更新农业资源数据库,通过GIS的空间数据管理、分析功能和资源分析、评价模型,即可对具有时空变化特点的农业资源进行存量和价值量的测算,实现资源现状、潜力和质量评估.农业区划3S获得的资源分布、土地利用、空间社会经济差异等信息,具有综合性、同源性、宏观性及动态性,GIS数据库管理功能为这些数据的总汇提供支持并能够对其中的空间或非空间信息进行高效的处理,使农业区划工作
4、者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律,为区划提供丰富而有效的信息.土地资源与土地利用研究土地资源与土地利用研究是GIS应用最广的领域,因此早期地理信息系统也叫做土地信息系统,土地信息系统涉及土地利用、开发、整治和保护的各个环节.在GIS支持下,能方便地完成距离与面积量测、空间查询、缓冲区分析.GIS能对地理信息进行动态描述,构建土地利用管理过程中系统要素格局的变化和发展、未来土地资源状态及社会环境状态的演变进行动态的模拟和预测,保证利用管理的策略及目标优化.作物长势监测与估产作物长势监测是一个动态过程,分析RS影像信息,就能够反映出宏观植被生长发育的节律特征.在实践中,结合相关资料,判
5、读解译RS影像信息,在GIS中对各种数据信息进行信息提取、空间分析,识别作物类型,分析作物生长过程中自身的态势和生长环境的变化,统计量算出其播种面积,也可以发挥GIS系统的模型功能,构建出不同条件下作物生长模型和估产模式,把能反映产量的因素引入模型中,估算大面积作物的产量.农业灾害预警及应急反应借助于RS的动态监测,利用GIS系统,可以应用于诸如洪涝灾、旱灾、水土污染和作物病虫害等农业灾害的预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等,为防灾、抗灾、救灾的预警及应急措施及时提供准确的决策信息.通过GIS的分析处理,可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延区图,为防虫治害提供及时
6、、准确、直观的决策依据.农业环境监测通过建立农业资源环境空间数据库,管理、分析和处理海量的环境数据,进行农业环境因子的相关性分析;通过建立若干环境污染模型,模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势;通过GIS的空间分析,找出造成农业环境污染的原因;通过GIS空间制图功能,提供多种形象、直观的环境状况信息表达方式.农业基础性生产资料管理与合理利用以土壤肥料为例,土壤肥料是保证农业增产的重要生产资料.GIS空间数据管理与分析技术可以帮助农业、环境、化工、农资、农技推广等部门了解我国土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化,进行区域性化肥合理规划和调配.GIS技术也可以应用于种子调配、农药调配等其他农业
7、基础性生产资料上.水资源管理GIS在农田水利建设如河道挖掘路线选择、水流调度、农田水利规划、水资源调查与评价等方面有独到的用途.河道挖掘中的选址、挖方量计算问题,通过叠加DEM(数字高程模型),利用GIS分析空间分析功能,可由用户交互、实时地获取结果,通过DEM比较不同区域的高程值,可以进行水流调度决策,与农业其他资源层综合分析,制定水利规划方案,与产量图叠加,进行水资源利用的评价.农业气候资源管理农业气候资源管理的基本内容包括:气候资源调查,气候资源评价,气候区划和气候资源分配等.通过气候资源调查、气候数值模拟和卫星遥感图像、地理信息系统等综合研究,对调查地区气候资源进行评价和区划,指导气候资源的开发利用.通过合理充分地开发利用气候资源,指导农业生产和农作物、花卉、果木等的引种.3S与精细农业工程精细农业也称数字农业,3S技术是精细农业的技术支柱,实现精细农业是3S技术的农业应用的目标之一.精细农业是由航空/航天遥感(RS)的影像数据获取、全球定位系统(GPS)空间定位信息获取、地理信息系统(GIS)的数据管理与分析、决策支持系统(DSS)的分析模型支持、传感器技术如作物产量、车辆、杂草、土壤参数传感器等自动控制农业机械的反馈信息获取等一系列环节组成的体系. 地旅系1班 杨加周 20101061139