《精準農業》課程教學大綱課程編號：0804084課程總學時/學分：36/2（其中理論36學時，實驗0學時）課程類別：專業任選課程一、教學目的和任務精準農業是農業工程類各專業和農類專業的專業基礎課程，是當今世界農業發展的新潮流。通過本課程的學習，應使學生了解和掌握精準農業技術的有關基本理論、基礎知識和它的發展趨勢，為精準農業技術的研究和實施奠定一個良好基礎。二、教學基本要求以信息技術、遙感技術、傳感技術、變量作業技術等為基礎，掌握精準農業的基本原理和基本知識，并具有從事精準農業研究和實施的初步能力。以3S技術為主線，了解和掌握精準農業研究的基本原理和實施方法，掌握GPS（全球定位系統）設備和GIS（地理信息系統）軟件的應用方法，了解RS（遙感系統）技術的基本原理及應用方法，具有變量作業的初步規劃能力，可利用GPS、GIS和傳感器實施田間土壤屬性信息與作物生物信息采集。對精準農業技術的發展趨勢有一定了解。本課程是農業機械化及自動化專業、農業電氣化與自動化專業、生物環境工程與能源工程專業、農業水利專業、生物系統工程專業或相近專業的專業基礎課。學習這門課程的前提是必須學好相應的基礎課，如《計算機基礎》、《信息技術基礎》、《工程測試技術》、《農學概論》、《農業機械學》等課程，本課程所講述的內容是上述這些學科的綜合運用。所以本課程是學生學習上述課程之后進行講授。三、教學內容及學時分配第一章緒論（4學時）第一節精準農業基本概念第二節精準農業的技術思想第三節精準農業的技術支撐一、全球定位系統二、產量分布的圖生成系統三、變量控制技術四、農業生物信息采集技術五、遙感技術六、作物生長模型七、決策支持系統（DSS）八、智能外精準農業的發展概況。第四節國內外精準農業的發展概況教學要求：掌握精準農業的基本概念和精準農業的技術支撐；了解國內外精準農業的發展概況。教學重點：精準農業的技術支撐。教學難點：農業生物信息采集技術。第二章全球定位系統GPS及其農業應用（6學時）第一節基礎知識一、GPS的發展歷史二、其它獨立的全球定位系統簡介三、GPS的特點第二節GPS導航定位系統的組成一、包括空間部分二、地面監控部分三、用戶設備部分第三節差分GPS定位原理一、位置差分原理二、偽距差分原理三、載波相位差分原理第四節GPS接收機工作原理一、接收機工作原理二、GPS與其它設備的通信三、數據格式及坐標轉換等內容教學要求：掌握GPS的特點和GPS接收機工作原理；了解GPS的組成和定位原理。教學重點：掌握GPS的特點和GPS接收機工作原理。教學難點：GPS接收機工作原理。第三章地理信息系統GIS及其農業應用（6學時）第一節地理信息系統（GIS）概述一、地理信息與地理信息系統二、地理信息系的特征三、地理信息系統的分類四、地理信息系統的組成第二節GIS數據庫一、GIS屬性數據結構二、GIS空間數據結構三、矢量數據結構四、柵格數據結構第三節GIS主要功能一、數據輸入二、網絡與文本編輯三、數據存貯與管理四、空間查詢與空間分析五、數據的輸出與表達第四節GIS軟件平臺一、軟件運行環境與GIS技術特征二、ARC/info系統介紹三、其它GIS軟件平臺四、空間查詢與空間分析第五節實例一、基于GIS的農用土地適宜性評價系統二、GIS預測土地鹽堿化三、GIS在草原調查中的應用四、GIS的Web應用教學要求：掌握GIS的特征組成和功能；了解地理信息系統的軟件平臺和在農業上的應用。教學重點：GIS的特征組成和功能。教學難點GIS數據庫。第四章遙感RS及其農業應用（6學時）第一節遙感的概念一、遙感系統的組成二、遙感信息的獲取接收、處理和應用三、遙感技術的分類四、大氣窗口五、透射特性與遙感信息的關系六、高光譜分辨率遙感技術的研究和發展。第二節航空遙感一、航攝飛機及高度二、航空相片的基本特征第三節航天遙感一、陸地衛星及其數據二、SPOT與衛星及其數據第四節遙感軟件平臺一、圖像處理系統-ERDAS二、ERMapper介紹第五節新一代遙感技術――成像光譜遙感技術一、基本概念二、發展現狀三、應用領域第六節遙感的農業應用一、土壤水分遙感二、農作物遙感動態監測與估產教學要求：掌握RS的概念、遙感信息的獲取接收、處理和應用、航空和航天遙感；了解遙感RS在農業上的應用。教學重點：RS的概念、遙感信息的獲取接收、處理和應用。教學難點遙感信息的獲取接收、處理和應用。第五章作物生產管理決策支持系統（DSS）（4學時）第一節作物生產管理決策的生成第二節專家系統ES及其農業應用一、基本知識二、專家系統的開發三、實例第三節作物模擬系統SS一、概述二、農業專家系統與模擬模型三、棉花模擬模型第四節決策支持系統DSS及其農業應用一、基本知識二、智能決策支持系統IDSS三、小麥生產管理決策支持系統教學要求：掌握作物生產管理決策的生成和作物模擬系統SS；了解作物生產管理決策支持系統（DSS）、專家系統ES在農業上的應用。教學重點：作物生產管理決策的生成和作物模擬系統SS。教學難點：作物模擬系統SS。第六章農業生物信息采集技術（4學時）第一節農田自動氣象站一、農田自動氣象站實例二、智能式傳感器三、集成溫度傳感器四、輻射信息系統第二節土壤監測一、土壤水分測定二、土壤水鹽含量的電磁監測-TDR法三、地表狀況監測第三節作物監測一、冬（裸）黑麥氮肥營養監測二、識別植物與土壤三、識別作物與雜草第四節動物監測一、體溫監測二、雞農質在線自動監測教學要求：掌握和了解農業生物信息的一些采集技術。教學重點：作物監測。教學難點：土壤監測。第七章智能化農業機械裝備技術（4學時）第一節DGPS農機定位與導航一、不同農田作業要求的位置分辨力二、精準農業不同DGPS方案的比較第二節作物產量分布圖的生成一、測產功能二、麥賽福公司的MF40型聯合收割機第三節作物處方圖的生成及智能型變量控制農業機械一、精準種植的農機體系二、精準變量施肥機三、精準變量噴藥機械四、精準變量灌溉五、播種機第四節農機監控系統一、田野之星系統二、英國RDS公司精準農作應軟件系統教學要求：掌握作物產量分布圖的生成和作物處方圖的生成及智能型變量控制農業機械；了解DGPS農機定位與導航和農機監控系統。教學重點：DGPS農機定位與導航。教學難點：作物產量分布圖的生成。第八章農業信息技術與精準農業（2學時）第一節農業信息技術的概念第二節農業信息系統與信息網絡一、主業信息網絡的基本概念二、農業信息網絡的建立三、網上農業科技信息資源建設四、Internet上農業信息資源站點介紹第三節精準農業網站教學要求：掌握農業信息技術和信息網絡的有關知識；了解精準農業網站有關內容。教學重點：農業信息技術和信息網絡的有關知識。教學難點：農業信息網絡的建立。四、推薦教材及參考書目[1]承繼承．《精準農業技術與應用》．科學出版社，2004[2]鄺樸生等．《精準農業基礎》．中國農業大學出版社，1999[3]陳述彭