精準農業

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精準農業概念

毛澤東說：“我看中國就是靠精耕細作吃飯”

傳統的精耕細作是否白玉無瑕？2PPT課件精準農業概念

傳統精耕細作缺點：提高單位面積產量的同時，也極大地增加了農民的勞動強度明末來華耶穌會士利瑪竇說：“中國的這類莊稼一年兩收并有時一年三收，這不僅因為土地肥沃，氣候溫和，而且在很大程度上更是由于人民勤勞的緣故。”

3PPT課件。

中國農業素有精耕細作的傳統，但這不是以信息技術為支持的精準農業精準農業是指對作物管理方法而言的，是“精耕細作”的傳統農業在現代信息社會的延伸

精準農業概念4PPT課件

精準農業概念

精準農業(precisionagriculture)也稱精細農業或精確農業，是20世紀80年代初發展起來的以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式和技術體系。它是在定位、導航的基礎上，根據管理單元的土壤特性和作物生長發育的需要，管理作物的每一個生長過程及各種農業物資的投放(如肥料、除莠劑、殺蟲劑、種子等)，最大限度地發揮土壤和作物的潛力，做到既滿足作物生長發育的需要，又減少農業物資的投入，從而降低物資消耗、增加利潤、保護生態環境，實現農業可持續發展5PPT課件精準農業的核心

因地制宜、按需投入通過這個思想理念，要把每個農田面積的潛力挖掘出來。投入的化肥、農藥、灌溉、要高效率的使用精準農業是很好集成化的工程技術應用形式6PPT課件

精準農業內容

目前世界精準農業的生產實踐已涉及到施肥、精量播種、作物病蟲害防治、雜草清除和水份管理等有關領域，其中以土壤養份管理和施肥技術方面最為成熟。7PPT課件

精準農業內容一是農業規劃布局精準。農業項目的安排及分布與資源稟賦特點恰好吻合二是農業生產投入精準。農業生產投入量、投入時間、投入方式等與每平方厘米的土地狀況及每個生物的個體生長狀況恰好吻合三是農業產出精準。農業產出量、產出結構、產出時間等與市場需求狀況恰好吻合通過這些方面的精準化，使農業自然資源、經濟資源、市場資源、社會資源等得到最有效、最佳的利用8PPT課件精準農業的實施過程

1、獲取每個農田的信息

2、該如何管理

3、怎樣把因地制宜管理的具體措施，如化肥的量，農藥等科學地投入到生產中去9PPT課件精準農業系統組成

全球定位系統(GPS)、農田信息采集系統、農田遙感監測系統(RS)、農田地理信息系統(GIS)、農業專家系統(ES)、智能化農機具系統、環境監測系統、系統集成、網絡化管理系統和培訓系統，其核心是“3S”(即GIS、GPS、RS)技術。10PPT課件11PPT課件“3S”及相關技術簡介

地理信息系統(GIS)

是基于計算機、數據庫技術的數據管理技術。人們使用的地形圖、專業圖和文字表示的各種地理要素，儲存在計算機內，通過計算機及數據庫管理軟件，可以對有關內容進行快速查詢、評估、分析、更新、修改、存檔、傳輸等。通過GIS可快速檢索各點的土壤、空氣等農業狀況，再據此采取措施，有針對性的運用精準農機進行操作。如北京市基本農田管理信息系統收納了整個北京郊區所有耕地現狀及其屬性信息，使農業工作者通過計算機可在短時間內查詢了解整個郊區基本農田利用、使用現狀等信息12PPT課件13PPT課件“3S”及相關技術簡介

全球定位系統(GPS)

GPS是利用地球上空的通訊衛星、地面上的接收系統和用戶設備等組成的高精度、全天候、全球性的精確定位系統。GPS是精準農業的基礎，主要用于實時、快速地進行田間信息的采集和田間操作的精確定位，在精準農業中發揮了重要作用，為農田信息定位，指揮農機行走和農機作業，同時對周邊環境進行不定期監測定位，為農業專家系統提供有益的空間信息14PPT課件GPS應用15PPT課件“3S”及相關技術簡介

遙感系統(RS)

遙感系統RS是指從遠距離高空及外空間的遙感平臺，利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器掃描、攝影和信息感應，把獲取的信息傳輸到地面，從而研究地面物體的形狀、大小、位置、溫度、狀態等。16PPT課件“3S”及相關技術簡介

遙感系統組成

①信息源。信息源是遙感需要對其探測的目標物。

②信息獲取。信息獲取是指運用遙感技術裝備接受、記錄目標物電磁波特性的探測過程。信息獲取主要包括遙感平臺和遙感器，其中遙感平臺是用來搭載傳感器的運載工具，常用的有車載，手提，氣球、飛機和人造衛星等；遙感器是用來探測目標物電磁波特性的儀器設備，常用的有照相機、掃描儀和成像雷達等。17PPT課件“3S”及相關技術簡介

遙感系統組成③信息處理。信息處理是指運用光學儀器和計算機設備對所獲取的遙感信息校正、分析和解譯處理的技術過程，從遙感信息中識別并提取所需的有用信息。信息處理設備包括彩色合成儀、圖像判讀儀和數字圖像處理機等。④信息應用。信息應用是指專業人員按不同的目的將遙感信息用于各業務領域的使用過程。18PPT課件19PPT課件“3S”技術在精準農業中的應用GIS在精準農業中的應用

1.對GPS和傳感器采集的各種離散性空間數據進行空間差值運算，形成田間狀態圖

2.對點、線、面不同類型的空間數據進行復合疊置，為決策者提供數字化和可視化分析依據

3.利用GIS的緩沖區分析功能，能直觀地顯示分析灌排系統的控制范圍、水肥的有效滲透區域、病蟲害的擴散范圍以及周圍環境對作物生長的影響范圍等20PPT課件“3S”技術在精準農業中的應用GIS在精準農業中的應用4.利用GIS的路徑分析功能，能夠快捷地確定出農道、水系、機井等各種農業基礎設施的最佳空間布局和機械噴施農藥、化肥以及收獲作物的最佳作業路線5.與專家系統和決策支持系統相結合，生成作物不同生育階段生長狀況“診斷圖”和播種、施肥、除草、中耕、灌溉、收獲等管理措施的“實施計劃”6利用GIS的數字高程模型(DEM)，計算作業區的面積周長、坡度、坡向、通視性等空間屬性數值21PPT課件“3S”技術在精準農業中的應用GPS在精準農業中的應用1.精確定位水、肥、土等作物生長環境的空間分布。2.精確定位作物長勢和病、蟲、草害的空間分布。3.精確繪制作物產量分布圖。4.自動導航田間作業機械，實現變量施肥、灌溉、噴藥等作業

22PPT課件“3S”技術在精準農業中的應用

為實現上述功能，需要將GPS接收機和田間變量信息采集儀器、傳感器以及農業機械有機的結合起來。安裝有GPS接收機的農田機械及田間變量信息采集儀器，除能夠不間斷地獲取土壤含水量、土壤養分、土壤壓實、耕作層深度和作物病、蟲、草害以及苗情等屬性信息，與此同時還同步記錄了與這些變量相伴而生的空間位置信息，從而為進一步生成GIS圖層和專家決策提供了基礎數據。23PPT課件“3S”技術在精準農業中的應用

RS在精準農業中的應用

1.農作物長勢監測和產量估算

2.土壤水分含量和分布監測

3.作物水分虧缺監測

4.作物養分監測

5.農作物病蟲害監測24PPT課件我國精準農業發展

我國“精準農業”技術的應用較發達國家要落后20年以上，甚至有些地方還是一片空白。近年來，信息技術飛速發展，其在農業上的應用也得以重視國家在S863計劃中已列入了精準農業的內容，國家計委和北京市政府共同出資搞北京精準農業示范區。中國科學院也把精準農業列入知識創新工程計劃，另外，新疆、黑龍江也在爭取立項。目前中國關于精準農業的研究和應用還處于起步階段。25PPT課件小湯山精準農業

小湯山國家精準農業研究示范基地是1999年在國家發改委、北京市發改委、北京市科委、北京市農委、北京市財政局支持下，由北京市農林科學院信息技術研究中心承擔建設的我國第一個精準農業技術研究試驗示范基地，2002年10月竣工完成，占地2500畝，總投資5209萬元。該基地建立了以3S技術為核心和智能化農業機械為支撐的節水、節肥、節藥、節能的資源節約型的精準農業技術體系。

26PPT課件27PPT課件小湯山精準實驗

信息獲取測土是分析研究第一步，在2500畝田上取樣有難度，取樣多，化學分析成本高，取樣少不精準，因此要找到平衡點設計一個規劃采樣，先比較密地取一塊田，然后分析這個地的變化情況，變化比較大，就加密農田，用數據模型算出農田加密程度，如果變化不是很大，就取稀一些

2500畝的地上選取713個取樣點28PPT課件29PPT課件小湯山精準實驗

遙感技術通過遙感技術，大面積地獲取信息，這是大面積推廣的主要信息源

2002年，在小湯山，進行4次大型的飛機、衛星、地面同步測量試驗

4次遙感飛行試驗，積累了60G的遙感飛行數據，這些數據利于建立模型30PPT課件31PPT課件32PPT課件33PPT課件34PPT課件35PPT課件小湯山精準實驗

運用智能機器將數據錄入到計算機，經軟件處理，變為處方圖，并按照要求進行變量操作的智能機器研發

36PPT課件農業專家系統

錄入大量信息，土壤、溫度、水分、病蟲害、讓計算機像專家一樣會分析問題，能從數據中找出作物增產的規律，而農民能利用這個規律來對照作物生長的過程中各種條件變化，科學地進行調整，從而達到增產的目的此系統是集合多個學科，多個專家的知識，這個專業能代替技術人員，深入到村，深入到戶，來指導農民進行種植和養殖

10年間，863電腦農業推廣到26個省市、自治區，已經開發出大田作物、蔬菜、水產、果樹、藥材等專家系統37PPT課件小湯山精準實驗

變量施肥機38PPT課件39PPT課件手機控制的遠程噴灌系統40PPT課件變量噴藥噴肥機

41PPT課件收獲機收獲作業

42PPT課件產量監視器43PPT課件小湯山精準農業

攝像頭下的鮮切花基地

一片占地200畝的鮮切花生產基地，采用精準農業技術整一年，鮮花品質提高，節水省藥少施肥，基地增收360萬元，農民人均收入提高1000元。農田還是那片農田，農業卻已不是傳統意義上的農業。“精準”概念的引入，激發了農業生產管理方式的變革，帶動農業增效和農民增收

44PPT課件小湯山精準農業5月28日，小湯山某鮮切花生產基地中控室。溫室環境監控大屏掛在墻上，數字頻閃的表格中，數十棟溫室內的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度一目了然。當A1棚濕度顯示由紅:85%！技術員立刻開啟一旁的網絡視頻語音監控系統，點擊“一排溫室”發令:“濕度大了，請開風口和天窗！”視頻畫面上，一名農民操作員立即行動起來。10分鐘后，系統傳來語音回復:“全部打開。”大屏幕上，紅色數字隨即下滑，很快恢復成綠色:70%45PPT課件小湯山精準農業

這些實時監控的環境指標可以自動報警，綠色表示正常，紅色即為報警。”基地技術員馬明介紹，這套溫室環境監測與智能控制系統，通過室內傳感器“捕捉”各項數據，經數據采集控制器匯總、中控室電腦分析處理，結果即時顯示在屏幕上。管理人員通過另一項技術——視頻語音監控系統隨時指揮46PPT課件高山杜鵑春石斛

47PPT課件靈芝南瓜48PPT課件49PPT課件50PPT課件墻培袋培51PPT課件小湯山精準農業

茄子也吃“營養餐”

小湯山老馬瓜園，2號觀光溫室，兩百多盆盆栽茄子該施營養液了。管理員在儲存攪拌罐前輕按開關，隨后把注肥器上的水肥比例調到刻度1%，又在控制器上輸入時間:1小時30分。指端三個微小的動作，前后不過十幾秒，完全替代了手工操作下至少半小時的繁瑣工作。液肥精準施用系統開始工作了，配比固定的“營養餐”源源不斷地送進了茄子的“口”中

52PPT課件小湯山精準農業

免費的高端技術

老馬觀光瓜園引入了精準農業技術，當年收入就竄升到60萬元，同期增長近五倍。預計，全區示范推廣農田達到四千畝，帶動三萬農戶應用精準農業技術。截至目前，市、區、鎮三級政府已為技術開發、項目推廣投入資金上億元。政府買單，為農業生產基地和農民購置設備，舉辦培訓班。目前，大多數農業基地、農業龍頭企業、農民專業合作組織都已經用上精準農業技術53PPT課件小湯山精準農業

再造新農業

小湯山地熱資源豐富，溫度高，是一種無污染的高效清潔能源。而這為發展溫室農業提供了得天獨厚的條件。近年來地熱溫室已向大型化、規模化、現代化的方向發展,最具代表性的是位于小湯山南溫榆河畔的北京現代農業園,面積約5平方公里。其資源豐富，區位優勢明顯：水利資源豐富，有效灌溉率81.2%；有地熱礦床帶，地熱水出口溫度55℃；多年種植苜蓿草，未施用化肥、農藥，符合有機食品生產條件，建立地熱溫室,生產優質花卉和特種蔬菜等。

54PPT課件小湯山精準農業

除了依靠天然條件外，小湯山還注重調整農業結構，大力發展了現代農業和觀光農業，積極發展設施農業，形成了小湯山特菜、林木種苗、花卉、高檔淡水魚養殖等一批優勢產業。經過多年的發展，全鎮農業結構實現了由生產型向生態型、由數量型向質量型、由常規型向有機生產型的轉變。55PPT課件56PPT課件57PPT課件智能溫室娃娃

智能溫室娃娃，可對溫室和大棚的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、光照強度等重要的環境參數進行實時監測，測量的結果可以在中文液晶屏上直觀地顯現出來，所測量的數據存入到存儲器中，便于用戶查詢智能娃娃像手機一樣，自上而下是屏幕、按鈕，數字，機器上方鏈接三根導線，分別用于測量土壤、空氣和光照。如果它提示溫度高了，就可以馬上打開大棚的放風口58PPT課件59PPT課件精準農業技術優點

第一，它能最有效地提高資源利用率第二，它能最有效地降低生產成本第三，它也能最有效地節約流通費用第四，它能最有效地提高產品質量第五，它有利于實現農業的可持續發展60PPT課件我國精準農業的發展現狀

發展現狀

20世紀末，精準農業技術已在我國北京、新疆、黑龍江、廣東等地進行了中等規模的試驗，并取得了一定的成果，部分成果如遙感農情診斷技術、GIS支持下的精耕細作技術，已經用于大面積生產

61PPT課件我國精準農業制約因素基礎數據缺乏精確農業依賴于海量準確的基礎數據，既包括耕作、區域精確的GIS地圖等基礎空間數據，更需要耕作區精確到作物生長環境數據，包括光、熱、水、土、氣等基礎數據，還需要作物生長過程的動態數據，這些數據的取得需要花費大量的時間、財力與精