9．3 精准农业技术系统概要

9．3．1 精准农业分类

    根据是否利用定位技术，可以把精准农业分为两大类。一类是基于地图的精准农业，另一类则是基于传感器的精准农业。两类方法各有优缺点。下面简要地介绍一下其主要思想。

（一）基于地图的精准农业

    是以如下步骤进行操作：对农田土壤利用网格采样法取样；然后，对土壤样品进行实验室分析；进而，生成针对于土地内每一立地（管理小区）的土壤特性图；最后，利用所生成的图来控制变率实施器（智能播种机、施肥器等）实施精准农业管理。在土壤采样和最后的实施阶段要用到差分全球定位系统（DGPS），而在土壤取样、形成土壤特性图和最后的实施阶段要利用地理信息系统（GIS）。

（二）基于传感器的精准农业

    是指在操作过程中，通过利用实时传感器和反馈控制来测量所需的土壤和作物参数，然后马上利用这一信息来控制变率实施器。这一方法不使用差分全球定位系统。

9．3．2 精准农业的系统组成

    在实际应用中，经常是两种类型综合使用，尤其是很少有单纯基于传感器的精准农业，因为实施起来还有很多技术难题。现在运行的多数系统是第一类系统，或是以第一类系统为主，部分整合了第二类系统。

    图9-2示意的是一个典型精准农业的系统组成。首先，精准农业的驱动力来自于减少投入，这包括原料（种子、肥料、农药等）、管理费用、可能污染环境的物质等，而减少投入的驱动则来自于3个主要方面：（i）为了获取更大的经济效益，（ii）社会与立法的要求和（iii）环境保护与可持续发展的要求。

    精准农业的实现来自于控制增强和管理信息系统两个方面，其中控制增强主要有以下几个方面：GPS等车辆定位系统、地理信息系统及其控制实施系统。而管理信息系统则有3个主要部分：决策支持系统（DSS）、作物模型和地理信息系统。

    农业生产是在异质性的耕地上进行的，而地理信息系统是对异质性进行管理的有效工具，所以GIS在精准农业上具有广泛的应用。主要表现在：

（1）对农业空间数据的存储。包括精准农业所需地形、土壤类型、土壤理化性质专题图等的存储与管理。

（2）农业空间数据的显示。根据精准农业管理目的的需要，利用所存储的数据进行制图与显示，以辅助农业管理与决策。

（3）农业空间数据的分析。包括从存储的农业空间数据中提取对精准农业实施有用的其他数据，例如根据地形图、土壤肥力图等信息制定施肥、喷洒农药、灌溉、播种等的管理方案。