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遙感技術在農業上的應用范文1

【關鍵詞】農業院校 遙感實驗課程 教學模式

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0242-01

一、引言

遙感技術作為現代信息技術的重要組成部分，可快速、有效的采集大范圍的地球空間信息，反映地球資源環境動態變化，在地球資源調查與規劃、農業生產管理、環境質量評價與監測、氣象監測、測繪、礦產、軍事等方面得到廣泛的應用。遙感課程是農業院校地理信息系統專業、環境專業、農業資源與環境專業、林業、草業等專業本科生普遍開設的課程。遙感試驗課是遙感課程的實習部分，緊密結合遙感理論課程的教學內容，使學生通過該課程的學習具備分析處理和解譯遙感數據的目的，加深對遙感理論課知識的消化和吸收，并且能利用遙感技術解決自己所學專業領域相關問題，具備一定的遙感技術的應用能力。

二、農業院校開設遙感課程的必要性

農業院校許多專業在本科教育中都會開設遙感課程。遙感課程是地理信息系統（GIS）專業的核心課程，遙感數據是GIS的數據源和更新源；農業資源與環境專業學生利用遙感技術掌握基本的土地規劃與制圖、資源信息管理等方法；對于環境科學專業，遙感技術可以應用到水污染、海洋污染、大氣污染、固體垃圾等各個領域；對于林學專業，可利用遙感技術清查森林資源、監測森林火災和病蟲害；對于農學專業，遙感技術可用于作物估產、作物長勢及病蟲害預報；草學專業，可以進行草產量估算，草地資源調查等。輔助遙感理論課程的遙感實驗課程的主要目的是通過學生的動手實踐，對遙感的原理、概念、應用有進一步的認識和理解，培養學生遙感軟件操作能力和解決實際應用問題的能力。

三、農業院校遙感實驗課程存在的問題

遙感實驗課程是遙感課的實習部分，要求配合理論課的教學內容，開展野外觀測和上機實驗。但目前許多農業院校相關專業對遙感課實驗部分重視不夠，僅開設有限的上機實習。而學生對該課程的理解也不足，沒有充分認識到遙感技術在本專業領域的應用前景，對課程學習積極性不足。另一方面，農業院校相關專業本科生前期知識儲備不足，遙感技術的掌握要求具備許多相關的物理、數學、地理學、計算機技術等知識，而農業相關專業在本科教育中沒有更全面深入的學習這些相關知識，造成學生很難理解掌握較深的遙感課程內容。尤其在實驗課上，需要一定的計算機水平來支撐遙感軟件的應用，很多學生入門難，加之實驗課時設計較少，使得學生不能很好的掌握遙感技術，應用受到限制。

四、課程簡介

農業院校相關專業的遙感課程一般理論課30個學時，實驗上機10個學時。遙感實驗課程的教學目標要求學生掌握遙感軟件的基本操作，掌握遙感數據的獲取方法；熟悉影像處理、提取的方法，并能將遙感方法應用到本專業領域，完成實驗大作業及實驗報告。教學方法以實驗課上機操作為主。考核方法為平時出勤、課堂表現、實驗結果、實驗報告等方面。

五、遙感實驗課程內容體系設計

遙感實驗課程內容以遙感觀測儀器的使用、遙感數據獲取、遙感數據處理、遙感信息提取，以及遙感在本專業領域的應用五個方面形成一套完整的體系。遙感觀測儀器的使用：主要包括對典型地物反射光譜特征的測量與分析，掌握野外光譜測量方法。可在校園內晴天選擇不同的土地利用類型測量分析不同地物（如林地、草地、裸地、水體等）的光譜特征。遙感數據獲取：要求學生能通過網絡手段下載獲取一定區域、一定精度、相應時段的遙感數據。遙感數據處理：利用遙感軟件掌握遙感圖像的校正、裁剪、拼接、圖像增強等的基本操作。遙感信息提取：利用遙感軟件掌握遙感數據的信息提取及分類方法，能利用遙感數據目視解譯對地物進行分類。遙感在本專業領域的應用：要求學生利用前期掌握的遙感技術方法，針對本專業領域的研究，提出問題，利用遙感技術獲取所需信息，加深對遙感技術的認識和理解，引導學生利用遙感技術解決本專業問題，為其以后自主、有效的利用遙感所需知識解決實際問題做好鋪墊。

六、完善配套材料，改進教學方法，提高教學質量

應進一步完善遙感課程實驗課的教材編制，使學生有參考資料。另一方面，要完善遙感實驗課程影像數據庫的建設，收集農業、環境等相關專業領域的遙感影像，包括不同衛星來源、不同時相、不同分辨率的遙感數據用于該課程遙感影像數據庫的建設，形成體系，以保障遙感實驗課程教學需求。在教學方法上，充分利用多媒體和網絡教學，促進學生課下自主學習，提倡學生利用課余時間提前掌握遙感軟件的基本操作，在課堂上將更多的時間利用到遙感技術的應用案例分析上。在考核方式上，主要包括平時出勤、課堂表現、實驗結果、實驗報告幾個方面。要求學生以遙感技術在本專業領域的某一方面的應用為內容，通過影像的下載、圖像預處理、信息提取、處理等步驟，得到實驗結果，并完成一份詳實的實驗報告。

七、總結

遙感課程是農業院校環境專業、農業資源與環境專業、草業等專業本科生普遍開設的課程。遙感試驗課程結合遙感理論課程的教學內容，使學生通過野外觀測及上機實踐，具備分析處理和解譯遙感數據的能力，能利用遙感技術解決自己所學專業領域相關問題。本文針對農業院校遙感實驗課程存在的問題，設計了一套遙感實驗課程內容體系，對遙感實驗課程教學模式進行了探索研究。以期更好輔助于遙感理論課知識的掌握及吸收，使學生具備學生利用遙感技術解決本專業領域問題的能力。

參考文獻：

[1]潘竟虎，趙軍.高師遙感課程實踐教學的改革[J].理工高教研究，2008，01：118-120.

[2]奚秀梅，賀凌云.遙感課程實驗教學改革與設計[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2010，03：110-111.

[3]那音太.“遙感圖像處理”實驗課程教學改革與實踐[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2015，01：149-151.

遙感技術在農業上的應用范文2

農業遙感平臺包括航天平臺、航空平臺、地面平臺三種，地面平臺有三角架、遙感塔、遙感車等，主要用于近距離測量地物波普，獲得地物細節影像。遙感技術并不是完美的，受技術水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約，存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問題。

1 遙感技術與能源作物

遙感技術已經廣泛運用到精準農業中，給農業管理帶來了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源，污染少、可再生等特點越來越受到國際社會的關注。針對能源作物的遙感技術也不斷的發展進步[1]。

1.1 農業遙感技術現狀

當前農業管理的內容包括施肥、除蟲、產量、除草、質量、作物生長狀態監視等，都可以通過遙感技術進行監測。遙感技術基于光譜信息的采集，可以發現人眼觀察不到的信息，比如蟲病感染、營養缺失、農藥殘留等。隨著衛星技術的發展，遙感技術被廣泛運用于土壤調查、農作物估產、水資源調查等領域。當然遙感技術本身也存在著一些缺陷，如光譜范圍受限制、周轉時間過長、無法實時觀測、空間分辨率低等。

1.2 能源作物應用現狀

生物能源指任何非化石生物材料所產生的熱能來源，可以來自海洋及陸地，包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類：糖類和淀粉作物、油類作物和木質纖維作物。糖類和淀粉作物方面，小麥和玉米在我國主要用于生產乙醇，乙醇生產成本低，具有很強的市場競爭力；油類作物方面，油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種，我國對于生物柴油的研發比較晚，但發展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜，木本植物方面種植麻風樹、綠玉樹、光皮樹、山楓子；木質纖維作物方面，多數木質纖維素類作物人處于開發和篩選階段，大規模種植技術和運輸問題也需要解決。Miscanthus由于養分需求少、不侵蝕環境、水量需求低等特點，已成為我國最具潛力的可再生能源來源[2]。

2 地面農業遙感平臺在能源作物生物量監測中的研究與應用

2.1 地面遙感技術監測能源作物應用現狀

與其他農作物監測采用的方法一樣，能源作物遙感監測的方法包括衛星、小型飛機、地面遙感裝置三種，各有優劣。衛星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉時間長；小型飛機工作環境靈活，時間靈活，但存在著地域局限性。

2.2 地面農業遙感平臺在能源作物生物量監測中的研究與應用

地面平臺包括三角架、遙感塔、遙感車、遙感船、建筑物頂部裝置等，用于近距離捕捉地物細節影像和地物波普。目前地面遙感平臺的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器，放置在38m高的云臺上，可進行水平360°垂直90°的轉動，鋼塔一般設置在能源作物的中間，以方便進行全方位的觀測。相比于其他遙感方式的不足，一塔式的獨立遙感系統具有空間分辨率高、時間周轉快、光譜分辨率高的特點。

但地面遙感平臺也存在圖像幾何失真，遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點：遙感平臺的運行狀態；地球本身對遙感圖像的影響；傳感器內部失真；平臺高度變化，軌道偏移和姿態變化等。造成圖像輻射失真的原因有：傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等，可通過糾正輻射亮度來消除輻射誤差。

為了加強遙感圖像的精確性，必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法：建立幾何失真的數據模型，利用數學模型消除幾何失真；收集實地地物的真實坐標值，確定真實值與失真后圖像間的關系，以校正失真誤差。在實際操作中，通常會把兩者連起來用。首先建立一個幾何失真的數學模型，建立失真圖像與標準圖像之間的關系，實現不同圖像空間中象元位置變換；然后利用這種對應關系把失真圖像中的象元轉化到標準空間中，主要有直接轉換法和重采樣法兩種手段。

遙感技術在農業上的應用范文3

關鍵詞：遙感；監測；信息

中圖分類號：TP79 文獻標識碼：A

1 監測系統的意義

應用資源衛星數據，許多國家開展了農業資源調查、農作物長勢監測、面積監測和產量預報等。農情信息是指導農業生產、制定糧食政策與對外貿易政策的重要信息。早在20世紀70年代西方多國就合作開展了大面積農作物長勢監測、遙感估產計，充分利用了農業、氣象、數學、計算機、GPS地面調查及遙感技術。近20a來，一些西方國家利用資源衛星進行小麥、大豆、水稻、玉米和馬鈴薯等農作物的估產，以增加或減少某種農作物的種植或確定糧食政策。

遙感技術在我國農業上的應用，從20世紀70年代末起步，經過20a的艱苦努力，目前已發展到實用化水平。我國農作物遙感估產研究取得了很大發展，從冬小麥單一作物發展到小麥、水稻、玉米等多種作物，從小區域發展到大區域，從單一信息源發展到多種遙感信息源的綜合應用，監測精度不斷提高。

農作物遙感估產包括長勢與趨勢監測和產量早期預報等兩個方面。在充分利用多年來遙感估產成果的基礎上，建成了NOAA AVHRR數據實時預處理系統，并利用AVHRR最大NDVI圖像與上年同期數據對比實現農作物長勢遙感監測；在高精度耕地數據庫的支持下，解決和研發了作物長勢遙感監測綜合方法、區域作物生長過程遙感提取方法。從實時作物長勢監測、作物生長過程監測、農業氣象分析、物候和土地利用等輔助信息的運用等角度，構建了綜合分析作物長勢的技術。利用遙感技術對農作物進行監測具有效率高、費用低、靈活性強、簡單易用和多用途的特點，精度基本可達95%以上。

東北地區是我國重要的糧食生產基地，進入21世紀后，建立現代化高標準的農業生產基地，對決策的科學化提出了更高的要求。隨著社會主義市場經濟體制的逐步建立，運用原有的信息渠道很難保證所需信息的可靠性、精確性與時效性。建立“東北地區玉米、水稻、大豆遙感監測系統”可實現信息收集和分析的定時、定量和定位，將使農業的科學決策提高到一個新的水平，促進農業由傳統農業向現代農業過渡，加快與國際市場接軌的步伐，實現農業與農村經濟的可持續發展。20世紀70年代以來，歐美等先進國家應用遙感技術在農業生產上取得了巨大經濟效益和社會效益。我國是農業大國，特別是東北地區耕地資源豐富，農業生產比較發達，本項目具有廣闊的應用空間，它的實施也將在農業生產、農業資源保護開發和社會主義新農村建設方面發揮巨大作用。

2 監測系統的目標

監測玉米、水稻種植面積增減變化及原因；背景數據庫的建設；地面樣方布局設立；玉米、水稻單產估算模型設計；玉米、水稻長勢監測。

3 技術路線

3.1 信息獲得

通過SPOT、TM、CBCS圖像獲取農作物種類、面積和分布狀況；通過MODIS圖像進行農作物長勢及洪澇、干旱災害的監測；利用GPS技術進行地面監測并對遙感圖像進行校正和補充；利用GPS技術設立固定監測點，結合遙感圖像監測對區域內的土地沙地、堿化及洪澇進行監測；通過調查獲取有關圖件、數據及其他自然與社會經濟資料。

3.2 建立地理信息系統數據庫

用GIS對獲取的各類信息進行格式化與規范化處理、儲存。

3.3 信息分析

運用GIS監測空間分析功能和有關專業模型，對數據庫中的數據進行解譯、分析、摸擬、監測。

3.4 決策支持

在信息分析的基礎上，通過信息與技術集成形成決策支持系統，提供咨詢服務，并可具體回答以下幾個方面問題：各作物的面積、產量、長勢、環境現狀、存在問題、農業環境發展趨勢、資源利用形狀、沙化、堿化、洪澇的范圍、程度、分布等。

技術流程圖見圖1。

圖1 技術流程圖

4 監測系統的內容

4.1 劃分不同的區域

根據東北地區不同的生態特征和地域分異規律，確定玉米、水稻生態區區劃指標，劃分出若干個玉米、水稻生態適宜區。在生態適宜區的基礎上劃分遙感監測區，然后進行監測樣點的配置。每個生態適宜區作為一個估產單元。

4.2 收集玉米、水稻生育期數據資料，建立東北地區玉米、水稻生育期基礎資料數據庫

按玉米生長的苗期、拔節期、抽穗期、籽粒灌漿（臘熟）期和水稻生長的拔節期、花期、灌漿期收集日照、溫度（≥10℃積溫）、水分（降水量、蒸發量）、養分、旱災、風災數據資料；收集各個不同生態適宜區的種植制度、農業措施、播種方法的資料；把所收集的數據全部錄入到數據庫中。

4.3 選擇最佳衛星監測時相

玉米面積提取：穗期階段至花粉期階段（7月下旬至8月中旬）。

玉米產量預測：以高空間分辨率衛星數據為基礎，利用EOS衛星的MODIS資料數據，對玉米拔節期、抽雄期、成熟期的NDVI進行監測，通過長勢監測對比，計算出玉米單產。

水稻面積提取：利用資源衛星TM或CBCS選擇水稻的花期影像，提取水稻面積。

水稻產量預測：以高空間分辨率衛星數據為基礎，利用EOS衛星的MODIS資料數據，對水稻各個生育期進行NDVI監測。通過長勢監測對比，結合其他資料，計算出水稻單產。

4.4 監測樣方的地面資料調查與獲取

以劃定的生態適宜區為基礎，平均每個生態適宜區布設5個樣方，要根據自然地理特征及玉米、水稻主產區的不同，有側重的布設樣方，地面樣方的尺寸應為500m×500m或1000m×1000m大小。

地面樣方調查方法是首先在每個生態適宜區內確定1個代表本區最基本的土、肥、水、氣等因素的樣方，進行實地調查。然后統一調查項目，統一調查標準、統一調查時間，在各樣方上展開工作。地面樣方調查分為兩部分。一是小地類調查，每種作物完成一次即可。二是地面抽樣樣方調查，調查內容包括樣方內的各種地類面積（GIS管理），每種作物完成一次；長勢和旱情（含其他可調查的重大自然災害類型、程度等）；單產調查；訪問農民。

調查所獲取的各種圖件資料、數據資料、樣方調查報告由項目組人員分別數字化錄入、建檔并存入數據庫中。

4.5 面積監測中的小地類系數獲取

以玉米水稻生態適宜區為基礎，從每個生態適宜區采取隨機抽樣的方法，進行實地測量，計算出小地類系數，每種作物抽樣應不少于10個樣方，樣方尺寸不小于1000m×1000m×1000m。

4.6 種植面積圖解譯、編制與成果匯算

采用RS軟件對玉米、水稻面積進行解譯、面積量算、匯總。采用GIS應用軟件對解譯面積進行編制繪圖。

5 監測系統的建設前景

遙感技術在農業上的應用范文4

[關鍵詞]地質勘探 遙感技術 發展前景

[中圖分類號] TP7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-265-1

遙感技術的出現在很大程度上提高了人類原本及其狹小的視野范圍和視覺能力，帶給了人類宏觀、多角度、多層次看待地理事物的機會，遙感技術發展到當今社會，已經成為人們必不可少的一個地質勘查技術手段，對人類的地質調查、礦產查詢都起著十分重要的作用。

1地質勘探中遙感技術的應用范圍

1.1對于地質構造信息的獲取

利用遙感技術進行相關的地質勘探工作最為主要的一個標志就是反映在相關的空間信息上。從地理環境所處的區域成礦線狀影像圖上就可以提取到許多十分重要的信息，包括酸性、堿性的巖體，火山形成的盆地，火山的構造以及熱液活動等一系列的地理環境都可以為遙感系統提供許多重要的內容。當斷裂是一個較為主要的控礦構造的時候，對于斷裂地區的構造遙感信息的重點提取可以收獲常規手段收獲不到的內容。遙感技術在地質勘探中的成像過程中還有可能會產生“模糊作用”，常使用戶感興趣的線性型際，紋理等重要信息顯得模糊不清，難以令相關的工作人員進行辨識工作，從而給遙感技術的進一步擴大使用留下了隱患。

1.2基于植被波譜的找礦意義

從生物的角度來說，在地下微生物和低下暗河的參與下，礦區內部的很多金屬元素或者是金屬礦物質都會引發礦區上層地質結構的構造變化，從而導致礦區上層地表覆蓋土壤成分的變化。而在礦區上層地表覆蓋有土壤的地方，往往生長著許多的植被，而這些植物對于金屬元素都能夠產生不同程度的吸收和聚集作用，進而影響到綠葉體內的葉綠素的含量，從而使得遙感衛星所觀察到的植被波譜出現異常。在礦區上方生長的這些植物的變化在沒有遙感技術之前，是很難被地質勘探的工作人員總結出來的，而遙感技術的出現在很大程度上幫助地質勘探工作有了一個更好的手段發現礦區構造。

1.3礦產改造信息的標志性

當礦區的主題礦床形成之后，受到礦床所在地區地理環境、地理空間位置變化的影響，往往會導致礦床的某些性狀發生一個根本性的變化，從而導致地質勘查人員的工作難度增大。而通過遙感技術獲取到的宏觀遙感技術圖像的對比，就可以十分輕易的研究出礦床的剝蝕改造作用，進而結合礦床進行成礦深度的詳細研究。通過深入的研究區域內平面構造關系圖和礦床位置的關系，就可以找到不同礦床在不同的區域構造圖中的變化規律，進而建立一個較為完善的地質勘探標志體系，從而有利于后續開發工作的進展。

2地質勘探過程中遙感技術的發展前景

2.1高光譜數據及遙感微波的運用

高光譜技術是指集探測器技術、精密光學儀器、微弱信號檢測、計算機技術等多種高精技術于一體的綜合性技術，對于地質勘探工作效率的提升有著十分顯著的作用。基于高光譜技術的遙感微波可以以納米級的光譜分辨率，在完成的生成圖像的同時記錄下多達上百條的光譜數據通道。而從每個成像單元上提取出的光譜數據則可以建立一條連續的光譜曲線，從而進一步的實現了地理物理空間信息、輻射數據信息和光譜成像信息之間的同步，因此這種基于高光譜技術的遙感微波有著十分光明的應用前途和發展前景，我們應該充分的關注這種技術的發展，并不斷的與自身的實際情況相結合，將其應用到自身的實際工作當中，為地質勘查工作做出應有的貢獻。

2.2數據的融合

隨著在地質勘探過程中遙感技術的不斷發展，尤其是微波、多光譜等各種新型的傳感器材的不斷問世，他們開始以各種不同的空間尺度和時間周期以及光譜范圍等多個方面反映出目標物品的各種特性，構成了同一地區的多源頭數據鏈。但是相對于單源頭的數據來說，這種多數據源頭的數據形式可以在多個方面形成一個較為鮮明的對比，從而幫助地質勘探人員更好的完成相關地質勘探數據匯總工作，從而極大程度上提高了工作的準確性和效率。基于這方面的數據融合主要包括來自遙感衛星上個數據的融合處理，遙感數據和非遙感系統產生的數據融合處理。盡管在遙感技術中數據的融合取得了許多令人可喜可賀的進展，但是相對來說并不十分成熟的算法公式令數據的融合仍然存在著許多的問題。因此，在以后的工作中仍然需要地質勘探的相關工作人員不斷的進行相關的補充和完善。

2.3圖像接受、處理及信息提取技術的發展和完善

除了以上幾個方面之外，遙感技術另外一個十分值得重視的發展方面就是要不斷的提升遙感圖像的接收成像能力、以及對于遙感系統所產生信息的提取和處理能力。而要想做好這個方面的遙感系統開發工作，則應該從以下方面入手，首先應該進一步發展具有高分辨率的傳感器，以便能夠接收更加微弱、更加細小的地質信息信號。其次，加強信息的提取方法還包括應該解決計算機處理的技術問題，如補償信號在傳遞過程中的丟失以及失真，圖像的不清晰成像等。這些問題都是十分值得重視的方面。另外，加強對于后備人才梯隊的培養也是一個十分重要的方面，只有不斷的提升地質勘探人員的技能素養，才能夠滿足相關技術的發展需求。

3結語

綜上所述，在地質勘探的工作當中，遙感技術為其效率的提高和工作范圍的擴大提供了強有力的支持并獲得了極大的成功。遙感技術的直接應用是遙感信息的提取，遙感技術的間接應用范圍更加廣泛，包括對于地質構造信息的獲取、基于植被波譜的尋礦等。因此，地質勘探行業的從業人員一定要從實際出發，不斷的加強對于遙感技術的學習，以滿足日益發展的地質勘探行業的要求。

參考文獻

[1]黨永峰.遙感技術在森林資源連續清查中的應用---以利用遙感技術分析森林植被、地類的動態變化為例[J].林業資源管理，2004，（06）：94-95.

遙感技術在農業上的應用范文5

關鍵字：數字農業，GIS，RS，GPS

Abstract: 3 S technique known as the geographic information system (GIS), remote sensing (RS), global positioning system (GPS) has set up a file in the foreign widely used in digital agriculture engineering, in our country is still at the local scope or the experimental stage. This paper ARCGIS software ERDAS and 3 S technology used in every field of digital agriculture, expounds analysis realizing agricultural informatization and the sustainable development of agriculture in important ways, introduces the current domestic in the application of digital agriculture, explore 3 S technique in the practice of the digital agriculture application and prospect.

Key words: the digital agriculture, GIS and RS, GPS

中圖分類號：TN711.5文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

土地是人類賴以生存和發展的自然資源，我國是一個農業大國，大部分土地在農村，作為國民經濟的基礎，農業不僅提供食品，還提供工業原料，可直接影響我國的工業總產值的形成。長期以來，由于農業管理技術手段落后，尤其是農業資源的數據和信息缺乏現勢性，不能為規劃和決策提供及時可靠的數據和信息，制約了我國農業的發展。總之，中國的農業是一個既關系經濟繁榮，也關系國家安定穩定的大問題。解決中國農業問題、獲取農業信息的一條重要途徑就是利用3S技術走數字農業的道路。

二、3S技術的含義及其應用特點

“3S”技術是指全球定位系統(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(GIS)，是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應用的三大支撐技術。

GIS是地理信息系統，它是為特定應用目標建立的空間信息系統。是在計算機硬件、軟件及網絡等支持下，對有關空間數據進行預處理、輸入、存貯、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用的技術系統。

RS是遙感技術，遙感就是遙遠感知事物的意思，是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波，識別物體以及物體存在環境條件的技術。也就是不直接接觸目標物，在距地物幾公里到幾百公里、甚至上千公里的飛機、飛船、衛星上，使用光學或電子光學儀器（稱為傳感器）接受地面物體反射或輻射的電磁波信號，并以圖像膠片或數據磁帶形式記錄下來，形成數字影像。該影像傳送到地面，經過各種校正后，進行影像分類、解譯，最后獲取所需要的信息。遙感技術是上一世紀60年代蓬勃發展起來的，隨著空間技術、電子技術和計算機技術、信息科學、環境科學等的發展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測手段。

GPS是全球定位系統， GPS具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經我國測繪等部門的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、資源勘察等多種生產領域。

三、國外數字農業的應用

全世界共有80多個國家，利用3S技術在ArcGIS和ERDAS軟件下進行農業監測和管理。比如：

也門農業部門利用ERDAS軟件探測灌溉的遷移和評估水資源情況并根據坡度、坡向圖、徑流方向－確定作物水源位置。

澳大利亞農業部門利用ERDAS軟件進行紅外波－土壤養分測定，實現精確農業中的精確施肥等。

四、3S技術在數字農業中的應用

利用GIS，RS，GPS技術可在數字農業工程中發揮重要作用，采用ArcGIS和ERDAS先進的技術，加上GPS技術，可在數字農業中實現如下領域的應用。

（一） 精細農業

“精細農業”技術是用現代高新技術特別是信息技術來改造傳統農業，在機械化的基礎上，把地理信息系統（GIS）、定位系統（GPS）、決策支持系統、傳感技術進行集成，定量獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。在“精細農業”技術體系中，DGPS的定位應用以及GIS的應用開發是實施“精細農業”實踐的關鍵技術之一，即利用DGPS定位引導定量獲取農田內作物產量和影響作物生長的環境因素的差異性信息，在GIS中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過分析影響小區產量差異的原因，制定經濟、合理的生產決策方案，生成作物管理處方圖，指導農田定位作業。

（二）山坡地的可持續發展研究關系當地的經濟發展、環境保護，有著十分重要的意義。生態環境的好壞，直接影響著整個流域。流域的坡耕地分布狀況與土地適宜性類型，區域內既有經濟較發達的平原，也有經濟欠發達的高原山區。目前在山坡地研究中，大多采用傳統的實地丈量，手工圈繪等方法。在研究中針對這種情況，采用先進的地理信息系統（GIS）方法，通過空間分析、模型運算，對該地區的地理環境、土壤類型、土壤質地等進行了詳細地分析研究，劃分出該地區坡耕地分布范圍，并對該地區進行土地適宜性評價，得到了較好的結果。

（三） 農作物監測及估產

農作物的生長狀況與產量是全社會都十分關注的問題，對每一種作物在生長過程中會發生什么問題，能取得什么樣的收獲，是國家管理部門和農民們在作物播種后到收獲的一段時間內隨時都想了解的。

因此，長期以來對農作物產量的預測是農業系統的一項重要工作。隨著科學技術的發展，預測的方法和手段逐步完善和提高，不但能較準確地估測出各種作物的最終產量，也能跟蹤監測各類作物在不同生長期的長勢，從而根據需要及時采取有效措施，對農作物的生長進行監控，保證當年產量的穩定增長。為了在農作物監測和估產中充分發揮和利用現代科學技術的成果，提高快速、準確、經濟地獲得監測和估產信息，為國家經濟建設和農業生產服務，雖然農作物估產和監測技術與理論十分復雜，若干問題還有待進一步探索，但利用現有的遙感、地理信息技術和資料，從不同于傳統的統計部門得到信息的途徑，已經能夠為決策部門提供輔的、快速的、客觀的決策信息。

（四）農業氣象服務

農業氣象服務系統是在GIS和RS平臺上開發的集農業氣象、遙感應用于一體的業務運行系統。它集成了農業氣象服務為城市“菜籃子、米袋子”服務的科研成果；建立了遙感、地學、氣象、農情、社會經濟統計等基礎數據庫；建立適應農業發展新需求的服務產品；將GIS分析功能應用于洪澇災害監測、災害損失評估、資源合理布局等領域，獲取較好的服務效果。比如建立了下述分析模型。

1．暴雨澇害和葉菜損失綜合評估模型

2．蔬菜生產資源綜合評價模型

（1）氣候適宜性評價模型

（2）土壤適宜性評價模型

（3）暴雨承災能力評價模型

（4）區位優勢評價模型

（5）技術優勢評價模型

（6）灌溉水污染評價模型

（五）農田監管

我國人多地少，耕地資源十分貧乏，人均耕地面積相當于世界平均數的四分只一，中低產田占三分之二。由于環境污染、水土流失等原因，耕地總體質量還在不斷下降。隨著國民經濟持續高速增長，各項建設占用耕地的問題越來越突出，造成耕地、特別是優良耕地面積不斷減少，人地矛盾不斷加劇。因此，利用GIS和RS對基本農田進行特殊保護和監管刻不容緩。

（六）綠色農業

進行綠色農業工程，對所有農田的土壤重金屬含量進行GIS分析，對綠色農作物的生產進行決策。

（七）草原防火

利用GIS和遙感技術對草原的火災進行預防和分析。

（八）捕魚GPS/GIS定位

利用GPS/GIS定位技術，對魚群的流向進行監控，指揮漁船實現最佳的捕魚方案。

（九）牲口疫發生點管理

利用GIS技術，對牲口疫發生點進行直觀有效的管理，并對牲口疫防擴散進行決策。

（十）植物病蟲害分析

利用GIS和遙感技術，對植物病蟲害進行分析，高光譜分析也是常用方法。

（十一）土壤養分測定

利用遙感技術，進行土壤養分測定，為精確施肥服務。

（十二）農業運輸GIS調度

利用GIS中路經優化調度功能，實現農業運輸GIS調度。

（十三）農田水淹沒分析

利用GIS和遙感技術，實現農田水淹沒分析，評估農田損失情況。

（十四）園區溫控室GIS監控

利用GIS技術，對農業園區的溫控室進行GIS監控。

（十五）移動GIS在農業應用

利用ESRI公司的ARCPAD軟件技術，在掌上電腦上裝入電子地圖，農田和作物信息等，并在PDA中插入GPS，供農業工作人員在廣闊的田野中進行現場GIS操作，信息查詢和分析。

五、結束語

近年來RS、GIS技術在農業資源管理中得到了綜合或集成應用，GPS技術也為土地利用的變化的精確定位做出了貢獻。這3種空間信息技術的廣泛的應用，必將為農業管理和發展的科學決策提供可靠的支撐，必將推動數字農業的建設，推動農業資源管理的信息化、科學化和現代化管理水平。

1．劉剛 張漫 汪懋華，基于DGPS和GIS的農田空間信息管理系統的研制，2000

2．辜寄蓉 苗放 朱章森 王成善蔡靖疆，GIS在岷江流域坡耕地分布與可持續發展研究中的應用，2000

遙感技術在農業上的應用范文6

關鍵詞:精細農業遙感技術全球定位系統地理信息系統

引言

“精細農業”的核心指導思想就是要利用現代地球空間信息技術獲取農田內影響作物的生長和產量的各種因素的時空差異，避免因對農田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環境污染。具體而言，就是利用衛星定位系統對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統建立農田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產量的空間分布等的空間數據庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產管理輔助決策支持系統對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達到對田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產量。精細農業技術是運用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、傳感器及檢測系統、計算機控制器及變量執行設備等信息技術，對大田農作物生產和畜牧生產實施監控，從而提高作物和畜牧產量和質量，最大限度地保護生態環境，保證農業的可持續發展。

一、國內外“精細農業”技術的應用情況

1.1國外“精細農業”技術的應用情況在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細農業”技術主要用于土地資源的詳查及監測，農作物生長狀況的監測和產量預測，災害性天氣、旱情、澇情和水情的監測，農作物病蟲害的監測與精細防治和大地號農田的優化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代，由于遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)的應用，進行農情監測和產量預測已達到更加精確的程度，所用設備的數量和精度都在提高。目前全球已有20000臺“產量監測器”投入了使用，有的就裝在收獲機械上。

目前，在一些國家“可變比率灑施機”的試用引起了人們的極大興趣。該機器的設計者試圖借助于RS、GIS和GPS等技術獲取田間信息(包括土壤參數和病蟲害情況等)，同時機器自動控制農藥、化肥和種子的施入量。由于優化施肥，農場主從中可能獲得巨大的經濟效益。

另一種“可變比率灑施機”名為“實時閉循環系統”(Real-timeclosed-loopSystem)，其設計者是想盡可能地擺脫對3S技術的依賴，田間信息直接由安在灑施機上的探測設備獲取，并立即對數據進行分析并自動控制農藥、化肥和種子的施入量。這種機器保證了所測得信息與所采取措施的地點的一致性。

1.2國內“精細農業”技術的應用情況我國是個農業大國，農業生產的自然條件十分復雜，自然災害頻繁，因此“精細農業”技術對我國農業生產來說是非常重要的。

我國利用地球資源技術衛星遙感資料進行土壤和水文調查開始于七十年代末和八十年代初，山西、內蒙等省(區)的土壤調查和農業區劃工作就利用了衛星遙感資料。

1984-1986年，我國在京、津、冀地區，進行了大規模的冬小麥衛星遙感試驗，取得了一定成果。1985和1986年小麥產量預報準確率分別為92％和95％。

可見，我國“精細農業”基本上還停留在衛星遙感、地理信息系統和產量預測方面

二、“精細農業”的技術思想

精細農業其核心思想是通過對農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素(如土壤結構、地形、土壤含水量、植物營養、病蟲害、雜草等)實際存在的空間和時間差異性的分析，確定影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控，以充分利用資源，實現最經濟、最合理的投入，獲得經濟上和環境上的最大效益。精細農業之所以引起全世界廣泛的關注，首先是因為它能顯著提高產量，提高耕地資源利用潛力和保護環境；其次，是因為精細農業研究的意義已遠遠超出其技術系統應用發展本身的范圍，它提供的技術思想和改造客觀世界的認識思維方式，其影響更是深遠的。

三、精細農業的技術構成

3.1GPS——全球定位系統推動精細農業發展的關鍵技術是在20世紀70年代末開始建立的全球定位系統。它是一種高精度、全天候、全球性的無線電導航、定位、定時系統，它可提供連續、定位和原子時鐘信息。

3.2GIS——地理信息系統地理信息系統以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，對有關空間數據按地量坐標或空間位置進行預處理、輸入、存儲、查詢、檢索、運算、分析、顯示、更新和提供應用、研究，并處理各種空間實體和空間關系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力；具有空間分析、多要素信息分析和預測預報的能力，可為宏觀決策管理服務；能實現快速、準確的空間分析和動態監測研究。將GIS用于精細農業中，可對農田小區的作物產量和各種影響因素進行存儲、分析和管理。

3.3RS——遙感技術遙感技術可根據對遙感資料的解譯，獲得所研究區域內有關信息，具有宏觀、快速、動態等特點。不同含水量的土壤具有不同的地表溫度，因而具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。農作物不同生長期和不同生長情況均有不同的光譜反射曲線，所以結合研究區域內抽樣調查的資料和GIS數據庫，并依靠有關的專業基礎知識，利用RS可獲得土壤含水量、作物長勢和產量等重要資料。

3.4DSS——決策支持系統決策支持系統是根據農業生產者和專家在長期生產中獲得的知識，建立作物栽培與經濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統計趨勢分析與預測模型和技術經濟分析模型，利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數據庫，針對小區內農作物生長環境和生長條件時間和空間上存在的差異作出分布式投入決策，即生成田間投入處方圖。決策支持系統DSS綜合了專家系統ES(expertsystem)和模擬系統SS(simulationsystem)，因而能為精細農業的實施提供正確的決策支持。:

3.5ST——信息采集與處理技術信息采集與處理技術是獲取各種信息的重要手段。精細農業的實現首先在于認識農田小區內農作物生長環境和生物情況的差異而這必須依賴于各種先進的傳感器。隨著現代科學技術的發展，各種非接觸快速測量傳感器和智能化傳感器為精細農業提供了全新的技術支持。