文/清華大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院 田金強(qiáng)
我國(guó)農(nóng)業(yè)正面臨從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要時(shí)期，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和科技的發(fā)展是密不可分的。農(nóng)業(yè)因物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、 “3S” 等信息技術(shù)的成熟和完善而不斷走向現(xiàn)代化。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的需求同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了 “3S” 技術(shù)的發(fā)展。 “3S” 技術(shù)是遙感技術(shù)（Remote Senescing RS）、地理信息系統(tǒng)（Geographical information System GIS）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioning System GPS）的簡(jiǎn)稱。 “3S” 技術(shù)是一門多學(xué)科集成的現(xiàn)代信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息的采集、處理、分析、管理和應(yīng)用。發(fā)端于測(cè)繪行業(yè)的 “3S” 技術(shù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合相結(jié)合，成為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要支撐力。
“3S” 技術(shù)可以為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建立與之相適應(yīng)的地理信息系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、生產(chǎn)、決策過(guò)程提供更為精確的信息，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯，在以下幾個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
GPS 技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的主要作用包括確定智能農(nóng)機(jī)、農(nóng)業(yè)運(yùn)輸設(shè)備、農(nóng)田采樣點(diǎn)等的位置信息。 GPS 導(dǎo)航技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集農(nóng)田環(huán)境信息進(jìn)行精確定位，借助 GPS 系統(tǒng)，可以確保智能農(nóng)業(yè)設(shè)備在作業(yè)過(guò)程的一致性、便捷性，減少人力成本投入，有效提高農(nóng)業(yè)作業(yè)效率。全球定位系統(tǒng)適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中的全過(guò)程，實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所需的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集、田間管理、農(nóng)業(yè)病蟲害預(yù)警等內(nèi)容，均依賴于 GPS 及時(shí)獲取準(zhǔn)確、適時(shí)、動(dòng)態(tài)的農(nóng)業(yè)資源空間信息。現(xiàn)在已經(jīng)有部分安裝 GPS 系統(tǒng)的智能農(nóng)機(jī)能夠完成智能駕駛作業(yè),定位誤差小、耕地質(zhì)量高，同時(shí)大大提高了機(jī)栽作物的效率，減少了人力投入。
利用 RS 技術(shù)，氣象遙感可以及時(shí)準(zhǔn)確獲取天氣預(yù)報(bào)（如降水）信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象災(zāi)害和病蟲害的早期預(yù)警。RS 技術(shù)可以應(yīng)用于了解作物的生長(zhǎng)信息，如根據(jù)作物葉片的形狀和顏色判斷其健康狀況，以便及時(shí)有效的灌溉、施肥、施藥。GRS 可以實(shí)現(xiàn)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)過(guò)程, RS 多時(shí)相的影像數(shù)據(jù)可以反映出宏觀作物生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律性特征; 通過(guò)對(duì) RS 影像信息的分析, 在 GIS 中對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行空間分析,結(jié)合作物類型,算出其播種面積, 分析作物生長(zhǎng)過(guò)程中自身的態(tài)勢(shì)和生長(zhǎng)環(huán)境的變化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作物產(chǎn)量的預(yù)估。
GIS 的功能主要用于土壤類型和土地邊界等作物生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，可以區(qū)分地塊的作物產(chǎn)量預(yù)估，并對(duì)關(guān)聯(lián)因素作出分析。GIS系統(tǒng)還可以協(xié)助完成農(nóng)業(yè)病蟲害的預(yù)警工作。結(jié)合空間遙感圖像，可以分析判斷農(nóng)業(yè)病蟲害的氛圍和強(qiáng)度。目前，GIS在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用于對(duì)玉米、小麥、豌豆、煙草等多種作物的病蟲害預(yù)警，與荷蘭等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在該領(lǐng)域的運(yùn)用還比較落后。
農(nóng)作物估產(chǎn)和檢測(cè)對(duì)國(guó)家及時(shí)掌握農(nóng)作物的產(chǎn)量、制定糧食進(jìn)出口政策和糧食定價(jià)有重要的輔助作用。 歷經(jīng)多年的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用實(shí)踐，我國(guó)農(nóng)作物估產(chǎn)與監(jiān)測(cè)的研究工作取得了明顯進(jìn)展，估產(chǎn)對(duì)象已經(jīng)從單一的冬小麥擴(kuò)大到小麥、水稻和玉米等多種農(nóng)作物，遙感輻射的區(qū)域也已得到很大的擴(kuò)展，但是目前獲得的精度不理想。
農(nóng)業(yè)園區(qū)規(guī)劃
“3S” 的應(yīng)用為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)規(guī)劃提供了有效手段。 利用 “3S” 集成技術(shù)，獲取土壤和地形等一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建該區(qū)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，結(jié)合現(xiàn)有土地利用情況開展全面評(píng)估，確定綜合開發(fā)利用方案。 對(duì)地塊進(jìn)行合理分區(qū)，確定開發(fā)的級(jí)別和層次，以資源最優(yōu)化配置為原則確定功能分區(qū)，優(yōu)化空間布局，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)園區(qū)的高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)，更好的滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)數(shù)字化和智能化的需求。
