農(nóng)業(yè)科技信息技術(shù)論文發(fā)表(2)
農(nóng)業(yè)科技信息技術(shù)論文發(fā)表
農(nóng)業(yè)科技信息技術(shù)論文篇二
基于遙感信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用方式
摘 要：遙感信息技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快的高新科學(xué)技術(shù)，但就信息技術(shù)本身來講，它只是一種工具，并不能概括所有產(chǎn)業(yè)，只能與其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合，才能夠真正成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的倍增器。信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合也同樣能夠起到倍增作用。本文將以農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀為研究主線，分析當(dāng)前農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)存在的主要問題，進(jìn)而全面探索基于遙感信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用方式。
關(guān)鍵詞：遙感信息技術(shù);農(nóng)業(yè);運(yùn)用
中圖分類號(hào)：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
遙感就是根據(jù)這個(gè)原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠(yuǎn)距離識(shí)別物體。遙感的實(shí)現(xiàn)還需要遙感平臺(tái)，如衛(wèi)星、飛機(jī)、氣球等，它們的作用就是穩(wěn)定地運(yùn)載傳感器。目前，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中有著很大的運(yùn)用價(jià)值。
1 簡述遙感信息技術(shù)的概念與作用
1.1 概念分析
遙感技術(shù)依其遙感儀器所選用的波譜性質(zhì)可分為電磁波遙感技術(shù)、聲納遙感技術(shù)和物理場(如重力和磁力場)遙感技術(shù)。電磁波遙感技術(shù)是利用各種物體/物質(zhì)反射或發(fā)射出不同特性的電磁波進(jìn)行遙感的，其可分為可見光、紅外、微波等遙感技術(shù)。按照感測目標(biāo)的能源作用可分為主動(dòng)式遙感技術(shù)和被動(dòng)式遙感技術(shù);按照記錄信息的表現(xiàn)形式可分為圖像方式和非圖像方式;按照遙感器使用的平臺(tái)可分為航天遙感技術(shù)、航空遙感技術(shù)和地面遙感技術(shù);按照遙感的應(yīng)用領(lǐng)域可分為陸地水資源調(diào)查、土地資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測和規(guī)劃管理等。
1.2 整體作用
市場銷售服務(wù)平臺(tái)的信息化建設(shè)，是為了鼓勵(lì)發(fā)展各類農(nóng)產(chǎn)品的購銷、經(jīng)濟(jì)、合作組織，形成農(nóng)產(chǎn)品營銷的主體，從而解決農(nóng)產(chǎn)品的買賣難題，鼓勵(lì)和促進(jìn)增收。信息化市場銷售服務(wù)平臺(tái)在服務(wù)內(nèi)容上，是產(chǎn)品銷售、資金籌措、技術(shù)開發(fā)、信息共享等方面的服務(wù)，在服務(wù)的期限上，技術(shù)和服務(wù)實(shí)體無比穩(wěn)固;在合作領(lǐng)域上，要加強(qiáng)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的生產(chǎn)、家用和銷售環(huán)節(jié)。在組織形式上，壯大銷售的經(jīng)濟(jì)人隊(duì)伍，拓展銷售的信息渠道，劃分不同產(chǎn)業(yè)、區(qū)域的影響組織，盡快建立不同服務(wù)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)信息營銷系統(tǒng)。
2 探討基于遙感信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用方式
2.1 利用“3S”提取農(nóng)業(yè)背景信息參與區(qū)劃計(jì)算
農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進(jìn)行分區(qū)劃片的，在某種農(nóng)作物的氣候可種植區(qū)內(nèi)還有不同的地物類型，不同的農(nóng)作物要求不同的地理環(huán)境。為使農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更具有指導(dǎo)作用，將非氣象因子引入到農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃中。農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃對象中往往對土壤pH值要求很高，根據(jù)土壤類型分布可以得出土壤pH值的分布，將其作為區(qū)劃的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，使得區(qū)劃更加有實(shí)際應(yīng)用意義。利用GIS將土壤分類圖作為一項(xiàng)數(shù)據(jù)層參與氣候資源數(shù)據(jù)層集運(yùn)算，得出包含土壤類型信息的區(qū)劃結(jié)果。譬如，在江西省萬安縣在全省優(yōu)質(zhì)早稻種植氣候區(qū)劃和萬安縣臍橙種植綜合區(qū)劃中，除了應(yīng)用1∶25萬的地理數(shù)據(jù)，還結(jié)合了TM影像數(shù)據(jù)，輔助GPS定位抽樣，把早稻、臍橙的可能種植區(qū)(農(nóng)田、荒山荒坡)提取出來，排除了山體、水體、居民點(diǎn)、道路等不能種植臍橙和早稻的區(qū)域，把可能種植區(qū)與農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃圖做邏輯交集運(yùn)算，得到了全省優(yōu)質(zhì)早稻和萬安縣臍橙種植規(guī)劃圖(見圖1)。
圖1 江西省萬安縣臍橙種植區(qū)劃
2.2 大氣污染監(jiān)測管理
無論是點(diǎn)源污染，還是線源污染，其空間分布以及屬性可以通過地理信息系統(tǒng)進(jìn)行管理，而污染擴(kuò)散的影響因子的空間分布同樣可以作為GIS的空間數(shù)據(jù)組成部分，所以基于GIS可以建立大氣污染擴(kuò)散模型，進(jìn)而GIS也提供了豐富的功能以表現(xiàn)污染物強(qiáng)度空間分布，可以查詢強(qiáng)度分布狀況，并可以結(jié)合其它社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行更加細(xì)致的評(píng)價(jià)分析。譬如，包頭是我國大氣污染治理的重點(diǎn)城市，包頭關(guān)于大氣污染擴(kuò)散的研究工作較多。冶金部建筑研究總院1982針對包鋼地區(qū)的煙氣綜合治理規(guī)劃，利用風(fēng)洞模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)等提出了“大氣輸送氣候?qū)W模式”(ATCM)。1989年包頭市環(huán)境監(jiān)測站，針對包頭新市區(qū)大氣擴(kuò)散模式和SO2容量計(jì)算，提出了基于美國EPA的ISC(工業(yè)復(fù)合源大氣擴(kuò)散模式)的城市多源高斯模式。這些模式的建立為包頭市的大氣污染治理和管理提供了可靠的依據(jù)。在包頭市的研究工作中，利用1月份平均風(fēng)速、風(fēng)向、頻率，并將其換算為風(fēng)頻表，對包頭市的37個(gè)高架點(diǎn)源造成的地面SO2濃度的空間變化進(jìn)行模擬。
將模型預(yù)測結(jié)果圖與包頭市環(huán)境監(jiān)測站繪制的等值線圖相比較。模型在工業(yè)區(qū)的預(yù)測值比較切合實(shí)際，在昆都侖區(qū)，預(yù)測值偏小，原因應(yīng)該是由于包頭地區(qū)在1月份特定風(fēng)向條件下，工業(yè)污染對該區(qū)域的影響比較小，相比之下居民取暖燃煤造成的SO2污染就較突出。總體來看，無論從工業(yè)區(qū)還是居民區(qū)，模型預(yù)測的SO2的濃度不存在數(shù)量級(jí)上的差別。
2.3 農(nóng)作物長勢監(jiān)測和估產(chǎn)
遙感技術(shù)具有客觀、及時(shí)的特點(diǎn)，可以在短期內(nèi)連續(xù)獲取大范圍的地面信息，用于農(nóng)情監(jiān)測具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。近20a，農(nóng)作物遙感監(jiān)測一直是遙感應(yīng)用的一個(gè)重要主題。從“七五”利用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行北方11省市小麥估產(chǎn)起步，經(jīng)過“八五”重點(diǎn)產(chǎn)糧區(qū)主要農(nóng)作物估產(chǎn)研究，到“九五”建立全國遙感估產(chǎn)系統(tǒng)，使我國的遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷向?qū)嵱没~進(jìn)。目前已經(jīng)具有對全國冬小麥、春小麥、早稻、晚稻、雙季稻、玉米和大豆等農(nóng)作物的估產(chǎn)及其長勢監(jiān)測的能力，在作物收割前2～4周提供作物播種面積和總產(chǎn)數(shù)據(jù)，每10d提供1次作物長勢監(jiān)測結(jié)果。這些信息為國家掌握糧食生產(chǎn)、糧食儲(chǔ)運(yùn)、糧食調(diào)配和糧食安全提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的服務(wù)。 這些業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)的建成和使用，為科學(xué)合理地制定國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、制定農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口政策和計(jì)劃、調(diào)控糧食市場、及時(shí)合理安排地區(qū)間的糧食運(yùn)輸調(diào)度、宏觀指導(dǎo)和調(diào)控種植業(yè)結(jié)構(gòu)、提高相關(guān)企業(yè)與農(nóng)民的經(jīng)營管理水平等做出了積極貢獻(xiàn)，標(biāo)志著我國作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)已進(jìn)入新的階段。 2.4 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作物信息遙感獲取理論和方法方面，突破了作物長勢、養(yǎng)分等信息的遙感獲取關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出了作物葉面積指數(shù)(LAI)、氮素、葉綠素、水分等系列探測儀器設(shè)備，建立了基于多時(shí)相、多光譜、多角度的作物株型結(jié)構(gòu)參數(shù)探測模型，提高了作物L(fēng)AI和長勢的遙感監(jiān)測精度，提出了作物熒光被動(dòng)遙感探測技術(shù)方法和基于紅邊特征、弱水汽吸收特征的植株水分光譜探測方法，建立了作物冠層組分垂直分布梯度與營養(yǎng)診斷應(yīng)用模型。為解決農(nóng)田信息快速獲取的瓶頸問題，構(gòu)建了基于多平臺(tái)、多源遙感信息融合的作物信息獲取體系，提出了以星-機(jī)-地同步觀測實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、生化組分遙感填圖為手段、作物C/N代謝平衡和優(yōu)質(zhì)均一化產(chǎn)品為應(yīng)用目標(biāo)的農(nóng)學(xué)參量定量反演綜合方法，實(shí)現(xiàn)了遙感“面狀信息”與地面“點(diǎn)狀信息”有機(jī)融合，顯著提高了作物、土壤信息獲取精度和判讀能力。
2.5 作物估產(chǎn)
目前主要應(yīng)用于：
2.5.1 大面積作物環(huán)境監(jiān)測
如通過NOAA衛(wèi)星遙感影像的綠度值，了解大面積作物的分布和長勢，并根據(jù)該作物在某一些地區(qū)的生長日歷(拔節(jié)、開花等)和氣象衛(wèi)星所提供的資料，對某一作物地區(qū)可能發(fā)生的氣象災(zāi)害、土壤水分的保證率和流行性病蟲害等發(fā)生早期警報(bào)。
2.5.2 大面積估產(chǎn)
如利用陸地衛(wèi)星進(jìn)行某一作物的生態(tài)分區(qū)，收集每一生態(tài)分區(qū)內(nèi)歷年該作物的產(chǎn)量以及有關(guān)的氣象資料建立產(chǎn)量模式，同時(shí)進(jìn)行與衛(wèi)星同步的高空、低空和地面光譜觀測，然后根據(jù)衛(wèi)星影像所提供的信息進(jìn)行某一作物的產(chǎn)量估測。
3 結(jié)語
農(nóng)業(yè)地理信息平臺(tái)是土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)、地理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科與通信和網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，形成對土壤和農(nóng)作物宏觀和微觀監(jiān)測，并對農(nóng)作物生長發(fā)育情況以及環(huán)境進(jìn)行信息獲取、分析和預(yù)測的信息系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)地理信息平臺(tái)突破了信息受到區(qū)域限制的局限性，將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提升到快速調(diào)查、分析、監(jiān)測、診斷、決策進(jìn)而管理的新高度。遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要是在進(jìn)行農(nóng)用土地資源調(diào)查、作物估產(chǎn)和氣象災(zāi)害、作物病蟲害的監(jiān)測、預(yù)報(bào)等方面。農(nóng)業(yè)已成為遙感技術(shù)最大的應(yīng)用部門之一。
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