全球定位系統(GPS)在農業領域的應用

一、GPS概述

全球定位系統（Global Positioning System）（英文縮寫GPS）簡單地說，這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能。GPS為用戶提供時空信息，與專業GIS相結合，將成為有專業行為意義的動態實時信息系統。基于GPS技術并具有一定GIS功能的數據采集系統就是目前GPS與GIS相結合的應用之一。現在，在交通、森林、環保、滅害監測等領域中，都有許多成功的應用。

二、GPS的組成和功能

GPS全球衛星定位系統由三部分組成：空間部分———GPS星座；地面控制部分———地面監控系統；用戶設備部分———GPS 信號接收機。

GPS全球定位系統的主要特點：（1）全天候；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時高精度；（4）快速省時高效率：（5）應用廣泛多功能。

GPS和GIS應用的一個重要領域——精細農業，需要采集諸如土壤墑情、肥力、病蟲草害分布及農作物產量等農田信息，而這些信息要有比較精確的位置數據。利用GPS能夠提供快速定位測量、農業機械作業導航及量化信息管理，是實施精細農業的前提和條件。因此，在GPS引導下采集農田空間信息，仍然是精細農業實踐中定位信息采集的主要方式。

三、GPS在精細農業中的應用

利用GPS技術，配合遙感技術（RS）和地理信息系統（GIS），能夠做到監測農作物產量分布、土壤成分和性質分布、做到合理施肥、播種和噴灑農藥，節約費用、降低成本、達到增加產量提高效益的目的。

1.土壤養分分布調查

在播種之前，可用一種適用于在農田中運行的采樣車輛按一定的要求在農田中采集土壤樣品。車輛上配置有#8239;GPS接收機和計算機，計算機中配置地理信息系統軟件。采集樣品時，GPS接收機把樣品采集點的位置精確地測定出來，將其輸入計算機，計算機依據地理信息系統將采樣點標定，繪出#8239;一幅土壤樣品點位分布圖。

2.#8239;監測作物產量

在聯合收割機上配置計算機、產量監視器和GPS接收機，就構成了作物產量監視系統。對不同的農作物需配備不同的監視器。例如監視玉米產量的監視器，當收割玉米時，監視器記錄下玉米所接穗數和產量，同時GPS接收機記錄下收割該株玉米所處位置，通過計算機最終繪制出一幅關于每塊土地產量的產量分布圖。通過和土壤養分含量分布圖的綜合分析，可以找出#8239;影響作物產量的相關因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。

3.合理施肥，精確農業管理

依據農田土壤養分含量分布圖，設置有GPS接收機的“受控應用”的噴施器，在GPS的控制下，依據土壤養分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點施肥，施用的化肥種類和數量由計算機根據養分含量分布圖控制。

在作物生長期的管理中，利用遙感圖象并結合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數量的土壤及作物樣品進行分析，可以繪制出作物生長的不同時期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對作物生長進行管理。

GPS技術在農業領域中的應用不僅是大面積種植，在小面積的農田，特別是在格網種植的小面積內，應用小型自動化設備，配合差分GPS導航設備、電子監測和控制電路，能夠適應科學種田的需要，作到精確管理。這種投資較低、安裝方便、操作靈活。

總之，GPS技術在農業領域將發揮重要作用。在我國，尚需積極開展在農業中的應用研究#8239;以及相關設備的研制，特別在利用大規模的機械化生產的地區，應當重視#8239;GPS技術在農田作業和管理中的應用。

Gps的日益發展和成熟以及它在農業中的應用越來越廣泛，無疑將讓農業的發展日益機械化。

參考文獻

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[2]王鳳花，張淑娟.精細農業田間信息采集關鍵技術的研究進展.農業機械學報，2008

[3]盧艷玲.農田信息采集及其管理系統的設計與實現.農業工程學報，2006