地理信息系統在精細農業方面的應用

[摘 要] 精細農業是我國農業發展的一種必然趨勢，而“3S”系統則是解決精細農業發展的有效技術手段，本文從介紹了GIS在農業方面的幾個應用，國外GIS技術的發展現狀，并對GIS在我國的發展前景作出了展望。

[關鍵詞] 地理信息系統 GIS 精細農業

[中圖分類號] S126 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)04-0017-01

一、地理信息系統

地理信息系統（GIS）：美國聯邦數字地圖協調委員會（FIC-CDC）關于GIS的定義及概念框架， FIC-CDC認為GIS是由計算機硬件、計算機軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。

二、精細農業

精細農業是綜合應用地球空間信息技術、計算機輔助決策技術、農業工程技術等現代高新科技以獲得“高產、優質、高效”的現代農業生產模式和技術體系。運用全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、遙感技術（RS）、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，對大田作物生產實施監控，從而提高農作物的產量和質量，最大限度地保護生態環境，節約資源，保證農業可持續發展。

三、GIS在精細農業方面的應用分析

地理信息系統萌芽于20世紀60年代，我國在80年代開始了這方面的研究和應用。

1.GIS在農業土地地塊等級分類中的應用

利用GIS設定農業用地的取樣位置，對農業用地的營養成分的抽樣采集或者農業用地的年平均產量的數據整理，在Arcmap中借助于SQL語言的編輯篩選功能，從而把收集到的數據進行分類，以達到農業土地地塊的分類分級的效果。

2.GIS在農業病蟲害防治

在農業病蟲害防治方面，主要是利用GIS與GPS、RS的有機結合來實現的，通過全球定位系統（GPS）和遙感技術（RS）把該區域內的農作物的長勢情況以圖像數據的方式傳輸給GIS，通過GIS軟件對于圖片強大的分析系統，分析出病蟲害的傳播、遷移、擴散規律和種群分布空間動態以及病蟲害的發生和環境關系，對病蟲害進行全方位、立體掌握[1]，根據GIS圖像數據的顏色值變化趨勢從而能夠準確的對于農作物的病蟲害狀況做出判斷，適時地采取有效的病蟲害防治措施。

3.GIS在農產品估產方面的應用

GIS與GPS、RS相結合，通過遙感技術（GPS）采集清晰的圖像信息，全球定位系統（RS）進行精準圖像定位，通過數據的采集、存儲、分析和輸出地面的要素資料，獲得實況信息，再利用GIS對于采集到的信息進行高精度提取農作物的種植面積，遙感估產區劃，估產產量分布圖的生成與輸出[2]。在我國，玉米、小麥、水稻等多種農作物已經用到遙感估產。

4.GIS在農產品的運輸和銷售方面的應用

在GIS中，通過對農產品集聚地和農產品運輸道路的分布，利用ArctoolBox，建立消費群體和運輸距離的緩沖區以及消費目標領域的地區分布等級，還可以利用ArctoolBox中的疊置分析，添加農產品銷售和運輸條件限制以及與其他農產品競爭力的權重系數，GIS強大的數據分析功能通過限制條件的疊加可以發生地區顏色的變化，從而可以很直觀地分析出農產品的銷售最佳途徑。

四、國外精細農業發展現狀

精細農業首先出現在美國，而法國對于GIS在精細農業方面的應用技術已經相當成熟，尤其是聯合收獲機產量圖生成以及質量測定、施肥機械及電子化植保機械利用GPS和GIS系統進行變量作業已經成為現實[3]。法國在實現精細農業現代化的同時，還經常與其他國家經常進行精細農業這方面的科研和合作交流，在實現精細農業推廣方面提供了有效的技術支持。

五、GIS的前景展望

1.“3S” ( RS、GIS、GPS)技術的集成成為一種必然趨勢

建立基于“3S”的空間決策支持系統， 實現系統各部分間利用管理實時化、一體化、空間化。例如：利用GPS精確定位系統，在小麥或者玉米的收割過程中，均勻分布產量測試點，收集產量測試點的產量數據，把收集來的數據輸入到GIS中與其原有的數據（土壤的PH值、土壤成分表等數據）進行匯總疊加，從而分析出農業用地中各種因素對農作物產量帶來的影響，進而及時有效地做出解決方案，提高農產品的單位面積產量。

2.GIS與專家系統（ES）結合組成的智能GIS系統將成為未來解決農業領域空間復雜問題的重要途徑。

利用GIS作為有效的交流平臺，廣泛開展農業專家系統的研究，建立成熟的基于GIS的數據自動采集和數據分析的專家系統和決策支持系統，利用智能型的GIS系統來解決精細農業中復雜難題。

3.GIS系統的發展將促使“3S”系統的快速集成

“3S”系統將為精細農業數據的自動采集、自動分析、自動處理和應用提供決策支持，提高“3S”的集成度，推動精細農業在中國的快速發展。

六、結束語

我國是一個農業大國，人口數量位居世界第一，而人均國土占有面積卻很少，精細農業的優勢在于既能提高糧食單位面積產量又能減少人力物力，因此精細農業已經成為了當代中國農業發展的必然趨勢，而GIS在農業上的應用推動了我國精細農業的發展，只有把GIS和GPS、RS相結合組成的“3S”系統，甚至與專家系統（ES）、決策支持系統相聯系應用到精細農業，參與到農業氣象服務、農產品估產、采集和銷售等領域中，才能實現農業數字化、產量化和規模化，在減少資源投入的同時又保證了農產品的產量和質量。

參考文獻

[1]鄭宇鳴、李淑斌、肖植文、劉振環 GIS在農業病蟲害信息管理中的應用 農機化研究，2011

[2]饒衛民、章家恩、肖紅生、胡月明 地理信息系統（GIS）在農業上的應用現狀概述 云南地理環境研究，2004

[3]張曉輝、李汝莘 法國的精細農業研究及應用現狀 農機化研究，2002

[4]尚榮、胡揚威、丁銀龍、門鵬 GIS在農業中的應用現狀與前景展望 中國西部科技，200

作者簡介：張倩，女，碩士研究生 研究方向：農業信息化 ，工作單位：河北科技師范學院。