北斗衛(wèi)星在農(nóng)機秸稈還田上的技術及應用

沈華飛 沈亞明

【摘要】 介紹北斗衛(wèi)星在農(nóng)機秸稈還田上的關鍵技術以及應用。

【關鍵詞】 北斗定位 秸稈還田 面積測試 作業(yè)質量核查

一、前言

北斗定位通過衛(wèi)星信號接收機捕獲、測量來自在軌衛(wèi)星的廣播信號，可以在全球范圍提供高精度、全天候的連續(xù)定位能力。秸稈還田是當今社會上普遍重視的一項培肥地力的增產(chǎn)措施，在減少秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時還有增肥增產(chǎn)作用。秸稈還田能增加土壤有機質，改良土壤結構，使土壤疏松，孔隙度增加，容量減輕，促進微生物活力和作物根系的發(fā)育。智能農(nóng)業(yè)是信息化時代農(nóng)業(yè)的新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。為促進秸稈還田管理模式改革與創(chuàng)新、惠及民生、推動農(nóng)業(yè)創(chuàng)新服務業(yè)發(fā)展、提高農(nóng)田測量工作效率與生產(chǎn)安全等方面形成區(qū)域標志性成果，通過北斗衛(wèi)星定位的秸稈還田信息化建設手段監(jiān)測秸稈還田作業(yè)面積，輔助政府監(jiān)管部門、農(nóng)業(yè)合作社實現(xiàn)對農(nóng)機作業(yè)的管理、調度和監(jiān)控以及補貼政策的落實等。

二、北斗定位測算秸稈還田面積原理

北斗秸稈還田系統(tǒng)集成北斗衛(wèi)星導航定位、物聯(lián)網(wǎng)傳感、地理信息系統(tǒng)、無線通訊、信息融合與數(shù)據(jù)處理等高新技術。通過空間網(wǎng)格剖分面積自動統(tǒng)計算法，通過對農(nóng)機作業(yè)軌跡數(shù)據(jù)分析處理，能自動識別出作業(yè)地塊區(qū)域和計算出作業(yè)地塊面積。將農(nóng)機定位終端裝配于農(nóng)機上，通過定位終端與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建立連接，實時獲取農(nóng)機準確位置，實現(xiàn)農(nóng)機實時定位跟蹤。通過串聯(lián)農(nóng)機位置信息點形成歷史軌跡，真實反映農(nóng)機行駛和作業(yè)路線，準確掌握農(nóng)機作業(yè)過程。

結合地理信息系統(tǒng)高清影像圖，以地塊方式統(tǒng)計作業(yè)面積，已完成作業(yè)地塊涂色顯示，不同作業(yè)類型采用不同顏色顯示，作業(yè)完成區(qū)域一目了然。

三、農(nóng)機作業(yè)質量核查

提供多維度多角度的統(tǒng)計分析方式，可按農(nóng)機個體，農(nóng)機合作組織，行政區(qū)劃，作業(yè)類型，深度范圍等方式進行農(nóng)機作業(yè)統(tǒng)計，進度分析，對比分析和效率分析。提供地塊級別的面積核查方式。系統(tǒng)自動識別出地塊區(qū)域并在高清影像圖上標記作業(yè)面積，核查人員可以非常方便的對農(nóng)機作業(yè)地塊進行逐一核查。核查人員可以調取對應地塊上的農(nóng)機作業(yè)現(xiàn)場影像圖庫，通過對影像圖片和作業(yè)深度進行查看分析，輔以農(nóng)機作業(yè)速度變化曲線，準確判斷農(nóng)機作業(yè)質量。根據(jù)作業(yè)的深度農(nóng)機軌跡分成深色、淺色及紅色三種等級，在滿足作業(yè)要求的基礎上，作業(yè)深度越深，軌跡顏色越深，作業(yè)質量越高。若作業(yè)深度不達標，則軌跡為紅色。相對于傳統(tǒng)的核查方式，通過平臺系統(tǒng)進行作業(yè)核查可以最大限度的節(jié)省核查成本，提高核查效率，真正做到全量核查

四、北斗在農(nóng)機作業(yè)上的應用成效

為順應信息化、農(nóng)機化發(fā)展趨勢，在國內率先開展基于北斗的秸稈機械化還田作業(yè)信息化管理試驗示范和試點工作，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管新路徑。該項目，取得顯著成效。

（1）實現(xiàn)了自動化監(jiān)管提高工作效率。通過試點示范應用，實現(xiàn)了實時準確監(jiān)控農(nóng)機作業(yè)質量，整個過程無需人為干預，實現(xiàn)農(nóng)機作業(yè)全天候、全覆蓋的實時監(jiān)控，提高了農(nóng)機作業(yè)管理的信息化、精細化、科學化水平。核查人員無需深入田間地頭，降低了勞動強度，提高了工作效率。

（2）優(yōu)化了管理系統(tǒng)功能。結合各級農(nóng)機管理部門、農(nóng)機合作社、農(nóng)機手等不同業(yè)務需求，初步實現(xiàn)了分機具、分行政區(qū)域統(tǒng)計作業(yè)面積，實現(xiàn)作業(yè)監(jiān)控、作業(yè)審核、作業(yè)統(tǒng)計、報表分析、任務管理、終端控制等功能。準確的統(tǒng)計結果，可以作為還田補助面積測算的重要參考依據(jù)，為還田補助資金安全使用提供了技術保障。

五、前景

基于北斗的農(nóng)機秸稈還田作業(yè)精準管理系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)技術、信息融合與數(shù)據(jù)處理技術等先進技術，同時將具有我國自主知識產(chǎn)權的北斗地基增強系統(tǒng)和移動通信技術結合，應用到農(nóng)機秸稈還田作業(yè)管理過程中，是北斗高精度定位導航技術在精準農(nóng)業(yè)領域的創(chuàng)新性應用。系統(tǒng)實時采集機械位置信息和視頻圖像監(jiān)控信息等方面的有效性和穩(wěn)定性，在自動地塊識別和面積測算方面的準確性，為系統(tǒng)各項業(yè)務功能發(fā)揮作用提供了有力支持。該系統(tǒng)的推廣應用必將有力促進農(nóng)機秸稈還田管理模式改革創(chuàng)新，極大提高農(nóng)機秸稈還田管理工作效率和管理的精細化程度，為開拓適合于我國的精準農(nóng)業(yè)之路提供有力支持。

參 考 文 獻

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