論測繪新技術在農業土地及精準農業中的應用

山東省壽光市市政工程建設中心 胡曉東

濰坊勝偉測繪儀器有限公司 柳憲超

隨著科技的飛速發展，測繪新技術在農業領域的應用越來越廣泛，測繪保障力度越來越高效、快捷、信息化，為農業土地管理提供了強大的技術支持，提高了農業生產效率，推動了精準農業的健康發展。本文旨在探討測繪新技術在農業土地和精準農業中的應用，并分析其保障作用對于提高土地規劃利用、提高農業生產效率和農產品質量的影響。

一、測繪新技術概述

（一）全球導航衛星系統

全球導航衛星系統（GNSS）是一種以衛星導航技術為基礎的全球定位系統，它具有全球覆蓋、高精度、實時性強等特點，廣泛應用于各個領域，包括市政、交通、農業等。在農業領域，GNSS 的應用為農田規劃和精細管理提供了重要的技術支持，其可以精確確定農田位置、面積、形態，為農田布局、種植結構優化和農業機械導航提供準確數據。在農田管理中，可以幫助實現精準播種、施肥和灌溉等作業，提高農作物的產量和質量。除了在農業生產中的應用，GNSS 系統還在農業科研中發揮著重要作用，可以精確地監測和研究農田生態系統的變化和趨勢，為農業可持續發展提供科學依據。

（二）遙感技術

遙感技術（RS）是指通過非接觸式的手段遠距離感知目標對象的一種技術，它可以通過衛星或飛行器搭載的傳感器，獲取地球表面各類信息，如地形地貌、植被覆蓋、建筑物分布等，RS技術具有覆蓋范圍廣、信息量大、實時性強等特點，被廣泛應用于農業領域。RS技術的應用為農田監測和農田管理提供了重要的技術支持。通過RS技術可以快速準確地獲取農田的生長情況、病蟲害發生情況、土地利用變化等信息，這些信息對于農業生產具有重要的指導意義，可以幫助農民及時發現和解決問題，提高農作物的產量和質量。同時，RS 技術還可以與GNSS 系統等結合，實現農田的精準定位和智能化管理。

（三）地理信息系統

地理信息系統（GIS）是一種集信息采集、存儲、處理、分析和可視化于一體的技術，它以地理空間數據為基礎，通過對地理數據的數字模擬和空間分析，提取有用的信息，幫助人們更好地了解和掌握地理環境。在農業領域，GIS 的應用為農業生產提供了重要的技術支持，通過GIS 技術可以整合各種農業資源和信息，實現農業信息的共享和協同工作。例如，通過GIS 技術可以分析農田的土壤類型、氣候條件、水資源分布等信息，為種植結構的優化和農業生產的規劃提供科學依據。同時，GIS 還可以與GPS、RS 技術等結合使用，實現農田的精準定位和智能化管理。

二、測繪新技術在農業土地中的應用

（一）農業用地調查

農業用地調查是農業土地管理的基礎工作，目的是全面了解和掌握農業用地的數量、質量、權屬和利用狀況等信息，在對農村土地進行規劃設計前，先由測繪技術人員對土地的實際情況進行測繪并收集詳細數據，之后由規劃設計部門根據測繪圖紙及相關資料制訂規劃方案。進行測繪時要全面了解地塊的位置、形狀、邊界、四至和權屬，以及土質情況、植被情況和土地屬性等，若像以前那樣依靠人工進行測繪，工作難度是非常大的。隨著測繪新技術的不斷發展，農業用地調查的方法和手段也在不斷更新完善。GNSS和GIS 系統為農業用地調查提供了強大的技術支持，GNSS 系統可以精確地確定農業用地的位置、面積和形態，提高調查的精度和效率；GIS 系統則可以采集土地中的各種屬性信息，并導入數據庫中，然后利用其可視化功能，將實時測繪數據與土地實況進行加工處理，生成三維模型圖，工作人員就可以直觀地了解和掌握土地信息。測繪新技術的應用有效減少了各種資源的投入以及工作人員信息搜集的時間，提高了土地規劃的設計效率。通過精準的測量和定位，還減少了調查過程中的誤差和不確定性，提高了調查結果的準確性和可靠度。

（二）農業土地規劃

農業土地規劃設計是農業土地管理的重要環節，旨在合理規劃農業用地，優化資源配置，提高農業生產效益。測繪新技術在農業土地規劃設計中發揮著至關重要的作用，GNSS 系統為農業土地規劃設計提供了精確的位置信息，可以準確測量農業用地的地理位置、地形地貌、土壤性質等，為規劃設計提供基礎數據。GIS 系統則為農業土地規劃設計提供強大的空間分析工具，可以對農業用地信息進行查詢、整合、分析和可視化，幫助決策者更好地了解農業用地的分布和特點。通過GIS 技術可以模擬不同規劃方案對農業用地的影響，為決策者提供科學依據。在農業土地規劃設計過程中，測繪新技術可以幫助確定規劃的目標和重點區域，制訂科學的規劃方案，通過精準的測量和定位，提高了規劃方案的可行性和可持續性。

（三）農業土地勘測

農業土地勘測旨在通過實地調查和測量，獲取農業用地的詳細信息，為農業生產和土地管理提供科學依據。遙感技術為農業土地勘測提供了重要的信息來源，通過遙感技術可以快速獲取大面積的農業用地信息，監測土地利用變化和土地資源狀況。例如，遙感圖像可以反映農業用地的植被覆蓋、土壤質量、水系分布等信息，為土地勘測提供豐富的數據支持。此外，無人機技術也為農業土地勘測提供了新的手段，無人機可以搭載高分辨率相機、多光譜成像儀等傳感器，對農業用地進行低空拍攝和測量，通過無人機技術，可以快速獲取農業用地的詳細信息，提高勘測的效率和精度。

（四）農業用地確權登記

農業用地管理工作中，對土地進行確權登記是非常重要的一部分,在土地確權工作中可以運用遙感技術，具體包括靈活地收縮土地景觀、全面記錄地表物、精準確定地表物特征和位置等。通過遙感技術對底圖信息進行增強處理，讓土地實景在遙感影像技術下更好地展現，并可以對土地的地形地貌進行全面復刻。在使用遙感技術時，可以利用高分辨率航拍影像來完成攝影圖，從而對土地的地物情況和土地權屬進行調查。

三、測繪新技術在精準農業中的應用

（一）精準種植與施肥

當前，精準農業已成為我國農業發展的大趨勢，涉及很多領域。“互聯網+全球導航衛星系統+傳感器”的有機結合，使得精準變量播種和精準施肥得以實現。研究表明，利用GNSS 定位技術監測播種，準確度可達到2.5 cm，作業效率可提高近4 倍，不但可實現準確的種子定位，還可準確判斷漏播等情況。國內多項研究表明，利用GNSS 系統定位技術融合GIS 技術，可對土地進行精確的分割施肥，可對種子的漏播、重播，以及種子位置進行實時監測，從而精確指導農業生產。

（二）精準灌溉

精準灌溉是精準農業中的一個功能，旨在通過科學的管理和技術手段，實現水資源的精準利用，提高灌溉效率，減少水資源的浪費。隨著測繪新技術的不斷發展，其在精準灌溉中的應用也越來越廣泛。GNSS 和GIS 系統為精準灌溉提供了高精度的定位和空間分析工具，通過GNSS 技術可以準確地確定灌溉區域的地理位置和邊界，為灌溉計劃提供基礎數據；GIS 系統則可以對灌溉區域內的土壤類型、含水量、作物生長狀況等環境因素進行空間分析和可視化，幫助灌溉者更好地了解作物需水狀況，通過GIS 技術可以模擬不同灌溉方案對作物生長的影響，為灌溉者提供科學依據，優化灌溉計劃。RS技術也為精準灌溉提供了重要的信息來源,遙感圖像可以快速獲取大面積的農田信息，監測作物生長狀況和環境變化，通過RS技術可以及時發現作物缺水問題，可為灌溉者提供修正優化方案。

在精準灌溉過程中，測繪新技術可以幫助確定灌溉的目標和范圍，制定科學的灌溉方案。通過精準的測量和定位，可以減少灌溉過程中的誤差和不確定性，提高灌溉效率和水分利用率。同時，測繪新技術還可以與其他技術結合，實現農業用地的精準管理和智能化決策。

四、山東壽光案例分析

山東壽光作為全國知名的蔬菜之鄉，在農業土地管理和精準農業方面的實踐具有代表性。近年，測繪新技術的綜合應用為該市的高標準農田、各類農業園區、高端蔬菜產業基地及新農村建設等，及時提供了高效率、高質量的測繪保障，通過科學規劃、有序實施、分類建設，有效提高了土地質量和利用率，提高了農業生產效率和農產品質量，同時，也促進了農業的可持續發展。

（一）壽光蔬菜產業現狀

近年，山東壽光致力于實施“藏糧于技、藏糧于地”的戰略，將高標準農田建設置于“三農”工作的核心位置。這不僅鞏固和提高了糧食生產能力，保障了國家糧食安全，同時，也推動了農業和農村的現代化進程。自“十二五”以來，該市已成功建設了4.15萬hm2的高標準農田（見圖1），其中，2022 年建成了0.18 萬hm2，2023 年又增加了0.09 萬hm2。同時，對項目區的基礎設施進行了高標準改造提升，形成了“田成方、林成網、路相通、渠相連”的新型農田模式，這些舉措不僅提高了耕地質量和糧食生產能力，也為農業的可持續發展、經濟效益、生態效益和社會效益的全面提高打下了堅實的基礎。

圖1 壽光高標準農田

山東壽光因其卓越的蔬菜產業而聞名全國，尤其是其設施農業、精準農業和高附加值蔬菜產業等，都代表了該地區蔬菜產業的新發展模式。這種模式不再僅僅局限于增加農民收入，而是從全產業鏈布局角度出發，重新塑造了現代農業企業的商業模式，打造出中國農業的獨特競爭力，為中國農村建設之路提供了寶貴的經驗和借鑒。為了進一步推動農業產業的高質量發展，壽光市投資了15億元規劃并建設了萬畝壽光蔬菜小鎮、出口基地和現代農業產業園項目為代表的0.67萬hm2高端蔬菜產業基地（見圖2）。這些舉措為國家鄉村振興戰略和精準扶貧提供了可復制、可推廣的壽光模式，該市積極探索并實施產業全鏈條融合、城鄉全要素融合和治理全領域融合的發展策略，優化了鄉村的經濟結構、人口結構和空間結構，改進了生產生活方式和治理方式，實現收入水平、文明水平和生態水平的同步提高，這種由以城帶鄉到一體均衡、再到無差別融合的發展新模式，為該市的農業和農村發展注入了新的活力。

圖2 壽光農業園區和蔬菜高科技示范園

為實現城鄉均衡發展，該市聚焦于城鄉全要素融合，不斷提升生活富裕度、設施完備度、服務便利度，按照“建設宜居宜業和美鄉村”的總體部署，以整市推進為手段，以城鄉融合為重點，以全域振興為目標，通過大力推進農業高質量發展、規劃建設農業園區等方式，不斷提高蔬菜品質、打造蔬菜品牌，以及推動蔬菜產業轉型升級，推動農業發展不斷邁上新臺階，確保農民能夠充分享受改革發展紅利。

無論是在高標準農田建設、萬畝蔬菜小鎮、出口基地等農業園區建設，還是在和美鄉村建設中，測繪技術人員綜合運用各類測繪新技術為項目建設提供全過程服務。建設前期，利用無人機攝影、全球導航衛星系統、遙感技術、地理信息系統結合傳統的全站儀、高精度水準儀等，對相關區域進行詳細勘測和信息獲取，及時為規劃設計單位提供全數字化地形圖及詳實的數據資料；在建設過程中，運用高精度水準儀等進行精確定位、放線、標高控制，利用無人機攝影技術實時反饋建設情況，為方案的修改完善提供依據。測繪新技術的綜合應用，既提高了成果精度，又提高了作業效率，保證了各類項目的如期建成，促進了該市農業的轉型升級和快速發展。

（二）壽光蔬菜產業的現代化轉型

壽光蔬菜產業的現代化轉型中，測繪新技術的保障作用不容忽視，高效及時的測繪服務加快了該市高檔園區和高標準蔬菜大棚的建設進度，間接推動了產業的技術進步，提高了蔬菜的品質和產量。通過綜合應用全球導航衛星系統、地理信息系統和遙感技術等測繪新技術，該市實現了對蔬菜種植區域的精準定位和信息獲取，使種植者能夠精確地了解土地的肥力、水分、光照等條件，為科學種植提供了有力支持。同時，借助無人機和智能傳感器等測繪工具，實現了對蔬菜生長過程的實時監測，通過搜集大量數據，如葉面積指數、植物生長速率等，可以及時發現生長異常，并采取相應的管理措施，確保蔬菜的健康生長。此外，測繪新技術在設施農業中也發揮了重要作用，通過精確測量和規劃，種植者能夠合理布局蔬菜大棚和智能溫室，優化空間利用，這不僅提高了生產效率，還有助于減少資源浪費。基于大數據和云計算的農業物聯網技術，為該市蔬菜產業的現代化轉型提供了有力支持，通過實時收集和分析種植、管理、銷售等環節的數據，可以制定更加科學合理的決策，提高生產效益。

綜上所述，測繪新技術的綜合應用極大提高了測繪在農業土地及精準農業建設方面的服務效率，提高了成果質量，保障了各類項目的順利建設并如期實現設計效果，推動了壽光蔬菜產業現代化轉型的進程。結合生產技術創新和智能化管理，該市實現了蔬菜產業的可持續發展，也為全國乃至全球的農業現代化提供了有益的經驗和借鑒。