玉米種植中精準農業(yè)技術系統集成的應用

　?。壅蓦S著社會經濟與科學技術的不斷發(fā)展，我國各區(qū)域均已經逐步實現農業(yè)機械化、集約化、規(guī)?；a，再加上GIS、RS、GPS、ES等高新科學技術的不斷發(fā)展，其都為現代農業(yè)的發(fā)展提供了良好的技術支持，進而發(fā)展出了精準農業(yè)技術系統集成。據此，本文將以玉米種植為例，對玉米種植中精準農業(yè)技術系統集成的應用進行分析闡述，以期能夠為我國玉米種植提供一些理論參考。

　　［關鍵詞］玉米種植；精準種植；系統集成

　　精準農業(yè)興起于20世紀90年代，最早出現在西方發(fā)達，并隨著時間的不斷推移，其在如今已經成為了一種重要的農業(yè)生產技術，并在不斷地將諸如生物技術、化工技術以及航天技術引入到精準農業(yè)生產過程中，促使精準農業(yè)的精準性得到進一步提升。與西方發(fā)達相比較，我國精準農業(yè)的發(fā)展起步時間相對較晚，但卻在我國實現了快速的普及和發(fā)展，與傳統的生產方式相比較，精準農業(yè)的應用不但可以有效增加農作物的產量，還可以節(jié)約生產，實現高效、安全生產。因此，對精準農業(yè)技術系統集成進行相應研究，對促進精準農業(yè)在我國進一步普及和發(fā)展都有著極為重要的現實意義。

　　1精準種植信息系統集成

　　在實施精準農業(yè)的過程中，為能夠有效提高實施效果，必須要在實施前獲取農作物生長的相關參數，具體參數內容分為農作物本身生長參數和土地參數兩部分。其中農作物本身生長參數包括有病蟲害、生長周期等；土地參數包括有土壤含水量、土壤肥力情況、土壤酸堿度情況等。在獲取相應的參數信息以后，將所有的參數輸入到計算機中，通過計算機系統來根據農作物的實際需求制作出變量作業(yè)圖，再由智能農機進行實際作業(yè)，落實農業(yè)生產的變量管理效果。

　　2信息采集系統

　　2.1農田GIS

　　農田GIS的作用為獲取農田坐標、農田面積等基本信息，從而為農田基本信息庫提高數據信息基礎。在實際應用過程中，首先需要對待測農田進行基本網格劃分。其次，在已劃分的網格中每間隔30m的位置設置一個GPS定點，測得農田的高精度坐標數據，這些坐標數據不僅會存儲到農田基本信息庫中，GPS定點還會在實際農機作業(yè)過程中，與農機達成實時數據交互，從而獲取農機作業(yè)中的坐標數據情況，并將其顯示在電子地圖上。最后，以農田基本信息庫中的數據信息和農機定位數據為基礎，結合專家系統提供的農機作業(yè)路線及作業(yè)方式變更情況等信息，控制智能農機完善實際農業(yè)種植作業(yè)。

　　2.2農田地理信息

　　農田地理信息包括有農田的邊界信息、農田的屬性信息（如農田的地形地貌、農田的土壤水肥情況、土壤類型、土壤酸堿度等）等。該些信息都需要在實際作業(yè)之前，通過實際考察檢測的方式進行確定，確保能夠對農田地理信息進行充分掌控，進而結合農田的GIS系統，為精準農業(yè)提高參數支持，保障精準農業(yè)的實際效果。

　　2.3農業(yè)生產信息

　　所謂農業(yè)生產信息就是指農作物的本底信息，即農作物的播種要求（播種密度、播種氣候等）、生長要求（生長過程中的水肥要求、氣候要求等）、成熟周期、病蟲害防治等信息。這些信息不僅可以進一步明確精準農業(yè)的實施內容，還為精準農業(yè)的有效實施提供重要參考。

　　2.4農田氣象信息

　　農田氣象信息庫中包括有農田所在地區(qū)氣象局所發(fā)生的近30年的氣象信息資料，其主要包括有農田所在區(qū)域的基本地理信息（經緯度、海拔等）、不同時間段的日照強度、溫度信息（日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫、有效積溫等）、降水量、氣候變化時間（開春期、初霜期、終霜期、無霜期等）、地溫等數據信息。該些信息可以為玉米精準種植提供重要氣候信息參考。

　　2.5農作物生長態(tài)勢信息

　　在精準農業(yè)中，農作物生長態(tài)勢信息是決定后續(xù)精準作業(yè)實施的重要參考因素，所以必須要對其進行精準獲取。對于該種信息獲取，通常會通過無人機遙感技術來進行。通過無人機遙感技術，結合農田田間信息，從而對玉米各個生長關鍵其進行實時監(jiān)控，確定玉米的生長態(tài)勢信息，進而以此信息為基礎，對后續(xù)精準作業(yè)方案進行適當調整。

　　3信息處理系統

　　3.1農田GIS

　　在玉米精準農業(yè)種植中，GIS可以作為空間數據平臺，其可以為玉米精準農業(yè)種植提供重要的信息參考，從而提高精準種植決策的精準性和有效性。其主要包括由農田基本信息管理動態(tài)GIS和靜態(tài)GIS兩部分組成。在實際玉米精準農業(yè)種植過程中，GIS會為農田土地管理系統、土壤數據、自然氣候條件獲取、智能農機作業(yè)、農作物生長態(tài)勢、病蟲害防治等諸多工作提高有效的空間定位數據質量，從而防治對各種信息內容的精準化確定，強化精準農業(yè)的實施效果。除此之外，基于農田GIS系統，與以上管理信息和數據信息進行充分融合以后，將可以構成可視化農田精準種植管理系統，進而方便對農田信息的可視化編輯、查詢、分析及控制，實現一體化、精準化、系統化、可視化管理。

　　3.2計算機控制中心

　　隨著信息技術的不斷發(fā)展，如今計算技術控制技術也在飛速發(fā)展。在玉米精準種植中，為能夠進一步確定玉米實際生長狀態(tài)以及環(huán)境參數，通常會在不同的區(qū)域內設置傳感器監(jiān)控點，對可能會影響到玉米生長的諸如溫度、土壤含水量、土壤營養(yǎng)等參數進行實時監(jiān)控，這些數據將會通過無線通信技術和有線通信網絡結合的方式傳遞給計算機控制中心，計算機控制中心將會對該些參數內容進行計算分析，然后自動控制執(zhí)行器來改善玉米的生長環(huán)境。智能執(zhí)行器包括有滴灌網絡、水肥施用裝置等，該些裝置在計算機控制中心的智能化控制下，無需人工進行操作便可以自行完善對缺少水肥的區(qū)域進行澆灌和施肥作業(yè)。該種方式不僅可以有效提高水肥施用效果，還可以防止出現土壤營養(yǎng)富集等問題，保護生態(tài)環(huán)境。

　　3.3GIS平衡施肥專家系統

　　GIS平衡施肥專家系統在設計開發(fā)過程中，引入了GIS技術、物聯網技術、無線通信技術、智能管理技術等諸多高新科學技術，不僅有效地促進了農業(yè)施肥技術的改善，降低肥料對土地環(huán)境的污染，還極大地增加了農作物產品，減少玉米種植過程中對人力的實際需求，有效地提高了玉米種植的實際經濟效益。在實際應用過程中，該系統將會以玉米的實際肥料需求信息為基礎，結合傳感器所獲取的土壤營養(yǎng)情況信息，并利用GIS技術的實際功能繪制出龍頭土壤營養(yǎng)元素含量專題圖，進而通過養(yǎng)分平衡閥、地力分級法、總養(yǎng)分平衡法等方式對土地營養(yǎng)元素需求情況進行綜合計算，最終為用戶和計算機控制中心的智能化控制提高決策參考。

　　4實施系統

　　整個實時系統的智能化部分主要由滴灌系統和水肥施用系統兩部分共同組成，從而接受計算機控制中心所傳遞的控制指令，執(zhí)行滴灌和施肥作業(yè)。而諸如變量農藥噴灑、變量機械控制等系統，其仍舊需要通過人工操作的方式進行，而系統僅僅只會提供決策參考。不過相比較傳統的農藥噴灑和機械控制方式來說，精準農業(yè)中的農業(yè)控制效果更加精準和明顯，并且結合計算機控制中心和GIS技術，還可以精準地控制每一個區(qū)域的實際作業(yè)效果，進一步實現精準農業(yè)生產的目標。

　　5結語

　　隨著科學技術的不斷發(fā)展，如今可運用在精準農業(yè)生產過程中的科學技術也越來越多，并有效地提高精準農業(yè)生產的實際效果。相比較傳統的農業(yè)生產技術來說，精準農業(yè)生產技術不僅可以有效降低農業(yè)生產成本，還可以達成保護環(huán)境，實現可持續(xù)發(fā)展的目標，所以精準農業(yè)值得在如今我國農業(yè)生產過程中進行推廣使用。

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　　劉書明，張玉全

《玉米種植中精準農業(yè)技術系統集成的應用》

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