摘要：精準農業是通過3S技術與自動化技術的綜合應用，文章簡單介紹了3S技術即RS、GIS、GNSS的概念，并概述分析了3S技術在精準農業領域如作物長勢監測與作物估產、農業災害、精準化施肥與灌溉、農業資源管理、智能農業機械、農田信息等方面的具體應用，明確了3S技術在農業領域的重要地位。

　　關鍵詞：RS；GIS；GNSS；精準農業

　　13S技術簡述

　　3S技術是遙感技術RS、地理信息系統GIS和全球導航衛星系統GNSS的集成。3S技術是結合空間、傳感器、衛星定位與導航、計算機等多學科技術集成的對地球表面的空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術[1]。在現今科技水平飛躍發展的時代，我國的傳統農業的弊端已經顯露，人均占有耕地面積減少、水土流失嚴重、水體污染等問題制約著我國農業及其經濟水平的發展[1]。而結合3S技術的精準農業廣泛地運用到現代農業。本文將概述分析目前關于3S技術在精細農業的具體應用。

　　2遙感（RS）在精準農業的應用

　　2.1RS

　　遙感（RS）。即遙遠的感知，是運用在不同平臺上的傳感器對遠距離目標或自然現象進行探測，利用不同地物的反射率不同的特性來獲取地表信息[2]。

　　2.2RS在作物長勢監測與作物估產中的應用

　　作物長勢監測與作物估產即利用遙感技術對作物生長情況、趨勢進行觀測，以此估計作物產量與品質[2]。目前作物長勢監測最常見的就是運用NDVI、新發展的EVI指數等來估算生物量、作物產量等反映作物生長特征因子的直接觀測法。如劉新杰等反演冬小麥葉綠素密度、葉面積指數，監測指數時序變化規律，分析不同品種冬小麥的長勢情況，并建立安徽龍亢農場基于NDVI的冬小麥估產模型[3]；與此同時，同期對比法即利用NDVI值的時序變化來反映年間作物生長狀況的差異也是重要運用。如黃青等利用NDVI，監測巴西2017年大豆長勢，并采用差值模型，對比研究2016年同期大豆長勢的平均狀況，獲得巴西大豆2017年產量變化趨勢[4]。

　　2.3RS在農業災害中的應用

　　在干旱監測中，針對遙感數據不同波段構建土壤水分指數運用廣泛。如高雅通過地表溫度LST和NDVI指數之間的關系，建立溫度植被干旱指數TVDI干旱監測模型，并且進行干旱等級劃分，并對內蒙古地區進行旱情監測[5]。在農作物的病蟲災害遙感監測中，不同類型的遙感數據成為了開展病害敏感指數的比較研究，構建病害敏感指數的關鍵[6]。如劉創優選了基于葉片高光譜數據和衛星多光譜數據的小麥白粉病嚴重度估測敏感光譜特征，并以Landsat8和MODIS反演的地表溫度作為關鍵生境特征，輔以篩選出的植被指數作為長勢因子區域尺度上對小麥白粉病嚴重度分級并進行了評估[7]。上述兩種應用為較為典型的兩種農業災害應用，除此以外在應對洪澇、冷凍等災害也常利用遙感技術監測。光學遙感數據如TM和SPOT等，一般可對農業受損進行評估[6]。陳穎姝等利用作物關鍵生育時期的Landsat8OLI高清影像進行監督分類，提取作物種植面積分布。利用統計數據與資源三號衛星數據對提取結果進行驗證，平均精度達到88%，此結果較準確地反映洪澇季節作物的分布情況，從而進行洪澇災害損失估算[8]。

　　2.4遙感技術在精準化施肥與灌溉的應用

　　精準化施肥與灌溉是可以幫助農業技術人員精準施肥、灌溉，獲取最大收益。如張秋陽等將GeoEye-1高分辨率遙感影像數據與氮肥優化算法（NFOA）相結合，開展了冬小麥氮肥推薦應用研究[9]。宋文龍等基于GF-1較高空間分辨率衛星數據，通過光譜匹配方法像元尺度應用，并引入OTSU自適應閾值算法，構建了高分辨率灌溉面積遙感監測新方法[10]。

　　3地理信息系統（GIS）在精準農業的應用

　　3.1GIS

　　GIS是在計算機硬件與軟件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間系統[11]。

　　3.2GIS在農業資源信息管理中的應用

　　GIS能將人們從事農業生產或相關農業經濟活動所利用的各種資源緊密聯系并使各自都發揮出最大作用。如劉兵建立的基本農田數據庫管理系統[12]與寧方志建立的土地利用現狀調查管理系統[13]都屬于利用GIS的空間管理優勢將自然資源聯系管理。

　　3.3GIS在農業災害防治中的應用

　　GIS通過提取各個威脅因子實現對災害區的孕災條件信息量化，可以進行災情預警、災害程度與損失狀況評估等應用，以及時減少人民財產損失。如楊志捷等利春小麥抽穗至成熟期間氣象觀測資料、春小麥品種試驗的發育期觀測資料以及春小麥播種面積、產量和單產資料等，利用GIS技術開展內蒙古春小麥干熱風風險精細化區劃與評估[14]。GIS在病蟲災害主要作用包括探尋分析病蟲成因與規律、評估災害發生時適宜因子、預測災害演變趨勢，從而建立農業自然災害科學數據庫和農業自然災害信息系統[11]。我國已成功將GIS應用到了棉蚜蟲、松毛蟲等害蟲防治工作上。如蔣杰賢等運用地統計學方法GIS分析了桃樹桃蚜和草間鉆頭蛛種群的空間結構，并模擬了其種群空間分布格局[15]與周文杰等建立的棉蚜蟲害監測預警系統[16]。

　　4全球導航衛星系統（GNSS）

　　在精準農業中的應用隨著自主研發的北斗衛星導航系統（BDS）建設發展，美國全球定位系統（GPS）不再是GNSS的代名詞。但現目前GPS仍是運用最廣泛的衛星導航系統。

　　4.1GPS

　　GPS是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛星導航系統，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息[1]。

　　4.2GPS在智能農業機械作業中的應用

　　智能化農業動態定位根據管理信息系統發出的指令，實現田間耕作、施肥、灌溉、噴藥等精確定位操作[17]。現國內的研究基于前人的基礎更加深入，如魏少東為解決單一的導航系統不能滿足現在化農業機械的導航定位的精度要求，將GPS技術與慣性導航組合導航系統，研究了一套果園機械自動導航控制系統實現果園機械自動化作業[17]。

　　4.3GPS在農田信息采集中的應用

　　GPS的準確定位功能為農業技術人員統計各個地理位置的農作物狀態提供了便捷。近些年已有不少學者針對農作物生長狀況進行數據采集研究。如陳宏等研制的基于GPS的農田信息采集系統既能實現農田信息的準確采集，還可以在手機客戶端進行實時監測，又能實現采集地點的實時定位功能[18]。對提高農作物產量，降低勞動力成本具有重要意義。

　　5結束語

　　在全面建成小康社會的緊要關頭，為了滿足經濟與人類發展需求，必須促進農業的持續發展，精準農業技術的出現協調了矛盾。精準農業是3S技術與自動化技術的綜合應用，結合田間最小單元的具體條件，最優化配置耕地資源與勞動力投入，定量化精準田間管理，以提高農作物產量與質量、降低生產成本，減小農業活動為周邊環境帶來的污染及其他不利影響。精準農業的施行將我國農業發展代入一個新的臺階，不僅極大地提高了農業生產力，也在自然資源、環境、農業生產、農業管理等方面具有重要作用與意義。

　　參考文獻：

　　[1]母金梅，申志永.3S技術在我國農業領域的應用[J].農業工程，2011（2）：74-76.

　　[2]溫鵬.農業遙感研究現狀與展望[J].經營管理者，2017（15）：219.

　　[3]劉新杰，魏云霞，焦全軍，等.基于時序定量遙感的冬小麥長勢監測與估產研究[J].遙感技術與應用，2019，34（04）：756-765.

　　[4]黃青，劉航，鄒金秋.2017年巴西大豆長勢遙感監測數據的分析研究[J].科技資源導刊，2017，49（6）：60-65，75.

　　[5]高雅.基于遙感干旱指數與葉綠素熒光的農業干旱預警研究[D].黑龍江大學，2019.

　　王晗，何佳樂