全球定位系統(tǒng)(GPS)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

一、GPS概述

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）（英文縮寫GPS）簡(jiǎn)單地說，這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。GPS為用戶提供時(shí)空信息，與專業(yè)GIS相結(jié)合，將成為有專業(yè)行為意義的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。基于GPS技術(shù)并具有一定GIS功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是目前GPS與GIS相結(jié)合的應(yīng)用之一。現(xiàn)在，在交通、森林、環(huán)保、滅害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中，都有許多成功的應(yīng)用。

二、GPS的組成和功能

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間部分———GPS星座；地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分———GPS 信號(hào)接收機(jī)。

GPS全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：（1）全天候；（2）全球覆蓋；（3）三維定速定時(shí)高精度；（4）快速省時(shí)高效率：（5）應(yīng)用廣泛多功能。

GPS和GIS應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域——精細(xì)農(nóng)業(yè)，需要采集諸如土壤墑情、肥力、病蟲草害分布及農(nóng)作物產(chǎn)量等農(nóng)田信息，而這些信息要有比較精確的位置數(shù)據(jù)。利用GPS能夠提供快速定位測(cè)量、農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)導(dǎo)航及量化信息管理，是實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)的前提和條件。因此，在GPS引導(dǎo)下采集農(nóng)田空間信息，仍然是精細(xì)農(nóng)業(yè)實(shí)踐中定位信息采集的主要方式。

三、GPS在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

利用GPS技術(shù)，配合遙感技術(shù)（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），能夠做到監(jiān)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量分布、土壤成分和性質(zhì)分布、做到合理施肥、播種和噴灑農(nóng)藥，節(jié)約費(fèi)用、降低成本、達(dá)到增加產(chǎn)量提高效益的目的。

1.土壤養(yǎng)分分布調(diào)查

在播種之前，可用一種適用于在農(nóng)田中運(yùn)行的采樣車輛按一定的要求在農(nóng)田中采集土壤樣品。車輛上配置有#8239;GPS接收機(jī)和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中配置地理信息系統(tǒng)軟件。采集樣品時(shí)，GPS接收機(jī)把樣品采集點(diǎn)的位置精確地測(cè)定出來，將其輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出#8239;一幅土壤樣品點(diǎn)位分布圖。

2.#8239;監(jiān)測(cè)作物產(chǎn)量

在聯(lián)合收割機(jī)上配置計(jì)算機(jī)、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機(jī)，就構(gòu)成了作物產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)。對(duì)不同的農(nóng)作物需配備不同的監(jiān)視器。例如監(jiān)視玉米產(chǎn)量的監(jiān)視器，當(dāng)收割玉米時(shí)，監(jiān)視器記錄下玉米所接穗數(shù)和產(chǎn)量，同時(shí)GPS接收機(jī)記錄下收割該株玉米所處位置，通過計(jì)算機(jī)最終繪制出一幅關(guān)于每塊土地產(chǎn)量的產(chǎn)量分布圖。通過和土壤養(yǎng)分含量分布圖的綜合分析，可以找出#8239;影響作物產(chǎn)量的相關(guān)因素，從而進(jìn)行具體的田間施肥等管理工作。

3.合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理

依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機(jī)的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根據(jù)養(yǎng)分含量分布圖控制。

在作物生長(zhǎng)期的管理中，利用遙感圖象并結(jié)合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數(shù)量的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以繪制出作物生長(zhǎng)的不同時(shí)期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行管理。

GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅是大面積種植，在小面積的農(nóng)田，特別是在格網(wǎng)種植的小面積內(nèi)，應(yīng)用小型自動(dòng)化設(shè)備，配合差分GPS導(dǎo)航設(shè)備、電子監(jiān)測(cè)和控制電路，能夠適應(yīng)科學(xué)種田的需要，作到精確管理。這種投資較低、安裝方便、操作靈活。

總之，GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。在我國(guó)，尚需積極開展在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究#8239;以及相關(guān)設(shè)備的研制，特別在利用大規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)重視#8239;GPS技術(shù)在農(nóng)田作業(yè)和管理中的應(yīng)用。

Gps的日益發(fā)展和成熟以及它在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，無疑將讓農(nóng)業(yè)的發(fā)展日益機(jī)械化。

參考文獻(xiàn)

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