試論GIS技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式的應(yīng)用與研究

孔曉萌

（棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 滕州 277500）

我們國(guó)家作為當(dāng)今世界上的農(nóng)業(yè)種植大國(guó)其所耕種的土壤結(jié)構(gòu)普遍松散，現(xiàn)代化耕種水平不足，有相當(dāng)一部分農(nóng)作物的種植和收獲長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)還都是依賴著老天的恩賜，其耕種進(jìn)程及操作模式隨機(jī)性很強(qiáng)，由此造成農(nóng)業(yè)耕作過(guò)程中對(duì)于相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資的耗費(fèi)嚴(yán)重超標(biāo)。為了達(dá)到現(xiàn)時(shí)我們國(guó)家農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)久穩(wěn)定式發(fā)展，使我國(guó)有限的土地資源可以種植更為廣泛的農(nóng)田作物品類，我們國(guó)家近些年來(lái)特別提出要著力發(fā)展精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。然而在當(dāng)前精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，其中精準(zhǔn)性問(wèn)題不但涵蓋對(duì)于各種農(nóng)業(yè)耕作訊息的搜集和積存，同時(shí)囊括了經(jīng)濟(jì)有效作業(yè)模式的遴選與運(yùn)作。

1 精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)綜述

1.1 精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)發(fā)展理論完善進(jìn)程

精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)概念最早是由西方的一位農(nóng)業(yè)科技專家在20世紀(jì)80年代所推出的，其具體是由農(nóng)業(yè)科學(xué)家通過(guò)對(duì)農(nóng)田植物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代化栽培工藝以及科學(xué)化的水肥施用等多類學(xué)科協(xié)同合作下，最終推出了此類對(duì)農(nóng)田植物的栽培實(shí)驗(yàn)過(guò)程展開(kāi)恰當(dāng)定位且依照需恰量配比的專業(yè)理論。伴隨著以相關(guān)空間訊息理論等為典型代表的地質(zhì)訊息技術(shù)的不斷完善和及進(jìn)化，其和微機(jī)裝置、機(jī)械化自動(dòng)控制裝置、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)融合的密切形態(tài)不斷強(qiáng)化，進(jìn)而促使依照農(nóng)作物生長(zhǎng)相關(guān)因素及訊息的變化實(shí)施精細(xì)管控過(guò)程的精細(xì)化農(nóng)業(yè)發(fā)展理論從束之高閣的學(xué)術(shù)理論轉(zhuǎn)換成實(shí)實(shí)在在的技術(shù)要領(lǐng)。

1.2 精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本含義和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)也可稱之為精細(xì)化農(nóng)業(yè)，其是當(dāng)今時(shí)期國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)技術(shù)科研領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)課題。精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化其核心內(nèi)容是指通過(guò)RS技術(shù)展開(kāi)具體控制，利用GPS空間定位技術(shù)精準(zhǔn)定位地表中的具體位置，利用GIS空間定位技術(shù)把農(nóng)業(yè)作業(yè)區(qū)的地表形態(tài)、地質(zhì)外貌、農(nóng)作物品類及具體長(zhǎng)勢(shì)、土壤塑性及所含養(yǎng)分、水分含量狀況等展開(kāi)儲(chǔ)存過(guò)程，依照區(qū)域內(nèi)構(gòu)成要素的空間定位數(shù)據(jù)做出衡算，進(jìn)而精準(zhǔn)選定最適宜的耕種節(jié)點(diǎn)、用肥及灌溉容量、病害治理時(shí)機(jī)及方式等有關(guān)農(nóng)業(yè)耕作具體內(nèi)容。

精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，從根本上來(lái)說(shuō)其正常是利用各種傳送、遙控監(jiān)測(cè)工藝，進(jìn)而可以精準(zhǔn)地把握其中的土壤墑情、水肥狀況、病蟲(chóng)害防治、作物的產(chǎn)量收成等多類因素在時(shí)空上表現(xiàn)出的差距，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以最低的生產(chǎn)成本來(lái)?yè)Q取最高的經(jīng)濟(jì)收益及生態(tài)效益的目標(biāo)。

2 GIS空間信息技術(shù)綜述

2.1 RS技術(shù)及GPS空間信息技術(shù)綜述

RS技術(shù)是屬于Remote sensing詞組的英文簡(jiǎn)寫(xiě)，是對(duì)于遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的統(tǒng)稱，其重點(diǎn)是借助于相關(guān)設(shè)備由距離地面相當(dāng)高度的空間位置去采集地面發(fā)出或者反射回的各種電磁感應(yīng)訊息，且依賴于對(duì)前述電磁感應(yīng)訊息進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理、擇選進(jìn)而收集那些有價(jià)值的圖像訊息，現(xiàn)階段該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于地表植被現(xiàn)狀調(diào)查、農(nóng)作物單產(chǎn)量評(píng)估、病害規(guī)模監(jiān)察等多個(gè)領(lǐng)域。

GPS空間信息技術(shù)是Global Positioning System詞組的英文簡(jiǎn)寫(xiě)。其中文的名稱應(yīng)為全球空間的定位工藝技術(shù)，其總體上是依托運(yùn)行于地球上空的同步運(yùn)轉(zhuǎn)地球通信衛(wèi)星為用戶拿出精度頗高的空間坐標(biāo)及絕對(duì)化的高度訊息。此項(xiàng)技術(shù)大多被應(yīng)用于全球空間運(yùn)行導(dǎo)航、大地表觀結(jié)構(gòu)勘測(cè)、野外地質(zhì)科考作業(yè)、人員移動(dòng)定位等項(xiàng)活動(dòng)中。

2.2 GIS空間信息技術(shù)特點(diǎn)

倘若說(shuō)RS信息技術(shù)是一雙人類探尋世界萬(wàn)物的明亮眼睛，GPS空間信息技術(shù)便是一枚機(jī)敏的定海神針，此種情況下GIS空間信息技術(shù)便相當(dāng)于人類的智慧大腦，它是憑借計(jì)算設(shè)備高超的數(shù)據(jù)衡算功能作為基礎(chǔ)條件，由RS技術(shù)和GPS空間信息技術(shù)這兩款技術(shù)所采集及給出的交錯(cuò)繁雜的參數(shù)信息中鑒別出和農(nóng)田耕作密切相關(guān)的特色圖像訊息。從本質(zhì)來(lái)說(shuō)，GIS空間信息技術(shù)更好似是一款對(duì)空間定位圖形參數(shù)展開(kāi)分析、蓄存、管控的有效工具，故此其具備超強(qiáng)的辨析、追蹤及配合決策過(guò)程的功能。

3 GIS空間信息技術(shù)在精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用模式

基于上述對(duì)于精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)的相關(guān)闡釋，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)其便是運(yùn)用各類先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)來(lái)精準(zhǔn)把握農(nóng)田管理和農(nóng)作物種植過(guò)程中的各個(gè)技術(shù)指標(biāo)，且以此為依托來(lái)選定最為科學(xué)有效的經(jīng)濟(jì)投入，進(jìn)而在經(jīng)濟(jì)管理、環(huán)境治理等方面爭(zhēng)取最佳成果。現(xiàn)階段，我們國(guó)家的GIS全球空間信息技術(shù)在如今的精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理上的應(yīng)用重點(diǎn)展現(xiàn)在農(nóng)田訊息收集和追蹤、農(nóng)田種植的精準(zhǔn)式水肥施用以及農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)管和預(yù)報(bào)等3項(xiàng)內(nèi)容上。

3.1 農(nóng)田訊息收集和追蹤

農(nóng)耕田間或其他農(nóng)業(yè)作業(yè)區(qū)的基本訊息是實(shí)施精準(zhǔn)式農(nóng)耕作業(yè)的基礎(chǔ)條件，其基本訊息的精準(zhǔn)性及精確度密切關(guān)聯(lián)著后續(xù)相關(guān)農(nóng)業(yè)耕作過(guò)程的實(shí)施，然而現(xiàn)階段我們國(guó)家農(nóng)田訊息的空間定位和收集工作中表現(xiàn)出外部作業(yè)環(huán)境定位功能較差、定位參數(shù)密度略低等情況。有很多地區(qū)盡管其總體上完成了農(nóng)耕田間或農(nóng)耕作業(yè)區(qū)的基本訊息收集工作，其中也時(shí)常表現(xiàn)出參數(shù)“瞎子摸象”的情況，由此引發(fā)訊息參數(shù)的精度水平明顯下滑。另外，在實(shí)施訊息收集的操作進(jìn)程中，其中有關(guān)的訊息參數(shù)必然轉(zhuǎn)回超值參數(shù)中心實(shí)施二次編輯整合對(duì)訊息融入地理位置坐標(biāo)等相關(guān)訊息，其在訊息編輯及轉(zhuǎn)錄過(guò)程中有部分參數(shù)會(huì)發(fā)生遺漏的情況，而此番訊息編輯和轉(zhuǎn)錄工作亦顯著提升了系統(tǒng)參數(shù)蝶變的作業(yè)量進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)參數(shù)革新不到位。

3.2 農(nóng)耕田間精準(zhǔn)化用肥

相關(guān)訊息資料記錄了當(dāng)前我國(guó)農(nóng)耕作業(yè)中所使用的化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資成本以及對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的耗費(fèi)量，其大大地超出了西方一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，此種局面不僅引發(fā)了目前我們國(guó)家農(nóng)耕作業(yè)時(shí)耗費(fèi)了過(guò)量的當(dāng)?shù)厮Y源，并且超量噴施化肥和農(nóng)藥還可引發(fā)農(nóng)耕作業(yè)區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境的損壞，也大幅提升了農(nóng)耕作業(yè)成本。而依托于GIS空間信息技術(shù)的農(nóng)田精確施肥系統(tǒng)，則全是依賴土壤水肥訊息的掌握水平及按點(diǎn)按量用肥灌溉工藝的實(shí)際運(yùn)用。

3.3 農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)管和及時(shí)預(yù)報(bào)

我們國(guó)家作為世界上農(nóng)業(yè)種植面積略大的少數(shù)幾個(gè)發(fā)展中國(guó)家之一，然而在農(nóng)耕作業(yè)中卻極易因各種病蟲(chóng)害的發(fā)生而引發(fā)農(nóng)耕作物的大幅度減產(chǎn)以至落到絕收的地步。另外，我們國(guó)家農(nóng)作物病蟲(chóng)害尚表現(xiàn)出暴發(fā)期間急迫、擴(kuò)展速度極快、受害面積廣、發(fā)作時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，它不僅與我國(guó)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防治技術(shù)水平較低有著密切的聯(lián)系，而且與我國(guó)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)不完善有著一定的聯(lián)系。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)工作的難點(diǎn)在于災(zāi)情的掌握和災(zāi)情信息的數(shù)據(jù)化等內(nèi)容，鑒于任何農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害的暴發(fā)都存在一定的規(guī)律性，為此，利用該技術(shù)對(duì)其災(zāi)情信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理。我國(guó)中原地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中蝗蟲(chóng)災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的生產(chǎn)影響較大，且具有遷移能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)移速度快等特點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，不難發(fā)現(xiàn)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式中推廣和應(yīng)用GIS技術(shù)需要采集大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的采集則要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力。因此，在我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)還較為薄弱的時(shí)期，該項(xiàng)技術(shù)還將長(zhǎng)期處于探索和研究階段。