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【智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)百科】地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

2020-06-02 07:47:33 艾方立科技
80年代中期,我國開始將GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,從最初的國土資源決策管理、農(nóng)業(yè)資源信息管理、區(qū)域農(nóng)業(yè)規(guī)劃到現(xiàn)在的農(nóng)作物估產(chǎn)研究、區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究、“精確農(nóng)業(yè)”等方面。

  1、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與管理
  農(nóng)業(yè)資源是人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動所利用的各種物質(zhì)與能量。農(nóng)業(yè)資源調(diào)查就是針對農(nóng)業(yè)資源的屬性進行清查。GIS建立這些屬性的空間和統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫,信息來源于土壤圖、氣候圖、各種統(tǒng)計報表等。GIS將圖形與數(shù)據(jù)庫有機結(jié)合,可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源檔案的計算機一體化,為農(nóng)業(yè)資源自動化管理服務(wù)。利用GIS建成的信息系統(tǒng)較傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)查詢更科學(xué)、空間數(shù)據(jù)更及時,農(nóng)業(yè)資源統(tǒng)計表和圖形的同時輸出使得信息更直觀。

  2、進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃
  利用GIS進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃,可以將現(xiàn)在的自然資源、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫與GIS結(jié)合,快速形成各種農(nóng)業(yè)區(qū)劃統(tǒng)計圖件。也可將遙感系統(tǒng)(RS)與GIS相結(jié)合,利用RS的遙感結(jié)果,借助GIS的先進功能對不同區(qū)劃方案進行動態(tài)模擬與評價,編繪出各種綜合評價圖、區(qū)劃圖等,直觀定量地顯示區(qū)劃結(jié)果。

  3、開展農(nóng)業(yè)土地適宜性評價
  農(nóng)業(yè)土地適宜性評價是通過對農(nóng)用土地自然屬性的綜合鑒定,將農(nóng)用土地按質(zhì)量差異分級,以闡明在一定科學(xué)技術(shù)水平下,農(nóng)用土地在各種利用方式中的優(yōu)劣及對農(nóng)作物的相對適宜程度,是農(nóng)業(yè)土地利用決策的一項重要基礎(chǔ)性工作。利用GIS進行土壤適宜性評價就是將土壤類型、質(zhì)地、有機質(zhì)含量、氮磷鉀含量等土地空間和屬性數(shù)據(jù)進行整合,依據(jù)各個因素對作物生長的重要性賦予權(quán)重,在地理信息系統(tǒng)中分析運算,生成土壤適宜性評價圖,也可根據(jù)實際情況建立數(shù)學(xué)模型,進行農(nóng)業(yè)土地適宜性的單因素評價和多因素綜合評價,實現(xiàn)土地適宜性的分級。

  4、開展農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究
  地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境研究中應(yīng)用廣泛,主要有環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境影響評價、環(huán)境預(yù)測規(guī)劃與生態(tài)管理以及面源污染防治等。就環(huán)境監(jiān)測而言,依據(jù)GIS的模型功能,結(jié)合環(huán)境監(jiān)測日常工作需求,建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境模型,模擬區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化和發(fā)展趨勢,為決策和管理提供依據(jù);就環(huán)境質(zhì)量而言,由于污染源的區(qū)域性、污染物的流動性以及區(qū)域梯度變化,用GIS作為支持系統(tǒng)可使環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果更加科學(xué)和直觀。

  5、進行農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)測與控制
  利用遙感、GIS和計算機等技術(shù)對重大農(nóng)業(yè)災(zāi)害進行綜合測評,為政府和有關(guān)機構(gòu)提供及時有效、準(zhǔn)確可靠的決策信息,使減災(zāi)、防災(zāi)、救災(zāi)等有更充分的科學(xué)依據(jù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展提供有力保證。對有災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域,可以根據(jù)GIS空間信息計算出的大致受災(zāi)面積,進而估算該區(qū)域的經(jīng)濟損失。根據(jù)GIS的空間特性,對某一區(qū)域歷史數(shù)據(jù)的演變分析,對區(qū)域內(nèi)災(zāi)害發(fā)生的基本規(guī)律、時空分布、危害程度等進行綜合評價和模擬,并對災(zāi)害發(fā)展趨勢進行預(yù)測,為防災(zāi)、減災(zāi)提供分析對策。

  6、進行農(nóng)作物估產(chǎn)與監(jiān)測
  農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測對國家及時了解農(nóng)作物產(chǎn)量,制定糧食進出口政策和價格至為重要。其內(nèi)容主要包括兩方面:估算作物種植面積;由單產(chǎn)模型、長勢遙感監(jiān)測來確定估產(chǎn)模式。科學(xué)、準(zhǔn)確地估產(chǎn),提供數(shù)字化、圖像化的農(nóng)情,對政府進行科學(xué)、正確的決策具有重要意義。目前,由RS(遙感系統(tǒng)) 、GIS(地理信息系統(tǒng)) 、GPS(全球定位系統(tǒng))現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)結(jié)合構(gòu)成的“3S”技術(shù)體系已被許多國家選用來進行農(nóng)情監(jiān)測分析。我國農(nóng)作物遙感估產(chǎn)現(xiàn)已發(fā)展到小麥、水稻、玉米和牧草等多種農(nóng)作物。

  7、在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
  精確農(nóng)業(yè)是指運用遙感、遙測(如氣溫、土壤溫度等的遙測) 、GPS、計算機網(wǎng)絡(luò)、GIS等信息技術(shù)、土壤快速分析技術(shù)、自動滴灌技術(shù)、自動耕作與收獲技術(shù)、保存技術(shù)等定位到中、小尺度的農(nóng)田,在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和管理相結(jié)合的高新技術(shù)系統(tǒng)。GIS在精確農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面:

  (1) GIS是精確農(nóng)業(yè)整個系統(tǒng)的承載動作平臺和基礎(chǔ),各種農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)的流入、流出以及對信息的決策、管理都要經(jīng)過GIS來執(zhí)行。
  (2) GIS作為精確農(nóng)業(yè)的核心組件,將RS、GPS、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等組合起來,起到“容器”的作用。

  (3)在精確農(nóng)業(yè)中,GIS還用于各種農(nóng)田土地數(shù)據(jù),如土壤、自然條件、作物苗情、產(chǎn)量等的管理與查詢,也能采集、編輯、統(tǒng)計、分析不同類型的空間數(shù)據(jù)。
  (4)作物產(chǎn)量分布圖等農(nóng)業(yè)專題地圖的繪制和分析也都由GIS來完成。

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  主控中心與溫室控制器通過無線連接,對溫室內(nèi)的光照、土壤溫濕度、二氧化碳、空氣溫室等參數(shù)的變化能夠準(zhǔn)確的顯現(xiàn)出來。









二、系統(tǒng)軟件功能

名稱

信息

用戶登錄

規(guī)定用戶使用權(quán)限,為保障系統(tǒng)安全,一用戶對應(yīng)一賬號,可設(shè)定修改密碼權(quán)限。

系統(tǒng)監(jiān)測

主要監(jiān)控室內(nèi)空氣溫濕度、二氧化碳、光照強度、土壤溫濕度,室外風(fēng)向、風(fēng)速、空氣溫濕、光照強度、雨雪等參數(shù),各個設(shè)備的運作狀態(tài),當(dāng)室內(nèi)出現(xiàn)異常時會進行報警上報負(fù)責(zé)人。

系統(tǒng)控制

手動

通過手動控制設(shè)備的運行操作。

自動

根據(jù)用戶設(shè)定的土溫下限參數(shù)自動控制噴灌系統(tǒng)的自動操作(包括噴灌時長、噴灌間隔);通過空氣溫濕度、光照、二氧化碳等參數(shù)自動控制天窗、側(cè)窗、內(nèi)遮陽、內(nèi)保溫、風(fēng)機、濕簾等設(shè)備的開、關(guān)狀態(tài)。

參數(shù)設(shè)定

對所有要實現(xiàn)自動控制的參數(shù)(風(fēng)速、光照、土溫、土濕、空氣溫濕、內(nèi)遮陽、內(nèi)保溫、燈光、補光、目標(biāo)溫度、目標(biāo)光照、噴灌)進行設(shè)定,滿足自動化要求。

三、溫室控制安裝現(xiàn)場展示

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風(fēng)機的安裝

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智能溫室氣象監(jiān)測設(shè)備

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智能溫室監(jiān)測控制設(shè)備

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