【正确答案】精准农业的技术支持体系包括全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农田信息采集系统、管理决策支持系统、智能化农业机械系统和系统集成技术。
(1)全球定位系统(GPS)。全球定位系统在海湾战争以后,转向允许民用。现在地球上空分布着24颗GPS卫星,发送着非常精确的时间信息,GPS接收机从通过它们上空的卫星接收信号,GPS卫星越多,定位越精确。
GPS接收机有两种模式,分别为信号接收模式和差分接收模式。一般民用用户仅接收GPS卫星信号,精度仅100m左右,但如果同时接收差分信号进行纠正,则可将此精度大大提高,定位于1m以内,满足田间操作精度要求。
GPS在精准农业中主要应用于以下三方面:(1)智能化农业机械作业的动态定位。即根据管理信息系统发出的指令,实施田间耕作、播种、施肥、灌溉、排水、喷药和收获的精确定位。(2)农业信息采集样点定位。即在农田设置的数据采集点、人工数据采集点和环境监测点均需GPS定位数据,以便形成信息层进入GIS。(3)遥感信息GPS定位。即对遥感信息中的特征点用GPS采集定位数据,以便于与GIS配准。
(2)地理信息系统(GIS)。GIS是处理空间信息的应用软件,可用于组织、分析和显示同一区域各种类型的空间数据,每一种信息可以组成一个图层,不同图层的信息可以经过分析复合生成新的图层。
在GIS平台上,可以复合地形、土壤类型、土地利用和作物分布图,所有这些资料都是数字化储存,并能修改、复制和任意重新生成,如果这些资料结合农学模型和决策支持系统,就能形成强有力的管理工具,这将是下一代农业生产管理软件的方向。
(3)农田信息采集系统。实施精准农业需要采集的信息有产量图、土壤物理特性、土壤养分、土壤污染物含量、作物农情信息等,其中产量图、土壤水分、土壤养分、土壤污染物含量、作物长势是需要实时采集的。土壤紧实度、地面高程可能变化不大。实时数据的快速自动采集,主要依赖田间变化测量传感器技术的发展。应用于精准农业比较成熟的有产量监测图和土壤水分监测图。
产量图和土壤采样是实施精准农业的第一步,产量图是通过处理收割机上安装的产量记录系统记录的产量数据和收割机驾驶舱顶部安装的全球定位系统记录的位置数据而生成的。
产量图输出是一个数据文件,每隔1. 2s记录收割机所在点的地理坐标(经、纬度)及其产量数据,经软件处理生成产量等值线图。一旦产量图章成,就可以显示田间产量的差异是否明显,如果差异不明显,精准农业技术就无必要实施,但据试验还未发生这种情况。
管理者看到生成的产量图,通常要分析形成产量差异的原因,为了追究成因,还需要采集土壤类型、地形、水系、树高等信息;种子、喷灌、施肥等农业管理措施也是必须记载的。不同影响因素间的相关性用统计分析方法予以鉴别。
(4)管理决策支持系统。管理决策支持系统是精准农业的核心所在,即所谓精准农业的大脑。管理者怎样才能使采集的信息都有意义,产量图显示田间的空间变异,GIS则是处理研究这些信息最好的方法,GIS的优势是使管理者能综合所有的信息图件,并根据需要形成新的图件,显示产量和其它环境要素间的相互作用,以便了解不同区域产量差异的原因。
决策者将依据GIS提供的这些信息,并结合一系列经济、农学和环境的软件模型建成一个集成的决策支持系统(PSS),也包括传统经验、专家知识、模型计算及其它的农业生产记载,综合到管理信息系统中,连续多年的研究,将便于决策者更好地理解田间产量变化的原因。因此,精准农业并不是意味着任何特殊的一项农业管理技术,而是作为一个集成的系统,管理技术能够被提炼和融合到计算机软件之中,去指导农业实践,特别是综合考虑环境影响的时候。精准农业管理决策支持系统的信息流程见。
(5)智能化农业机械。精准农业中的智能化农业机械是指装有全球卫星定位仪(GPS)、产量传感器及监视器的联合收割机及带有自动控制装置的播种机、施肥机、施药机以及其它与拖拉机配套的农机具。
【答案解析】