浙江大学生物系统地工程-3s技术与精细农业实验报告材料3
3S技术在精细农业中的应用及发展
地 理信 息 系统（ Ｉ） 以地 理空 间数 据 库 为 Ｇ Ｓ是 基 础 ， 用地 理 模 型 分析 方 法 。 时提供 多 种 空 采 适 间和 动态 地理 信 息 的 计算 机 系统 。它 能够 将 空
间信 息 和属性 信息 结 合起 来 ，具有 地理 数 据 采 集 管 理 、 间属 性 分 析 、 理信 息 可视 化表 现 等 空 地
３ Ｓ技术在精细农业中的应用及发展
齐 虎 春
内蒙 古 化工职 业学 院
［ 摘
要】 精细农业是 实现农业可持续发展的重要途径，ｓ 术作为精细农业系统的主要支持 ３技
技 术 ， 我 国 已经具 备 了 自主 发展 的条 件 ， 在 在农 业现 代化 过程 中发 挥 了 巨大作 用 。本 文探讨 了 ３ Ｓ技
星成 功 发射 ，这标 志 着 北 斗 区域 卫 星导 航 系统 的基 本 系统 建成 。此 前 我 国 已成 功发 射 四颗北 斗 导航 试验 卫 星 和八 颗 北 斗导 航 卫 星 。将 在 系 统组 网和试 验基 础 上 ，逐 步扩 展 为 全球 卫 星导 航 系统 。 根据 系统 总体 规 划 ，０ ２年 将首 先覆 盖 ２１
功 能 。 可 以被 用 于农 田土地 数 据 管理 ．查 询 土 壤、 自然 条件 、 物苗 情 、 物 产量 等 数据 。 能 作 作 并
浙江大学生物系统工程专业指导性教学计划
浙江大学生物系统工程专业指导性教学计划培养目标本专业培养具有生物科学、工程技术和信息技术的高级复合型人才。
从事生物生产技术与工程领域的教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发等工作。
培养要求培养学生能够将工程原理与设计应用于生物系统中，解决与生物生产和加工相关的工程问题，改善生物生产手段和生物生长环境，控制生物生长过程和生物物料的加工过程，设计提高人们生活质量的生物系统。
学生主要学习工程技术、生物科学和信息技术等方面的基本理论和基本知识，具备在生物生产、加工工程领域内从事教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1．掌握工程技术、生物科学和信息技术等方面的基本理论和基本知识；2．具有设计与生物生产相关的环境、装备和工程设施及生物加工过程的能力；3．具有较强的沟通能力，特别是善于与生物学家进行交流；4．了解国内外生物系统工程领域的科学前沿、发展趋势和应用前景；5．具备在生物生产技术与工程领域从事教学、设计、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
主要课程生物系统传输过程生物传感器与测试技术生物系统模拟生物物料学自动控制理论生物系统工程原理生物系统设计技术生物生产系统机器人 3S技术与精细农业生物环境工程特色课程原版教材的课程：生物生产系统机器人生物系统工程原理双语教学的课程：生物生产系统机器人生物系统工程原理生物环境工程研究型课程：生物传感器与测试技术 3S技术与精细农业计划学制四年毕业最低学分160+4+2授予学位工学学士浙江大学生物系统工程专业课程设置一览第一学年第二学年第三学年第四学年短学期选修课程一览浙江大学食品科学与工程专业指导性教学计划培养目标本专业培养食品科学与工程学科的高级工程技术人才。
毕业生掌握现代物理、化学、生物学和食品工程技术知识，能够从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究和工程设计等方面的工作。
培养要求本专业学生主要学习物理、化学、生物学和食品工程学的基本知识，接受食品生产技术管理、科学研究与工程设计方面的基本训练，具备食品保藏加工以及资源开发等方面的综合能力。
精准农业与3S技术
土壤养分分布图，依此可以了解田间
土壤养分差异，并根据该差异进行变
量施肥决策和变量施肥作业。
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•RS在精准农业中的应用
• 作物长势遥感监测是利用遥感数
据对作物的实时苗情、环境动态和
•1)作物长势监 测和大解作物的分布概况、生长状况、肥 水行情以及病虫草害动态，便于采 取各种管理措施，为作物生产管理
2.空间特性：视域范围大，具有宏观特性。 光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物 特性的研究范围。 时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测 。 3.特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可 比性、经济性。
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•GPS—全球定位系统
GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L波段的 载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并 计算出接收机天线所在的位置。因此，GPS定位系统是由以下三 个部分组成： • （1）GPS卫星星座（空间部分） • （2）地面监控系统（地面控制部分） • （3）GPS信号接收机（用户设备部分） •应用特点：定位精度高，观测时间短，测站间无需通视，可提 供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多、应用广
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•“3S”整体集成模式
"3S"整体集成包括： 以GIS为中心的集成方式（目的：非同步数据处理。通过利用
GIS作为集成系统的中心平台，对包括RS和GPS在内的多种来源 的空间数据进行综合处理、动态存储和集成管理。）
以GPS/RS为中心的集成方式（目的：同步数据处理。通过RS 和GPS提供的实时动态空间信息，结合GIS的数据库和分析功能 ，为动态管理、实时决策提供在线空间信息支持服务。该模式要 求集成多种信息采集和信息处理平台，同时需要实时通信支持， 实现代价高。
浙江大学土壤容重、孔度、含水量及三相比的测定实验报告
实验报告课程名称： 土壤与植物营养学实验实验项目名称： 土壤容重、孔度、含水量及三相比的测定一、 实验目的和要求1. 测定和计算土壤含水量、容重、孔度及三相比；2. 加深对上述物理量及其相互关系的理解；3. 掌握容重等的测定和计算方法。
二、 实验内容和原理1. 土壤比重：单位容积固体土粒（不包括孔隙）的质量称为土壤比重，单位为g/cm 3，其数值大小取决于矿物成分和腐殖质含量。
土壤中多数矿物比重为2.5-2.7（含铁矿物>3），土壤中腐殖质含量较少，所以一般主要取决于其矿物组成，通常取其平均值2.65，作为土壤比重常用值。
2. 土壤容重：田间自然垒结状态下单位体积的土壤质量（即在105℃下除去水分的质量）称为土壤容重，单位为g/cm 3，总是小于比重，一般为1.0-1.4。
土壤容重与土粒排列情况、孔度大小、土壤质地、结构和有机物等有关，反映了土壤肥力、耕作管理状况和土壤紧实度。
可利用土壤容重计算土壤重量和土壤中一定土层内各组分的数量。
土壤容重（g/cm 3）=土样干重/土样体积3. 土壤孔度：土壤中所有大小孔隙的容积之和占整个土壤容积的百分数称为土壤孔度，可根据土壤的容重和比重计算而得。
一般的，砂土的孔度为30%-45%，壤土为40%-50%，黏土为45%-60%，一般作物适宜的孔隙度为50%左右。
土壤的孔度决定着土壤的水分和空气状况，并对热量交换有一定影响，是土壤的重要属性。
土壤孔度（%）=（1-容重/比重）×1004. 土壤含水率：每百克干土中所保持的水分克数称为土壤含水率。
将土样放置在105℃-110℃的烘箱中烘至恒重，失去的质量即为水分质量，在此温度下土壤的吸附水被蒸发，而结构水不致破坏，有机质也不致分解。
土壤含水率（%）=W 湿−W 干W 干×100 式中：W 湿为土壤湿重，W 干为土壤干重。
5. 土壤的三相比土壤中气相、液相和固相三种状态的相对比例就是土壤的三相比。
3S技术在精准农业中的研究与应用
3S技术在精准农业中的研究与应用作者：王维亮潘多斌来源：《农业与技术》2019年第08期摘要：精细农业是以作物与资源环境的时空差异为基础，以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以地理信息为载体，以最小投入、最大效益、最小环境危害为目标，以作物与资源环境的时空差异为基础。
以地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感（RS）为核心。
以网络为纽带，利用大量的农业信息，实施农业生产办公本地化管理是农业发展的一种新模式。
关键词：GNSS；GPS；GIS；精准农业中图分类号：S23 文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190430004基金项目：兰州资源环境职业技术学院支持项目“基于“3S”技术精准农业构建”（项目编号：JT2017-04）农业信息化是21世纪全球农业发展的趋势，是农业现代化的基本标志和重要保证。
充分利用信息技术等高新技术发展现代农业已成为全球农业发展的热点和新增长点。
传统农业采用统一耕种、播种、施肥、喷施等农艺措施管理耕地。
农业生产成本高、农作物产量和经济效益低、环境污染等问题。
精准农业是农业工程专业的一门专业课。
农业的发展呼唤农业技术的新革命，农业现代化需要高新技术的支持。
随着全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）技术的发展，精准农业已成为集约化农业信息化和高新技术的基础，而生态农业领域的重点是农业的可持续发展。
理论研究与实践应用，有效地促进了我国农业现代化的发展。
精准农业是提高农业生产管理水平、科学有效利用资源和环境保护效益的重要手段。
实施精准农业不仅具有重要的经济效益，而且具有显著的社会效益和生态效益。
传统农业以耕地为对象，统一作物生长条件。
采取农业、播种、灌溉、施肥、喷施等统一的农艺措施。
事实上，同一农田存在明显的时空差异。
这些差异主要体现在3个方面：田间条件与收获的空间差异；年产量的时间差异；预测产量与实际产量的差异。
3S技术在精准农业中的研究与应用
3S技术在精准农业中的研究与应用【摘要】精准农业是利用现代科技手段对农田进行精细管理，提高农业生产效益的一种新型农业生产模式。
3S技术包括地理信息系统、遥感技术和全球导航卫星系统，在精准农业中发挥着重要作用。
地理信息系统可以对土壤、植被等因素进行空间分析和监测，指导农业生产决策；遥感技术通过遥感图像获取农田信息，实现农田监测和管理；全球导航卫星系统可以提供精准的位置信息，帮助农民更准确地进行作业。
随着精准农业的发展，3S技术将在改善农业生产效益、促进农业现代化进程中发挥更大作用。
未来，需要加强对3S技术的研究与应用，进一步推动精准农业的发展。
3S技术为精准农业提供了有力支持，对农业现代化进程具有重要意义。
【关键词】精准农业、3S技术、地理信息系统、遥感技术、全球导航卫星系统、农业生产效益、农业现代化、趋势、支持、研究与应用。
1. 引言1.1 精准农业的定义精准农业是指利用现代科技手段，如地理信息系统、遥感技术和全球导航卫星系统等，精确测定和管理农业生产的各个环节，实现农业生产的精准化、高效化和智能化。
通过精准农业，可以实现对农田土壤、植株、气候等关键要素的精准监测和管理，为农业生产提供科学依据和技术支持，提高农业生产效益和资源利用效率。
精准农业的核心理念是精确施肥、精准灌溉、精细管理，通过精确分析和监测农田土壤养分含量、作物生长状况等信息，科学制定施肥、灌溉方案，实现对农作物生长环境的精准调控，最大限度地提高产量和品质，降低农药和化肥的使用量，减少对环境的污染，实现可持续发展。
精准农业的目标是做到“精益求精、精准施策、精心管理”，充分发挥现代科技的优势，提高农业生产水平和效益，促进农业现代化的发展。
精准农业是农业现代化的必然趋势，也是实现农业可持续发展的有效途径。
通过科学技术的支持，精准农业将为农业生产注入新的活力和动力，推动农业产业的转型升级，实现农民增收致富和乡村振兴。
1.2 3S技术在精准农业中的重要性3S技术在精准农业中的重要性体现在多个方面。
3S技术在农业中应用
3s技术在农业中的应用摘要：RS(remote sensing), GPS(global positioningsystem)和GIS(geographical information system)3大技术合称为"3S"技术,它们在农田土地资源调查、土壤侵蚀调查、农作物估产与监测、自然灾害监测与评估等农业领域已得到了广泛的应用.以"3S"技术为基础的精细农业在近年来受到了极大的关注,本文概述了"3S"技术在农业领域的应用,给出精细农业工程框架,最后讨论进一步研究的问题.关键词：3S技术农业"3S"技术及其农业应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)被称为"3S"技术."3S"综合技术的最新发展是"3S"技术集成,集成反映了空间信息系统从数据获取到数据处理到信息生成的全过程,"3S"集成也就是要解决该过程的全自动化问题,使空间信息学的研究真正进入大规模实用化阶段."3S"技术引入农业研究和实践,可有效地管理具有空间属性的各种农业资源信息,对农业管理和实践模式进行分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价;能有效地对多时期的农业资源及生产活动变化进行动态监测和分析比较;可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,提高农业生产效率和效益.农业资源监测评估"3S"技术可以为农业资源监测评估提供帮助.RS/GPS系统能快速准确地获取研究区域内农业资源的遥感图像及空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息,经判读解译、图像分类处理提取专题信息,利用RS/GIS强大的图形分析与制作功能,编绘出所需的各种资源要素的图件,据此可进行多种专题图的叠加分析.同时,利用RS可以对农业资源质和量的变化进行动态的监测,及时更新农业资源数据库,通过GIS的空间数据管理、分析功能和资源分析、评价模型,即可对具有时空变化特点的农业资源进行存量和价值量的测算,实现资源现状、潜力和质量评估.农业区划"3S"获得的资源分布、土地利用、空间社会经济差异等信息,具有综合性、同源性、宏观性及动态性,GIS数据库管理功能为这些数据的总汇提供支持并能够对其中的空间或非空间信息进行高效的处理,使农业区划工作者可以从更为宏观的角度分析区域农业的差异规律,为区划提供丰富而有效的信息.土地资源与土地利用研究土地资源与土地利用研究是GIS应用最广的领域,因此早期地理信息系统也叫做土地信息系统,土地信息系统涉及土地利用、开发、整治和保护的各个环节.在GIS支持下,能方便地完成距离与面积量测、空间查询、缓冲区分析.GIS能对地理信息进行动态描述,构建土地利用管理过程中系统要素格局的变化和发展、未来土地资源状态及社会环境状态的演变进行动态的模拟和预测,保证利用管理的策略及目标优化.作物长势监测与估产作物长势监测是一个动态过程,分析RS影像信息,就能够反映出宏观植被生长发育的节律特征.在实践中,结合相关资料,判读解译RS影像信息,在GIS中对各种数据信息进行信息提取、空间分析,识别作物类型,分析作物生长过程中自身的态势和生长环境的变化,统计量算出其播种面积,也可以发挥GIS系统的模型功能,构建出不同条件下作物生长模型和估产模式,把能反映产量的因素引入模型中,估算大面积作物的产量.农业灾害预警及应急反应借助于RS的动态监测,利用GIS系统,可以应用于诸如洪涝灾、旱灾、水土污染和作物病虫害等农业灾害的预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等,为防灾、抗灾、救灾的预警及应急措施及时提供准确的决策信息.通过GIS 的分析处理,可给出农作物病虫害的发生图、分布图及可能蔓延区图,为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据.农业环境监测通过建立农业资源环境空间数据库,管理、分析和处理海量的环境数据,进行农业环境因子的相关性分析;通过建立若干环境污染模型,模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势;通过GIS的空间分析,找出造成农业环境污染的原因;通过GIS空间制图功能,提供多种形象、直观的环境状况信息表达方式.农业基础性生产资料管理与合理利用以土壤肥料为例,土壤肥料是保证农业增产的重要生产资料.GIS空间数据管理与分析技术可以帮助农业、环境、化工、农资、农技推广等部门了解我国土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化,进行区域性化肥合理规划和调配.GIS技术也可以应用于种子调配、农药调配等其他农业基础性生产资料上.水资源管理GIS在农田水利建设如河道挖掘路线选择、水流调度、农田水利规划、水资源调查与评价等方面有独到的用途.河道挖掘中的选址、挖方量计算问题,通过叠加DEM(数字高程模型),利用GIS分析空间分析功能,可由用户交互、实时地获取结果,通过DEM 比较不同区域的高程值,可以进行水流调度决策,与农业其他资源层综合分析,制定水利规划方案,与产量图叠加,进行水资源利用的评价.农业气候资源管理农业气候资源管理的基本内容包括:气候资源调查,气候资源评价,气候区划和气候资源分配等.通过气候资源调查、气候数值模拟和卫星遥感图像、地理信息系统等综合研究,对调查地区气候资源进行评价和区划,指导气候资源的开发利用.通过合理充分地开发利用气候资源,指导农业生产和农作物、花卉、果木等的引种."3S"与精细农业工程精细农业也称"数字农业","3S"技术是精细农业的技术支柱,实现精细农业是"3S"技术的农业应用的目标之一.精细农业是由航空/航天遥感(RS)的影像数据获取、全球定位系统(GPS)空间定位信息获取、地理信息系统(GIS)的数据管理与分析、决策支持系统(DSS)的分析模型支持、传感器技术如作物产量、车辆、杂草、土壤参数传感器等自动控制农业机械的反馈信息获取等一系列环节组成的体系.地旅系1班杨加周20101061139。
智能农业应用实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，农业产业也在不断变革。
智能农业作为现代农业的重要发展方向，旨在通过集成物联网、大数据、人工智能等技术，实现农业生产过程的自动化、精准化、智能化。
本实验旨在验证智能农业技术的应用效果，为我国农业现代化发展提供技术支持。
二、实验目的1. 了解智能农业技术的基本原理和应用场景；2. 掌握智能农业系统的搭建方法；3. 评估智能农业技术对农业生产的影响；4. 为我国农业现代化发展提供参考。
三、实验内容1. 实验环境实验场地：某农业示范园区实验设备：智能农业传感器、数据采集器、智能控制系统、物联网平台、电脑等。
2. 实验方法（1）搭建智能农业系统1）传感器部署：在农田中布置温度、湿度、土壤养分、病虫害等传感器，实时监测作物生长环境；2）数据采集：通过数据采集器将传感器数据传输至物联网平台；3）智能控制：根据采集到的数据，通过智能控制系统对灌溉、施肥、病虫害防治等进行精准控制；4）数据分析与处理：利用大数据技术对采集到的数据进行处理和分析，为农业生产提供决策支持。
（2）实验过程1）选取实验作物：选择某一种具有代表性的农作物作为实验对象；2）设置对照组：在实验田中设置对照组，不采用智能农业技术；3）实施实验：对实验组采用智能农业技术，对照组采用传统农业技术；4）数据采集与比较：在实验过程中，实时采集实验组和对照组的数据，并进行比较分析。
3. 实验结果（1）产量对比经过一段时间的实验，实验组与对照组的产量对比结果显示，实验组产量明显提高。
其中，实验组平均产量为每亩1000公斤，而对照组平均产量为每亩800公斤。
（2）成本对比实验结果显示，采用智能农业技术的实验组，其生产成本较对照组降低了20%。
主要原因是智能农业技术能够实现精准灌溉、施肥和病虫害防治，降低了资源浪费。
（3）环境效益实验结果表明，智能农业技术能够有效降低农业对环境的污染。
与传统农业相比，实验组农田的土壤养分、水分等指标均有所改善，病虫害发生率降低。
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3S技术与精细农业实验报告3
蒋昊铮3120100277
任务1:
Q1:移动Scroll windo，Main Image随之移动；移动Main Image，Zoom windo随之移动。
Q2:
Q3: Link display可以将两幅图联系起来，按住左键显示另一幅图，方便对比。
Q4:
X Profile是水平方向的剖面灰度分布曲线(Horizontal Profile)；Y Profile是垂直方向的剖面灰度分布曲线(Vertical Profile)；Z Profile是各波段数据的光谱曲线(Spectral Profile)；Arbitrary Profuile是Spatial Profile。
伪彩色有RGB三个颜色分量，出现三条灰度曲线可以分别查看，而灰度图则只有一条曲线的数据。
Q5:
Scrn鼠标所在点的颜色：RGB的数值；Data 表示的是由遥感采集的原始数据。
灰度对应的RGB三者是相同，伪彩色对应的RGB三色分量不同。
灰度对应Data只有一个，伪彩色对应的data有三个。
Q6: Linear streth的可以改变线形的拉伸范围的灰度从0到255间。
Q7: 改变数值之后会发现有立体变化。
任务2:
（1）无监督的分类
（2）有监督的分类
（3）clump
（4）sieve
任务3:
（1）Image to image几何精纠正
（2）image to map几何精纠正
实验心得：
这次试验分成三个任务，相比头两次，这回的试验容易不少，虽然不是一个软件，但是用起来轻车熟路很多，因此只花了两个小时就完成了试验。
用了不少软件，我认为很多软件都有一些共性，所以在不断地熟悉新软件的过程，让我对各种软件的使用能力有提升。
但是我认为要运用某一个软件进行一些比较专业的操作，还需要自己在私人时间完成更多地学习，只有实验课的一点时间是远远不够的。
但是未来如果有需要的话，在实验课上进行过操作的软件，上手使用还是更容易一些的。