3S技术在精准农业中的应用_潘明
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
3S技术在农业方面的应用探讨
3S技术在农业方面的应用探讨3S技术是指遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）和全球定位系统（Global Positioning System）三种技术的集合。
这些技术在农业领域的应用能够改善农业生产效益，提高农产品质量，促进农业可持续发展。
在下面的文章中，我将从不同的应用层面来探讨3S技术在农业中的作用。
遥感技术在农业中的应用有助于农田土地的监测和管理。
遥感技术可以通过航空或卫星传感器获取大量的地表信息，包括土壤类型、植被覆盖、水资源等。
农业部门可以利用这些数据来评估土地的潜力和适宜性，选择最合适的作物进行种植，并制定合理的灌溉和施肥方案。
遥感技术还可以检测农田中的病虫害情况，及时采取相应的防治措施，避免作物大面积损失。
地理信息系统在农业中的应用涵盖了农业资源管理、农产品质量控制和农产品物流等方面。
地理信息系统可以将各种农业数据整合在一起，形成农业信息平台，方便农业管理人员进行数据分析和决策。
通过地理信息系统，农产品的生产和流通过程可以实现追溯，确保农产品质量和食品安全。
地理信息系统还可以优化农产品物流路径，减少运输成本，提高效率。
全球定位系统在农业中的应用主要体现在精准农业方面。
利用全球定位系统，农业机械可以精确定位和导航，实现精确播种、喷施农药和收割等操作，提高农业生产效率。
全球定位系统还可以结合地理信息系统和遥感技术，实现作物生长监测和作物生产预测，帮助农民更好地掌握农田和作物的情况，作出科学决策。
3S技术在农业中的应用可以帮助提高农业生产效益、保障农产品质量和食品安全，促进农业可持续发展。
要充分发挥3S技术的作用，还需要加强相关技术人员的培训和专业知识的传播，提高农民和农业管理人员的科学素质和信息化水平。
政府和农业部门也需要积极推动相关政策和项目，促进3S技术在农业中的应用和推广。
只有这样，农业领域的3S 技术才能充分发挥其巨大的潜力，为农业现代化进程做出更大的贡献。
3s技术及应用
3s技术及应用3S技术是一种综合应用技术，包括卫星遥感技术（Remote Sensing）、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）。
它们之间相互关联、相互支持，通过数据采集、处理与应用，为地理空间信息的分析与研究提供了坚实的技术基础。
3S技术应用广泛，覆盖农业、城市规划、林业、水利、环境保护等领域，对于实现资源管理、环境保护和科学决策等具有重要作用。
下文将对3S技术及其应用进行详细解释。
1. 卫星遥感技术卫星遥感技术是利用遥感卫星获取地球表面信息的一种技术。
这种技术可以获取广阔范围的数据，不受地形地貌、气象、人类干扰等影响，具有全球覆盖、实时数据获取和大量数据处理等特点。
卫星遥感技术利用不同波段的传感器获取不同的地球表面信息，包括地表温度、植被覆盖、土地利用等，为资源管理、环境保护、灾害监测等提供了基础数据。
卫星遥感技术在资源管理领域的应用主要包括农业、林业、水利等领域。
在农业领域，卫星遥感技术可以帮助农民制定合理的农业生产计划，监测土地利用，识别病虫害等，提高农业生产效率。
在林业领域，卫星遥感技术可用于森林生长状况的监测、森林资源类型的调查、森林采伐与复制等，实现了对森林资源的可持续利用。
在水利领域，卫星遥感数据与其他数据的结合运用，可以有效监测湖泊、水利建设、水资源利用等方面的情况，为水资源管理提供定量分析和评价手段。
2. 全球定位系统全球定位系统是一种利用卫星技术进行位置定位的系统。
通过GPS定位系统，可以获取精准的坐标数据，包括位置、速度、方向等信息，对于军事、交通、物流等领域有着重要作用。
GPS在科学研究、生产管理、环境监测等方面的应用也越来越受到关注，例如GPS在地质灾害监测、海洋气象预测、城市规划等方面均有广泛的应用。
在农业领域，GPS定位系统可以实现准确的土地测绘、农田水利设施的规划和建设、播种种植的精准施肥、精准喷药等，为农业管理提供了科技化的手段。
浅谈3S技术在精细农业中的应用
浅谈3S技术在精细农业中的应用【摘要】精细农业是农业的发展趋势，也是农业的主要研究方向。
从精细农业的思想内涵为入口，主要介绍3S技术以及各自在精细农业中的应用，并讨论3S集成技术在精细农业中的作用，并指出3S技术在精细农业中面临的主要问题。
【关键词】3S技术；精细农业；应用；发展现状0.引言我国是世界上最重要的农业国之一，用占世界7%的耕地面积养活了世界22%的人口。
农业是一个国家的基本产业，依据农业地域分布规律，因地制宜发展农业，合理利用农业资源，发挥地区优势，是农业生产的基本原则和规律。
农业的发展呼吁新的农业技术革命，农业现代化建设需要高新技术的支持。
精细农业代表着农业发展的方向，也是农业研究的重点。
1.精细农业1.1精细农业的核心思想传统农业的管理是针对某一片土地的管理，而忽略了大多数土地都存在的时空差异。
精细农业是随着信息技术水平的提高而出现的，它是一种战略思想，是信息和人工智能等高新技术在大农业中的微观和宏观运用。
其核心意图是实时测知作物（畜禽）个体、小群体、小区地块生长或防疫的是实际需要，而及时确定针对性投入（肥、水、药、饲料等）的量、质、和时机，一反传统农业大群体大面积平均投入的作法，以求最佳效果而付出最低资源成本。
其技术思想是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、土壤营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的主要原因，采取技术上可行、经济上合算的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。
1.2精细农业的主要技术支持要实现精细农业，目前采用的关键技术有全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感(RS)、传感器及检测系统等。
而由前三项构成的及“3S”技术，它是精细农业进行抽样调查，获取作物生长的各种影响因素信息的重要技术手段之一。
通过“3S”技术，可以实时采集时间、空间变化数据，绘制电子地图，并加工处理形成管理设计，并对精细农业的效果、效益进行评估。
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
3S 技术在我国农业领域的应用摘要: 随着信息技术的发展，3S 技术的应用，使农业生产更加信息化。
在我国，3S 技术在农业领域取得了长足的发展，被广泛应用于现代农业中，包括作物估产、长势检测、气象和病虫害预报、精细施肥、灌溉等，特别以精准农业为典型代表。
本文就3S 技术在我国农业领域的应用现状进行介绍，提出在我国农业领域发展适合国情的3S 技术，重视人才的培养，注重发挥资源优势，以市场需求为导向，依靠科技带动经济效益提高的发展方向，为我国农业生产信息化提供参考。
关键词: 3S 技术; 现代农业; 精准农业; 农业生产; 信息化引言3S 技术是全球定位系统( GPS) 、遥感( RS) 和地理信息系统( GIS) 的集成。
其具有快速高效的数据获取能力、强大的空间数据处理分析能力和直观生动的地图数据表达显示能力，在空间信息采集、处理和应用中具有较大的优势，并被广泛地应用于国土、水利、交通、农业、林业、军事和旅游等领域，推动各领域技术发展并取得了巨大的经济效益和社会效益。
随着社会的发展与科技的进步，我国的传统农业正面临严峻的挑战。
人口增长过快、人均占有耕地面积不断下降、水土流失严重、水环境深度污染、农业科技投入不足、耕作粗放、品种结构不合理和农产品品质下降等问题始终是制约我国农业以至整个国民经济发展的主要因素［1］。
随着3S 及其集成技术的发展，3S 技术被广泛应用于现代农业当中，其领域包括: 作物估产、动植物长势监测、气象和病虫害预报、精细施肥、灌溉以及农业综合发展的动态仿真模型等［2］。
为进一步明确3S 技术在我国现阶段农业领域的应用，更好地为农业生产和科研服务，本文从如下几个方面对3S 技术应用进行系统阐述。
1 农业领域中的3S 技术1. 1 3S 技术在精准农业中的应用精准农业建设是3S 技术在农业方面的典型应用。
3S 技术是精细农业进行抽样调查，获取作物生长的各种影响因素信息的重要技术手段之一［3］。
3S技术在农业方面的应用探讨
3S技术在农业方面的应用探讨1. 引言1.1 3S技术在农业方面的应用探讨随着科技的不断发展，3S技术在农业领域的应用越来越广泛。
3S 技术是指遥感技术、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的综合应用。
这些技术的结合为农业生产提供了更加科学、精确的管理手段，促进了农业生产的现代化、智能化和可持续发展。
在农业资源调查与监测方面，3S技术可以通过卫星遥感技术对农田的土壤养分、水分、作物生长情况等进行监测和调查，实现对农田资源的动态管理与利用。
在精准农业管理方面，通过GPS定位系统和GIS技术，可以实现对农田的精准施肥、灌溉和农药喷洒，提高农业生产效率和质量。
农业灾害预警与防控方面，3S技术可以通过监测气象数据、地形信息等，实现对农业灾害的提前预警和防控，减少灾害对农业生产的损失。
农田规划与土地利用优化方面，3S技术可以通过GIS技术对农田进行评估和规划，实现土地资源的合理利用和农田的优化布局。
农产品追溯与产地保障方面，通过3S技术可以实现对农产品的溯源管理，提供消费者对于农产品的产地、生产过程等信息，加强对农产品质量的监管和保障。
3S技术在农业领域的应用前景广阔，为农业生产提供了科学支撑，发挥着重要作用促进农业的可持续发展。
2. 正文2.1 农业资源调查与监测农业资源调查与监测是3S技术在农业领域的重要应用之一。
通过使用卫星遥感、地理信息系统和全球导航卫星系统，农业从业者可以实时监测农田的土壤水分情况、作物生长状况以及病虫害情况。
这种监测手段可以帮助农业生产者及时了解农田的实际情况，为科学决策提供数据支撑。
利用遥感技术，农业资源调查可以更准确地评估土地利用状况和植被覆盖度，为土地规划和管理提供科学依据。
借助地理信息系统，农业从业者可以将农田的地理位置信息与其他数据进行整合分析，为农业生产提供更精准的指导。
全球导航卫星系统的应用则可以提高农田监测的时效性和准确性，有助于及时发现问题并采取措施加以解决。
3S技术在农业方面的应用探讨
3S技术在农业方面的应用探讨
农业已经成为世界各国都参与的重要产业，它是物质文明的基础，也是社会经济的支柱。
随着科技的发展，3S技术也应用于农业领域，其应用将带来农业生产效率的大幅提升，提高农业生产的水平。
3S技术在农业的应用，是指基于GPS、地理信息系统和遥感技术（3S）开发的农业信
息系统，全称为”三位一体化“农业信息系统。
主要内容有农田测量、土壤分析、农作物
分析、农作物管理等。
三位一体化农业信息系统是指将GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）和遥感技术（Remote sensing）相结合的一种信息系统，它将新一代科技与传统农业完美结合，
给农田生产带来极大的帮助。
首先，GPS可以实现精确定位和非常精确的地图制作，实现农田调查和测绘，使农民
能够利用GPS技术实现精准灌溉、精准施肥和播种等操作，进一步提高农作物产量和品质。
其次，利用遥感技术可以监测农业植被的变化，判断土壤肥力变化，准确评估农业生
产情况及未来预测，便于农民为农田施肥、播种采取更有效的管理措施，增加农作物收获量。
此外，GIS系统可以为农民提供更好的数据管理，将环境、土壤、农作物等的数据和
时间量联系起来，实现农业用水管理和控制，进一步提高农民种植农作物的质量和持续产
出能力。
总之，3S技术为农业发展提供了新的出路，它能更好地应用于农业管理过程中，帮助农民实现更有效的生产管理，实现其生产效率极大提升，从而改善农业生产水平。
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探讨论文
56
3S技术在精准农业中的应用
潘明 陈艺
(广东省农业机械研究所，广东广州 510630)
摘 要
精细农业是在信息科学发展的基础上，以地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感技术RS和计算机辅
助决策技术为核心技术，以获得农田“高产、优质、高效”的现代化农业生产模式和技术体系为目的的农业技术革
命，势必对我国农业的发展产生重大的影响。因此，应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础
上，结合我国具体情况，研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。本文简要介绍了3S技术及其在我国精准农业
上的应用。
关键词
精准农业 3S技术 GIS GPS RS
社会的需求推动着技术的发展和进步，3S技术是在
解决人类重大问题中发展起来的，是科技进步的产物，
世界上许多国家都在积极地发展和运用以地理信息系统
GIS、全球定位系统GPS、遥感RS为代表的空间信息技
术。3S技术在管理空间数据方便的强大功能和处理资源
与环境可持续发展问题上的突出能力，被广泛地应用于
各行各业，有着广阔的应用前景和强大的生命力。3S技术
是近年来空间信息科学发展的重要方向，也是国家高新
技术研究重点之一，在农业上有很大的应用价值。农业现
代化是我国社会主义现代化建设的重要目标之一，在当前
国际信息化的大潮中，农业的信息化是农业现代化的必然
要求，也是国民经济信息化的重要组成部分。3S技术是实
现农业现代化的必要手段。
精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是在现代
信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成
就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，
其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术
和计算机自动控制技术。精准农业是将遥感、地理信息
系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自
动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理
学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生
产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，生成
动态空间信息系统，对农业生产中的现象进行模拟，达到
合理利用农业资源，改善生态环境，提高农作物产品和质
量的目的。实施精准农业是促进农业可持续发展的有效
途径，必将对我国农业生产产生重大影响。3S技术是精
准农业的技术支柱，实现精准农业是3S技术的农业应用
的目标之一
[1]
。
1 精准农业系统体系结构
一般来说，精准农业系统体系结构可以概括为以下
10个系统，即全球定位系统(GPS)、农田信息采集系统、
农田遥感监测系统(RS)、农田地理信息系统(GIS)、农业
专家系统(ES)、智能化农机具系统、环境监测系统、系统
集成、网络化管理系统和培训系统，其核心是3S(即GIS、
GPS、RS)技术。精准农业系统体系结构图如图1所示：
2 3S相关技术简介
2.1 地理信息系统GIS
地理信息系统GIS是集计算机科学、地理学、环境科
学、信息科学和管理科学为一体的新兴学科，其利用计算
图1 精准农业系统体系结构
2011年第6期
现代农业装备
Mondem Agricultural Equipments
57
机技术管理空间、地理分布数据，进行一系列空间的操
作和动态分析，以提供所需要的信息和规划设计方案。
地理信息系统是精细农业的技术核心，应用该系统
可以将土地边界、土壤类型、灌水系统、历年的土壤测试
结果、化肥和农药等使用情况以及历年产量结果做成各
自的地理信息图管理起来，并能通过对历年产量图的分
析，看出田间产量变异情况，找出低产区域，然后通过产
量图与其他因素图层的比较分析，找出影响产量的主要限
制因素，在此基础上制定出该地块的优化管理信息系统，
指导当年的播种、施肥、除草、病虫害防治、灌水等管理
措施。
2.2 全球定位系统GPS
全球定位系统GPS是20世纪80年代发展起来、90年
代建成的卫星导航和定位系统。全球定位系统由三部分
构成：①地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站和
通讯辅助系统组成；②空间部分，由24颗卫星组成，分布
在6个道平面上；③用户装置部分，由GPS接收机和卫星
天线组成。GPS不仅具有全球性、全天候、连续的精密三
维导航与定位能力，还具有良好的抗干扰性和保密性。为
了提高精度，目前广泛采用了DGPS技术，即所谓“差分
校正全球卫星定位技术”。它的特点是定位精度高，根据
不同的目的可以自由选择不同精度的GPS系统。
2.3 遥感系统RS
遥感系统RS是指从远距离高空及外空间的遥感平
台，利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器扫描、摄
影和信息感应，把获取的信息传输到地面，从而研究地面
物体的形状、大小、位置、温度、状态等。遥感系统主要由
以下4部分组成：①信息源。信息源是遥感需要对其探测
的目标物。②信息获取。信息获取是指运用遥感技术装备
接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取主要
包括遥感平台和遥感器，其中遥感平台是用来搭载传感
器的运载工具，常用的有车载、手提、气球、飞机和人造卫
星等；遥感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，
常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。③信息处理。信
息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感
信息校正、分析和解译处理的技术过程，从遥感信息中识
别并提取所需的有用信息。信息处理设备包括彩色合成
仪、图像判读仪和数字图像处理机等。④信息应用。信息
应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业
务领域的使用过程。
3 3S技术在精准农业中的应用
3.1 GIS在精准农业中的应用
在精准农业技术体系中，GIS主要用于建立农田土地
管理、土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫害发生发展
趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行
空间信息的统计处理，图形转换与表达等，为分析差异性
和实施调控提供处方信息
[3]
。
3.2 GPS在精准农业中的应用
GPS在精准农业中主要应用于以下3个方面：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、自动或人工数据采集点和环境监测点均需
GPS定位数据，以便形成数字信息存贮与共享；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配套应用
[3]
。
3.3 RS在精准农业中的应用
RS技术主要通过车载或人造卫星装载的传感器获
取即时田间数据，通过多波段的反射光谱分析可得到农
田小区内作物的生长环境、作物状态因子、环境胁迫因子
数量化的确切信息，了解地块内土壤和作物的空间变异
情况进行管理决策。在小麦及水稻估产、农田病虫害监
测、作物种类识别、田间墒情诊断、田间作物养分(N、P、
K)监测、大面积作物种植结构规划等众多领域显示了强
大的应用潜力
[3]
。
4 3S技术在我国农业上的应用前景
我国是农业大国，但并非农业强国，面临人口众多而
耕地较少的困境，因而对于资源的有效利用和环境保护
的要求越来越高，而精准农业的核心指导思想就是要利
用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和
产量的各种因素的时空差异，避免因对农田的盲目投入
所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染，从而可
以有效提高经济效益、减少废弃物、降低农业生产对环
境所造成的影响
[2]
。
概括而言，精准农业在我们的应用中可以产生以下效
益：①有效进行旱涝监测，以提高预测精度，制定合理的
2011年第6期
[1]杨敏，赵春生.3S技术在精细农业发展中的应用[J].河北农业大学学报，2002，25(4)：241-243.
[2]金继远.精准农业及其在我国的应用前景[J].植物营养与肥料学报，1998，4(1)：1-7.
[3]董仁才.浅谈3S技术在农业中的应用[J].宁夏农林科技，2000(3)：45-47.
[4]梁春英，李爱传.精准农业在我国的应用现状与发展前景[J].农业机械化与电气化，2003(2)：3-4.
58
收获计划，以减少因自然灾害造成的损失；②有效地进行作物产量的预测；③对耕地面积、作物种植面积、森林覆盖面积、土壤侵蚀、草原退化和大面积火灾进行有效地监控；④用于农作物病虫害的监测与精细防治，以及大地
块农田的优化施肥，可大大降低成本，提高作物产量，增
加经济效益
[4]
。