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精準農(nóng)業(yè)中的衛(wèi)星導航定位技術(shù)

   日期:2021-08-03     來源:智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)    瀏覽:788    
核心提示:精準農(nóng)業(yè)中的衛(wèi)星導航定位技術(shù)主要包括農(nóng)業(yè)機械控制、精準病蟲防治和灌溉、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃等。衛(wèi)星導航定位技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械控制中的應用主要包括變量施肥播種機、聯(lián)合收割機、無人駕駛拖拉機等。
       精準農(nóng)業(yè)中的衛(wèi)星導航定位技術(shù)主要包括農(nóng)業(yè)機械控制、精準病蟲防治和灌溉、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃等。

一、農(nóng)業(yè)機械控制

       衛(wèi)星導航定位技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械控制中的應用主要包括變量施肥播種機、聯(lián)合收割機、無人駕駛拖拉機等。

       (1)變量施肥播種機

       精細農(nóng)業(yè)變量控制的出發(fā)點是把大田塊細化為小田塊,按小田塊收集田間狀態(tài)信息,根據(jù)其差異性做出作業(yè)決策,即依據(jù)當前土壤養(yǎng)分狀況和作物生長狀況等田間狀態(tài)信息編制出田間施肥或播種變量作業(yè)處方信息。作業(yè)處方信息包括田間不同區(qū)域應有的施肥量或播種量、定位信息、步進電機步進值等農(nóng)事變量作業(yè)信息,并有針對性地加以實施。但不同的農(nóng)田,農(nóng)田信息分布空間差異較大,導致單位網(wǎng)格作業(yè)面積的大小定義差距較大,這樣就必須根據(jù)網(wǎng)格大小采用不同精度的GNSS或DGPS數(shù)據(jù)。

       (2)聯(lián)合收割機

       在聯(lián)合收割機上安裝全球定位系統(tǒng)接收機和地理信息系統(tǒng),在農(nóng)作物收貨的時候,利用GNSS技術(shù)和產(chǎn)量傳感器,由此獲得農(nóng)田作業(yè)區(qū)內(nèi)不同區(qū)域、不同地塊的農(nóng)作物產(chǎn)量分布,把這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后可以制作產(chǎn)量分布圖。之后,再將影響農(nóng)作物生產(chǎn)的種種因素數(shù)據(jù)輸進計算機,從而通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)對比的方式,確定農(nóng)作物產(chǎn)量分布不均勻的原因,并且制定相應有效的措施。由此,設計出農(nóng)業(yè)機械的智能控制軟件。在農(nóng)田作業(yè)過程中,根據(jù)按需投入的原則,推進分布式投入,并綜合分析某個農(nóng)田、具體田塊的總產(chǎn)量有沒有提高或者減產(chǎn),然后制定新的針對性更強的田間投入方式。相應的利用農(nóng)作物的產(chǎn)量分布圖,可以控制聯(lián)合收割機的行駛速度、割幅,從而控制收割速度、脫粒喂入量,達到最佳的收割效果和最大的收割效率。

       (3)無人駕駛拖拉機

       無人駕駛拖拉機是由固定操作站控制的無人駕駛農(nóng)業(yè)機械,在衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)或在田間附近地面系統(tǒng)的導航下工作,具有很多優(yōu)越性:可實現(xiàn) 24小時內(nèi)連續(xù)精確作業(yè);沒有駕駛員,就沒有必要安裝駕駛室和操縱機構(gòu);可增加空間來安裝農(nóng)具,并減少機器重量,可提高機組工作效率。

二、精準病蟲防治和灌溉

       衛(wèi)星導航定位技術(shù)在精準病蟲防治和灌溉中的應用主要包括精準噴藥、精準灌溉系統(tǒng)等。

       (1)精準噴藥

       精準噴藥是運用GNSS監(jiān)測病蟲草害,是預測預報的新手段,通過GNSS系統(tǒng)連接高質(zhì)量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像,可以收集原始數(shù)據(jù),監(jiān)測大田作物,得出田間病蟲草害分布大小位置,并可以通過逐次拍攝確認害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度,以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢。如要對大面積農(nóng)田集中進行噴藥,則可選擇裝有差分GNSS(DGPS)的飛機。DGPS航空導航系統(tǒng)可以引導飛行員從機場直接前往作業(yè)區(qū),在已設計的航線和高度飛行噴灑藥物,若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時,系統(tǒng)還能讓飛機到達上次藥物噴灑停止時的準確地點,以確保既無重復噴灑又無遺漏區(qū)域。

       (2)精準灌溉

       精確灌溉既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置、灌水成分的精確要求,又能按照田間的每個操作單元的具體條件,精細準確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施,最大限度地提高水的利用效率。在田間運用GNSS土地參數(shù)采樣器采集植物生長的環(huán)境參數(shù),如土壤濕度、地溫等,通過GNSS中心控制基站,利用專家系統(tǒng)進行植物分析,可以調(diào)控植物生長環(huán)境,精確調(diào)控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。

三、農(nóng)田資源的普查和規(guī)劃

       在精準農(nóng)業(yè)中,綜合應用衛(wèi)星導航技術(shù)、GIS和遙感技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)田信息的數(shù)字化、可視化管理應用。技術(shù)人員利用GNSS手持機可以獲得農(nóng)田的地理位置信息。運用衛(wèi)星定位測量技術(shù),能夠快速、高效、準確地量算出作業(yè)面積等參數(shù)。衛(wèi)星導航接收機獲得的農(nóng)田定位信息通過GIS轉(zhuǎn)化成相應的圖形,同田間的各種信息結(jié)合,形成反映該信息的專題圖和處方圖,如肥力分布圖、病蟲害分布圖等,用于農(nóng)作物科學施肥、病蟲害防治和估產(chǎn)等。

精準農(nóng)業(yè)中的衛(wèi)星導航定位技術(shù)

       增加了衛(wèi)星導航定位功能的土壤水分溫度檢測儀在測試土壤含水率的同時,可以測定測點的精確定位信息(經(jīng)度、緯度),可隨時顯示采樣點的位置信息,并可將位置和水分、組數(shù)等信息存儲到主機內(nèi),也可通過計算機導出。因而,能夠反映土壤水分的空間差異。不僅有利于實施節(jié)水灌溉,同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。實現(xiàn)了含水率和三維位置信息的自動采樣處理。通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)掌握土壤的水分(墑情)的分布狀況,為差異化的節(jié)水灌溉提供科學的依據(jù),同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。 
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