遥感技术在精准农业中的应用范文篇1

随着计算机学科的发展，计算机地图制图技术也进入了新的历程，各个系统之间的关系日益相互渗透，本文就GIS（地理信息系统）与RS（遥感信息处理系统）的关系及应用，做一分析、归纳、梳理，使读者了解到学科间的千丝万缕的联系，对拓宽行业间的相互联系及应用领域意义重大。

二、GIS

GIS是“一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统”。它能很好地完成物体定位，寻找特定范围的地物，寻找临近物，为商业（选址）和通讯（电缆）服务，可帮助交通运输、城市规划与管理，被广泛用于国防、教育、土木工程、环境管理与检测、自然资源管理等领域。近年来，各个学科间的相互渗透、相互促进带动了GIS市场的不断繁荣。

三、RS

RS是由“平台、传感、接收、处理应用各子系统所组成，负责对探测对象电磁波辐射的收集、传输、校正、转换和处理的全部过程，也就是将物质与环境的电磁波特性转换成图像或数字形式”。其作为一门对地观测综合性技术，探测范围广、采集数据快，遥感探测能在较短的时间内对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。遥感探测能周期性重复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态跟踪地球上许多事物，以观察到他们的变化，尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面。遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，全面地揭示了地理事物之间的关联性，获取的数据具有综合性。

四、GIS与RS的区别、联系及应用

GIS作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。“从技术和应用的角度，是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之，GIS是一个基于数据库管理系统（DBMS）的管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其他信息系统的根本区别。”遥感以航空摄影技术为基础，经过几十年的发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象、地质地理等领域，成为一门实用的、先进的空间探测技术。遥感是利用遥感传感器从空中来探测地面物体性质的，也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物。

“当前遥感图像处理系统和地理信息系统的发展趋势是两者的进一步集成，甚至研究开发出在同一用户界面内进行图像和图形处理，以及矢量、栅格影响和DEM数据的整体结合的存储方式。”遥感图像处理系统是专门用于对遥感图像数据进行分析处理的软件。它主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。遥感数据是地理信息系统的重要信息源。

RS与GIS的相互渗透、相互促进，极大地拓宽了GIS的应用领域。如GIS在农业中的应用，能够建设和完善农业地理信息系统，开展对农业资源的动态监测、管理、分析与决策支持，通过开展精准农业示范工程，为农业的布局、生产，收获、管理等提供服务，为促进“三农”事业的发展、造福人民等作出贡献。随着信息技术的发展、遥感技术的推广、社会信息化进程的加速和计算机软硬件水平的提高，GIS的应用范围扩大到社会信息服务领域，被广泛应用于地质勘探、卫星遥感、资源调查、环境评估、灾害预测、军事地形、公安、国土管理、城市规划、电力输油、旅游气象、GPS卫星定位、邮电通讯、水利、公共设施管理与房地产等行业及农林牧业、统计、商业金融等领域，在自然资源管理、规划和信息服务方面发挥了重大的作用。

五、结束语

遥感技术在精准农业中的应用范文篇2

【关键词】精准农业；技术体系；发展现状

1精准农业产生的原因

精确农业（precisionagriculture）是由美国农业工作者在20世纪九十年代初倡导并实施的。精准农业的兴起主要有两个原因：一是可持续农业为世人所接受。传统农业的发展在很大程度上依赖于化肥、农药的大量投入的增加而实现。但是由于化学物质的过量投入造成生态环境污染和农产品质量下降，高能耗的生产方式导致农业生产效益低下。在当今农产品市场竞争日趋激烈的时代，急需精准农业这种新的生产模式来适应农业持续发展的需要。二是全球定位系统、地理信息系统、遥感、人工智能等高新技术的产生以及民用化。前者给精准农业的产生提供了思想准备，后者给精准农业的实现提供了技术准备。

2精准农业内涵及其关键技术

精准农业指的是利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、连续数据采集技术、决策支持系统（DSS）、变量控制技术等现代高新技术获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。其技术体系由信息数据采集、信息数据处理和决策生成、决策实施等3个环节组成的[1]。如图1所示：

图1精准农业技术体框架

2.1地理信息系统（GIS）

地理信息系统是用于输入、存储、查询、分析、和显示地理数据的计算机系统[2]。地理信息系统开始应用于农业领域是在20世纪70年代，最先应用在耕地调查、土地资源评价、农业资源信息管理等方面。到20世纪90年代以后，地理信息系统开始广泛的应用于农业领域，和全球定位系统、遥感、计算机网络技术、自动控制等技术紧密地结合起来，主要用于采集、建立影响农田小区作物生产的地理环境数据、土壤数据、作物苗情数据、病虫害数据、作物产量等空间数据库。并且进行空间信息的地理统计处理、图形处理和表达等，为分析空间和时间差异性和实施调控提供决策方案。

2.2全球定位系统（GPS）

全球定位系统是指利用定位卫星在全球范围进行定位、导航的系统。利用全球定位系统快速准确的定位系统可以实时的用于农田面积精准测量、农药化肥的精准喷洒，在作物收获时不仅可以精准收获还可以不断地记录下几乎每平方米的产量和其他信息。不仅有助于提高作物的产量还可以降低因化肥农药的过量使用而造成的环境污染。

2.3遥感（RS）

遥感是指在一定的距离之外，不与目标物体直接接触，通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并形成影响，以供有关专业进行信息识别、分类、和分析的一门技术学科[3]。因此遥感技术是未来精准农业主要采用的信息获取手段，是支持大面积快速获得田间数据的重要工具。主要用于土壤数据采集、农业资源监测、作物产量预测、农情预报等方面。

2.4专家系统（ES）

专家系统是一个能够利用某个领域人类专家水平的知识和经验来解决领域问题的智能计算机程序系统。一般是由知识获取、知识库、推理机和人机界面等几个部分组成的。20世纪70年代专家系统在农业领域初次应用，随着农业专家系统的不断发展，专家系统在农业领域中的应用越来越广泛，已经由单一的施肥、灌溉、病虫害等服务扩展到播前、播种、施肥、灌溉、病虫害、田间管理等全过程。

2.5决策支持系统（DSS）

决策支持系统是一种以计算机为辅助工具，应用决策科学以及有关科学的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解决半结构或非结构化的决策问题的信息系统。在精准农业技术体系中，决策支持系统可以根据农作物的生长情况、环境因素、结合经济分析以及作物生长相关的数据进行决策，并且根据专家知识，对不同的决策给出最优方案，从而指导田间操作。

2.6作物模拟模型（CGSM）

作物模拟模型，是指能够定量和动态地描述作物的生长、发育和产量形成过程及其对环境反应的计算机模拟程序[4]。作物模拟技术是60年代初在欧洲及美国出现的[5]，主要通过作物模拟模型研究不同播种时期、不同作物密度以及灌溉时间、灌溉次数、肥料使用量在不同的环境状况下对作物布局和产量的影响。现在将作物生长模拟模型与专家系统、多媒体技术、网络技术、3S技术等技术相结合使得作物模拟模型在生产力预测预警、品种设计与评价、时空尺度分析、环境效应评估等方面发挥更大的作用。

3我国精准农业的发展现状

我国在1994年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议，但是由于当时条件的限制，并没有引起有关部门的重视。近几年随着信息技术的快速发展，信息技术在农业上的应用也得到了重视。国家计委刘江副主任访美后，认为我们应该跟踪国际农业生产技术的前沿领域，开展“精准农业”的研究应用。科技部徐冠华副部长在谈发展“数字地球”时认为，“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。国家在863计划中已列入了精准农业的内容，国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。中科院也把精准农业列入知识创新工程计划，我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。但是“精准农业”在理论上目前还是一些概念性的东西，没有建立先进的体系，不足以对指导精准农业进行深入研究和实践运作。且我国发展精准农业存在诸多限制因素：1）农田类型多种多样、分布零星、人均耕地面积较少不利于联合作业机械的实施。2）农业机械化水平较低且农业科技投入不足精准农业技术一时很难推广。3）农民的信息意识不强、科研成果实用性不足高投入的精准农业在我国的多大部分很难付诸实施。所以我国精准农业的发展还处在起步阶段。

【参考文献】

[1]徐国强，高献坤，田辉，侯瑞娟，余泳昌.精细农业研究[J].农机化研究，2001，01.

[2]Kang-tsungChang.地理信息系统导论[M].陈建飞，等，译.北京：科学出版社.

[3]张学检，李晓瑞.精准农业及其支撑技术[J].甘肃农业科技，2006.

遥感技术在精准农业中的应用范文篇3

关键字:高分辨率遥感；GPS；变化发现技术

Abstract:alongwiththe3Stechnologycontinuestoimprove,allaspectsof3Stechnologyhasbeenwidelyappliedinsocialconstruction.ThispaperintroducesthechangesofcultivatedlanduseofhighresolutionremotesensingimagesandGPSGIStechnology,describesthechangesfoundthatthedevelopmentoftechnology,andthefuturechangesfoundthetechnologytoreliabilityproblems.

Keywords:highresolutionremotesensing;GPS;changedetectiontechnology

中图分类号：文献标识码：A文章编号：

引言:耕地资源是农业生产的基础，粮食生产资源保护是关系国计民生的重要问题。随着中国经济发展、工业化城镇化进程加快与人口增长，粮食供需日益紧张，部分耕地非农化利用的趋势不可逆转，耕地资源日益受到工业和城市土地利用的强烈竞争，区域耕地资源质量也受到不同程度的破坏；耕地数量减少、耕地质量下降与粮食需求量扩张已经成为一对不可避免的矛盾，并在一定程度上威胁到粮食安全。

利用卫星遥感数据自动提取土地覆盖变化信息是遥感监测的常规任务。提取变化信息的方法很多，目前主要有：影像差值法、比值法、植被指数相减法、主成份分析法、光谱特征变异法、分类结果比较法、K-T变换法及G-S变换法等。主成份分析法又包括差异主成份法、多波段主成份法和主成份差异法、实际工作中又常把两种或两种以上的方法结合起来应用。以上各种方法各有其优缺点，文献中也各有评价，实际应用中需要结合具体情况而采用最佳的提取方法。由于GPS能快速、准确和全天候地提供三维位置数据和精确授时，被广泛应用于精密测绘、交通工具导航定位、交通管理等领域。将之用在土地测绘中尚不多见。【1】

1.实施步骤

土地利用变更调查需要调查土地利用属性发生变化的地块，测量它们的变化边界和登记变化属性。为了加速测量工作，在测量之前应该先识别出变化地块的大致位置并标识在图上，供野外测量中使用。先通过遥感数据与往年的土地详查数据进行复合分析来发现变化地块的空间分布。对于通过遥感手段不能发现的变化，可以根据用地申报数据来标识变化地块[2]。

根据变化信息内容的构成和特点，以及遥感数据处理技术的现状和水平，土地利用与覆盖变化信息提取，新旧时期遥感影像（或土地利用与土地覆盖专题图）在经过几何纠正配准和融合处理后，变化信息的提取由变化位置自动发现、变化区域提取、变化类型确定以及变化信息表示四个步骤完成，每一步骤采用相应不同处理方法获得特定的信息内容，实现对变化信息的完整提取【3】。

根据土地变更调查的要求，需要采集两类数据：一是变化地块的地理坐标数据；二是属性数据如权属、利用类型等。测量中移动站和天线视角最好大于基准站的天线视角，一般来说，移动站离基准站的距离每增加100km，移动站的天线视角就增加1度，这样保证移动站的所有可见GPS卫星都包含在基准站的可见卫星中。GPS接收机可由人手持步行，或放在自行车、摩托车、汽车等载体上。当GPS接收机放在时速为60km的汽车上进行测量时，对精度没有影响。在测量中，天线要架在一个支撑杆上，举过人的头顶垂直移动天线，避免严重的地物遮挡。如果发生这种情况，可能导致跟踪的卫星数目小于4个，不能进行三维定位。否则应该将不能进行三维定位的数据从序列中除剔以免影响差分结果。【2】

2.变化发现技术的进展

综合进行土地利用土地覆盖变化研究并在全球区域进行是近10年来随着全球环境演变研究的深入开展起来的。应用卫星图象进行土地利用覆盖动态监测目前在两种区域尺度的范围内开展。一是全球和洲际尺度，二是区域级(亚洲际或更小区域)尺度。二者所选用的信息源不同，近年来的研究在精度上都取得了较大进展。大量的研究在全球和洲际尺度进行，以使用气象卫星NOAA/AVHRR数据进行监测为主。应用AVHRR数据进行全球和洲际尺度的植被变化和土地研究始于1981年。

近20年来，随着我国经济全面高速的发展，土地利用土地覆盖变化较快在国家科委和国家科学基金委“九五”到2010年的重点发展领域和基金优先资助领域中，将土地利用变化对陆地生态系统的影响，人类活动对土地利用状况变化的影响作为其研究的重点之一。为配合IGBP／HDP的工作。在“九五”期间，我国对全球变化的研究项目中涉及了多项土地利用／土地覆盖变化的研究项目，如：国家自然科学基金重大项目(九五)“中国陆地农业生态系统与全球变化相互作用机理的研究”中的“土地利用与覆盖变化及其对农业生态系统的影响”子专题，“九五”国家重大基础研究预选项目“我国未来生存环境变化趋势预测研究”中的“中国东北陆地生态系统样带(NECT)对全球变化响应和反馈的研究——NECT样带的土地利用和土地覆盖的研究”等。这些项目与IGBP／HDPLUCC的研究自标基本一致。【4】

3.结束语:变化发现技术的应用前景土地利用动态监测系统是实用性很强的系统。现在，大多数的研究集中在土地分类上，在建立了本底数据库以后，更新时如果按常规方法进行第二次分类，这样等于重复建库，在时间和效率上是明显不利的。怎样利用新、旧的卫星影像快速地发现变化区，并根据其它辅助信息（如导入）判定变化区的性质，更新本底数据库，研究土地利用的变化可能带来的结果，是土地利用动态监测中最为关键的技术。

我国的土地利用覆盖变化遥感监测研究开始于80年代，在应用高分辨率遥感进行土地利用覆盖变化遥感监测方面已开展了许多工作，国家“九五”科技攻关项目中也将其被列为重点。我国的监测工作具有监测方法多样、监测空间尺度广泛和时间尺度跨度大等特点。目前我国的土地利用覆盖变化遥感监测研究正在迅速深入开展，将在监测方法、计算机信息提取技术等方面取得更大的成果。【4】

参考文献:

石淑芹，陈佑启，姚艳敏，李志斌，何英彬.基于3S技术的区域性耕地资源变化影响评价模式研究.农业工程学报，2008,24（7）

张显峰，崔伟宏.运用差分GPS动态获取高精度土地资源变化数据的新技术.中国科学院遥感应用研究所

遥感技术在精准农业中的应用范文

1农村宅基地特点分析

农村宅基地作为农民兴建房屋建筑的基础,是农村集体所有徒弟中拨给农户用于建造房屋保障农户居住和生活需要的土地,它涵盖房屋、庭院和厕所厨房等辅助用房所需的土地。对宅基地土地,农民具有使用权,在进行地籍调查时主要是针对农民对农村宅基地的使用权进行调查。那么,需要我们首先了解农村宅基地相对于城镇用地的特点。首先,农村宅基地具有简单单一的用地特点,它仅包括宅基地和街巷用地两个方面,城镇土地则涵盖了几乎所有用地类型,十分复杂多样。其次,农村宅基地地籍调查范围有限,它通常对一个面积大约为0.25km2的村子进行施测,这与城镇1km2以上的施测面积相比地籍调查范围较小。再次,分布也具有鲜明的特征。大多数农村地区一个行政区内有多个乡镇,每个乡镇有十几个或几十个自然村,这与城镇分布相比更加分散、分布更加广泛。

2农村宅基地地籍测量现状分析

事实上,农村宅基地地籍测量是以《地籍调查规程》等法律为依据的,它以宗地为基本统计单位,对农村宅基地的面积、属性等进行调查,据实填写调查统计表并绘制相应的宗地图。目前,在进行农村宅基地地籍实际测量过程中,通常按照国土资源部关于农村宅基地地籍测量所规定的1∶1000的比例尺或1∶2000的比例尺执行。一般情况下,距离城镇较近的农村宅基地地籍测量选用1∶1000的比例尺,而距离城镇相对较远的农村则选用1∶2000的比例尺。关于界址点的点位误差,一级和二级分别控制在5～7.5cm内。现阶段,农村宅基地地籍测量通常采用全野外数字化测量地籍地形法、全野外数字化测量地籍、数字摄影测量地形法和数字摄影测量地籍地形法三种常见的方法,上述三种测量方法分别被发达省份、中部省份和西部省份采用。它们的精准度和成本也存在着差异:精准度、成本最高,工期最长的是全野外数字化测量地籍地形的方法;全野外数字化测量地籍、数字摄影测量地形法精准度能够满足要求,成本较低,速度也比较快;数字摄影测量地籍地形法则存在一定的缺陷,因为通过改法进行测量很难使界址点的精度得到有效保证,但它速度较快,成本也明显低于上述两种方法。

3基于遥感影像技术在农村宅基地地籍测量中的应用

地籍测量作为一项政府主导的测绘工作,属于官方行为,是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为。开展地籍测量能有效保护土地、合理利用土地及保护土地所有者和土地使用者的合法权益,具有十分重要的社会意义。我国政府高度重视农村宅基地的地籍测量工作,为了得到更加精确、可靠的地理参考系统数据,加大资金投入和技术研究的力度,不断实现技术的创新和突破。笔者结合当地农村宅基地地籍测量项目实际,从试验角度研究探讨了基于遥感影像的农村宅基地地籍测量方法。目前常用的方法是先借住全站仪或实时差分的GPS技术对宅基地的界址点进行测量,再以其作为像控点正摄校正遥感影像,再据影像图对地物解译并最终绘制地籍图。关于GPS-RTK技术,其依据的是载波相位观测,这种观测法的观测模式与传统的观测法的观测模式存在着天壤之别,是对农村宅基地地籍测量的技术创新。在操作时,通常遵循以下操作流程:首先将GPS接收机架设在基准站上,然后进行连续观测,并将观测获得的数据及时传送至流动站,当流动站接收到数据信息后通过GPS卫星信号获取基准站的相关数据,从而根据这些数据得出测量坐标等相关地籍结果。这种宅基地地籍测量方法不仅测量简便,能够大大降低测量工作人员的工作强度、减少工作量,还能使农村宅基地地籍测量工作效率提高,测量周期缩短。基于这种测量方法,该次试验选取了地势平坦的试验区,该区域多为普通的农村平房,高度均匀,分布广泛,为了确保试验效果,选取的是分辨率为0.5M的GeoEye现势性较强的遥感影像。为了确保遥感影像正摄校正的精读得到保障,试验首先借助GPS-RTK全野外数字化测量法对试验区的界址点和地籍图进行绘制,并使精度达到预定要求。之后预处理遥感影像,主要工作内容是对影响的亮度、灰度和对比度等进行细致地调整,将斑点和不要的灰色去除掉,最大限度地提高和保障遥感影像的清晰度,在此基础上进行正摄校正。当对选取的20个像控点进行正摄校正后发现,这些均匀的界址点结果差异特别小,为保障试验顺利,最终从上述像控点中选取4个作为正射影像图来满足后期试验的需求。为了提高图像解译的精度,首先在测量界址点时对图像进行野外调绘,并将外业测绘的地籍要素(如界址点、界址线和宗地等)叠加到遥感正射影像图上,以此为控制和参照进行地物要素的解译[2]。之后再对解译的地物图形与测绘地物图形认真比对,从而得出测绘是否精准的结论,结果表明测绘精度能够达到农村宅基地地籍测量的精准度要求。据此得知,在基于遥感影像对农村宅基地地籍测量方法中,我们为了确保图件结果更加规范精准,需要首先确保所绘制地籍图的图上内容十分规范,且无论使用何种成图软件,图层一定要清楚,各类地籍地形要素、数学要素需分层设置,为后续建立宅基地地籍管理系统打好基础。[3]与此同时,从事农村宅基地地籍测量的专业技术人员,要不断积累丰富的测绘知识,不断学习和汲取新技术,努力实现对农村宅基地地籍测量的技术创新。为确保地籍测量工作高效顺利开展,还应具有不动产法律知识和地籍管理方面的知识,互相密切配合,细致认真地开展测量和绘图工作,确保测量的精准度,为国家土地管理提供可靠的参考资料。

4结语

总之,随着科技的发展与进步,对农村宅基地地籍测量的技术和方法也应不断创新,目前所用的基于遥感影像的农村宅基地地籍测量方法能够精准地捕获各地籍要素、准确地解译地物要素并科学地绘制地籍图形,在当前的技术条件下,是一种值得广泛推广的可靠的农村宅基地地籍测量方法。

作者:韩雷单位:湖北省襄阳市不动产登记局

参考文献

遥感技术在精准农业中的应用范文篇5

关键字：数字农业，GIS，RS，GPS

Abstract:3Stechniqueknownasthegeographicinformationsystem(GIS),remotesensing(RS),globalpositioningsystem(GPS)hassetupafileintheforeignwidelyusedindigitalagricultureengineering,inourcountryisstillatthelocalscopeortheexperimentalstage.ThispaperARCGISsoftwareERDASand3Stechnologyusedineveryfieldofdigitalagriculture,expoundsanalysisrealizingagriculturalinformatizationandthesustainabledevelopmentofagricultureinimportantways,introducesthecurrentdomesticintheapplicationofdigitalagriculture,explore3Stechniqueinthepracticeofthedigitalagricultureapplicationandprospect.

Keywords:thedigitalagriculture,GISandRS,GPS

中图分类号：TN711.5文献标识码：A文章编号：

一、前言

土地是人类赖以生存和发展的自然资源，我国是一个农业大国，大部分土地在农村，作为国民经济的基础，农业不仅提供食品，还提供工业原料，可直接影响我国的工业总产值的形成。长期以来，由于农业管理技术手段落后，尤其是农业资源的数据和信息缺乏现势性，不能为规划和决策提供及时可靠的数据和信息，制约了我国农业的发展。总之，中国的农业是一个既关系经济繁荣，也关系国家安定稳定的大问题。解决中国农业问题、获取农业信息的一条重要途径就是利用3S技术走数字农业的道路。

二、3S技术的含义及其应用特点

“3S”技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)，是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。

GIS是地理信息系统，它是为特定应用目标建立的空间信息系统。是在计算机硬件、软件及网络等支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存贮、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。

RS是遥感技术，遥感就是遥远感知事物的意思，是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。也就是不直接接触目标物，在距地物几公里到几百公里、甚至上千公里的飞机、飞船、卫星上，使用光学或电子光学仪器（称为传感器）接受地面物体反射或辐射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带形式记录下来，形成数字影像。该影像传送到地面，经过各种校正后，进行影像分类、解译，最后获取所需要的信息。遥感技术是上一世纪60年代蓬勃发展起来的，随着空间技术、电子技术和计算机技术、信息科学、环境科学等的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段。

GPS是全球定位系统，GPS具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经我国测绘等部门的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘察等多种生产领域。

三、国外数字农业的应用

全世界共有80多个国家，利用3S技术在ArcGIS和ERDAS软件下进行农业监测和管理。比如：

也门农业部门利用ERDAS软件探测灌溉的迁移和评估水资源情况并根据坡度、坡向图、径流方向－确定作物水源位置。

澳大利亚农业部门利用ERDAS软件进行红外波－土壤养分测定，实现精确农业中的精确施肥等。

四、3S技术在数字农业中的应用

利用GIS，RS，GPS技术可在数字农业工程中发挥重要作用，采用ArcGIS和ERDAS先进的技术，加上GPS技术，可在数字农业中实现如下领域的应用。

（一）精细农业

“精细农业”技术是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，定量获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、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原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。在“精细农业”技术体系中，DGPS的定位应用以及GIS的应用开发是实施“精细农业”实践的关键技术之一，即利用DGPS定位引导定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的差异性信息，在GIS中利用各种空间分析方法生成差异性信息分布图，通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。

（二）山坡地的可持续发展研究关系当地的经济发展、环境保护，有着十分重要的意义。生态环境的好坏，直接影响着整个流域。流域的坡耕地分布状况与土地适宜性类型，区域内既有经济较发达的平原，也有经济欠发达的高原山区。目前在山坡地研究中，大多采用传统的实地丈量，手工圈绘等方法。在研究中针对这种情况，采用先进的地理信息系统（GIS）方法，通过空间分析、模型运算，对该地区的地理环境、土壤类型、土壤质地等进行了详细地分析研究，划分出该地区坡耕地分布范围，并对该地区进行土地适宜性评价，得到了较好的结果。

（三）农作物监测及估产

农作物的生长状况与产量是全社会都十分关注的问题，对每一种作物在生长过程中会发生什么问题，能取得什么样的收获，是国家管理部门和农民们在作物播种后到收获的一段时间内随时都想了解的。

因此，长期以来对农作物产量的预测是农业系统的一项重要工作。随着科学技术的发展，预测的方法和手段逐步完善和提高，不但能较准确地估测出各种作物的最终产量，也能跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需要及时采取有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。为了在农作物监测和估产中充分发挥和利用现代科学技术的成果，提高快速、准确、经济地获得监测和估产信息，为国家经济建设和农业生产服务，虽然农作物估产和监测技术与理论十分复杂，若干问题还有待进一步探索，但利用现有的遥感、地理信息技术和资料，从不同于传统的统计部门得到信息的途径，已经能够为决策部门提供辅的、快速的、客观的决策信息。

（四）农业气象服务

农业气象服务系统是在GIS和RS平台上开发的集农业气象、遥感应用于一体的业务运行系统。它集成了农业气象服务为城市“菜篮子、米袋子”服务的科研成果；建立了遥感、地学、气象、农情、社会经济统计等基础数据库；建立适应农业发展新需求的服务产品；将GIS分析功能应用于洪涝灾害监测、灾害损失评估、资源合理布局等领域，获取较好的服务效果。比如建立了下述分析模型。

1．暴雨涝害和叶菜损失综合评估模型

2．蔬菜生产资源综合评价模型

（1）气候适宜性评价模型

（2）土壤适宜性评价模型

（3）暴雨承灾能力评价模型

（4）区位优势评价模型

（5）技术优势评价模型

（6）灌溉水污染评价模型

（五）农田监管

我国人多地少，耕地资源十分贫乏，人均耕地面积相当于世界平均数的四分只一，中低产田占三分之二。由于环境污染、水土流失等原因，耕地总体质量还在不断下降。随着国民经济持续高速增长，各项建设占用耕地的问题越来越突出，造成耕地、特别是优良耕地面积不断减少，人地矛盾不断加剧。因此，利用GIS和RS对基本农田进行特殊保护和监管刻不容缓。

（六）绿色农业

进行绿色农业工程，对所有农田的土壤重金属含量进行GIS分析，对绿色农作物的生产进行决策。

（七）草原防火

利用GIS和遥感技术对草原的火灾进行预防和分析。

（八）捕鱼GPS/GIS定位

利用GPS/GIS定位技术，对鱼群的流向进行监控，指挥渔船实现最佳的捕鱼方案。

（九）牲口疫发生点管理

利用GIS技术，对牲口疫发生点进行直观有效的管理，并对牲口疫防扩散进行决策。

（十）植物病虫害分析

利用GIS和遥感技术，对植物病虫害进行分析，高光谱分析也是常用方法。

（十一）土壤养分测定

利用遥感技术，进行土壤养分测定，为精确施肥服务。

（十二）农业运输GIS调度

利用GIS中路经优化调度功能，实现农业运输GIS调度。

（十三）农田水淹没分析

利用GIS和遥感技术，实现农田水淹没分析，评估农田损失情况。

（十四）园区温控室GIS监控

利用GIS技术，对农业园区的温控室进行GIS监控。

（十五）移动GIS在农业应用

利用ESRI公司的ARCPAD软件技术，在掌上电脑上装入电子地图，农田和作物信息等，并在PDA中插入GPS，供农业工作人员在广阔的田野中进行现场GIS操作，信息查询和分析。

五、结束语

近年来RS、GIS技术在农业资源管理中得到了综合或集成应用，GPS技术也为土地利用的变化的精确定位做出了贡献。这3种空间信息技术的广泛的应用，必将为农业管理和发展的科学决策提供可靠的支撑，必将推动数字农业的建设，推动农业资源管理的信息化、科学化和现代化管理水平。

1．刘刚张漫汪懋华，基于DGPS和GIS的农田空间信息管理系统的研制，2000

2．辜寄蓉苗放朱章森王成善蔡靖疆，GIS在岷江流域坡耕地分布与可持续发展研究中的应用，2000

遥感技术在精准农业中的应用范文篇6

[关键词]测绘工程测量技术全球定位技术遥感技术地理信息系统技术

[中图分类号]P2[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-3-201-1

测绘工程测量技术是测绘技术在社会建设与发展过程中的直接应用，传统的测绘工程测量技术的应用范围比较狭窄，局限于水利、建筑和交通这几个领域，所包含的主要内容为测图和放样这两个方面。在测绘工程测量技术的不断发展中，其应用领域也越来越广泛。目前比较成熟并且使用得比较广泛的测绘工程测量技术主要有全球定位技术、遥感技术以及地理信息系统技术，这三种方法的优越性都比较明显，在实际应用过程中会大幅提高测量工作的精度与效率，有效节省测绘工作的成本投入，对于测绘行业的发展有着巨大的推动作用。

1测绘过程中的测量技术

1.1全球定位技术

全球定位技术（GPS）最早出现于上个世纪的七十年代，美国成功打造了具有海、陆、空全方位三维导航与定位能力并且可以利用导航卫星实现时间与距离测量的导航与定位系统。之后的几十年，全球定位系统的水平定位精度不断提高，软、硬件特得到不断完善，应用领域越来越广。GPS技术可以全天候工作，不受天气等外界因素的影响，覆盖率达到98%。其三维定点定速功能的精度非常高，因此可以对需要定位的对象进行精准定位。在测量过程中，GPS技术所受到的限制较小，不需要通视就可以准确得到测量结果。GPS技术主要由空间星座、用户设备以及地面监控等三个部分构成：空间星座由二十四颗卫星共同组成，成蜂窝结构，两侧安装有定向太阳能电池；用户设备指的就是GPS接收机，利用接收到的信号来计算所处位置的三维坐标；地面监控主要由地面天线站、主控站以及监测站构成，其对地面上的各位置实行全面监控。

1.2遥感技术

遥感技术是一种以电磁波理论作为基础的深测技术，在实际测量过程中利用传感仪器来收集和处理远距离目标所反射或者辐射出来的电磁波信息，然后根据所得数据进行成像，进而实现对目标的深测。遥感技术以下优点：第一，探测范围广泛。航拍时飞机的飞行高度可以达到10千米左右，陆地卫星轨道也可以达到910千米左右；第二，信息的获取速度快。陆地卫星每十六天就可以覆盖地球一次，周期非常短，资料的获取速度非常快；第三，所受限制条件较少。遥感技术不会受到冰川、高山以及沙漠等环境的影响，也不会受到温度、压力等因素的影响；第四，信息量大。遥感器所获取的信息与遥感器以及把波段的不同有很大关系，每一波段含有七百六十万个像元。遥感技术主要由遥感器、接收装置、图像处理设备、信息传输设备以及遥感平台等部分构成，目前已经在农业、环境保护、地质、海洋、林业、测绘、地理、水文、气象以及军事侦察等众多领域获得广泛应用。

1.3地理信息系统技术

地理信息系统技术（GIS）是近些年才发展起来的一项空间信息分析技术，其在环境和资源领域中的应用可以对各种资源与环境信息进行有效管理，也能动态监测多时期的生产活动，显著提高了工作效率和经济效益。地理信息系统技术主要应用于农业、林业、土地资源、生态环境、灾害预警以及环境资源等方面，目前已经取得了不错的应用成效。在环境资源方面，GIS技术主要以通过建立信息管理系统的方式得到应用，而在土地资源方面，GIS技术可以应用于土地利用现状调查、土地评价、土地利用规划以及土地覆被的动态监测等方面。

2测绘工程测量技术未来的发展

在工程测量技术需求不断增大的情况下，各项测量技术均会在未来获得更大发展。以下从四个方面分析测绘工程测量技术未来的发展方向。

2.1数据采集和处理过程会更加实时化、自动化和数字化

以GPS技术为例，GPS技术的接收机正在朝着轻便、利于携带的方向改进，而广域和实时差分技术以及CCD技术可以更好地满足定位技术对动态、静态以及高精度的各方面需求，同时接收机也会更加轻便。在土地利用范围不断扩大的情况下，土地测绘技术将会逐渐扩展到较为偏僻的地区，这一发展趋势决定了GPS技术的实时化、自动化和数字化，只有让GPS技术不受地域限制、全天候地控制测量范围内的所有区域，工程测量技术才能拥有更加广泛的应用空间。

2.2测量数据的管理会更加标准化、科学化和信息化

在工程测量控制网与城市之间会逐渐使用监控网优化软件来实现测量数据的智能化管理，同时也可以让控制网数据的观测和处理更加标准化、科学化和信息化。

2.3测绘硬件设施会更加国产化、人性化和智能化

我国目前所使用的测绘技术设备大多为进口，在测绘技术不断进步的形势下，国家对测绘设备的研究力度也会相应加大，实现测绘硬件设施的国产化。此外，社会的整体发展趋势也会对测绘技术的发展方向产生一定影响，比如人性化与智能化，在整个社会都在追求人性化与智能化的影响下，测绘行业的发展自然也会顺应这种趋势，实现测绘硬件设施的人性化与智能化。

2.4“3S”集成技术

全球定位系统技术、遥感技术以及地理信息系统技术是测绘工程中最重要的三种技术，这三种技术各有优势与缺陷，在实际运用中根据实际情况选择最为合适的即可。未来的测绘工程测量技术会实现“3S”集成技术――将三种不同测绘技术的优势集中到一起，在它们相通的理论基础上建立相辅相成的关系，集成技术可以同时覆盖信息的采集、处理以及分析等全部过程，让测绘工程的测量技术更加高效，使用范围更广。

3结束语

综上所述，测绘工程中较常使用的三种测量技术中，全球定位技术可以全天候工作，不受天气等外界因素的影响，覆盖率与精度非常高，不需要通视就可以准确得到测量结果；遥感技术有着探测范围广泛、信息的获取速度快、所受限制条件较少以及信息量大等优点，在农业、环境保护、地质、海洋、林业、测绘、地理、水文、气象以及军事侦察等众多领域获得广泛应用；地理信息系统技术可以显著提高工作效率和经济效益，主要应用于农业、林业、土地资源、生态环境、灾害预警以及环境资源等方面。在社会的不断发展下，测量技术的数据采集和处理过程会更加实时化、自动化和数字化，测量数据的管理会更加标准化、科学化和信息化，测绘硬件设施会更加国产化、人性化和智能化，此外还会集成“3S”技术，推动我国测绘事业的发展。

参考文献

[1]刘艳臣.浅谈我国工程测量技术的现状及未来发展[J].黑龙江科技信息，2010（03）.

[2]覃玮.城市工程测量的技术发展初探[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（05）.

遥感技术在精准农业中的应用范文1篇7

前言

作物栽培学是研究作物生长发育和产量、品质形成规律及其与环境条件的关系，探索通过栽培管理、生长调控、优化决策等途径，实现其高产、优质、高效及其可持续性的理论、方法与技术的科学。玉米是我国最重要的粮食作物和饲料作物，对中国的粮食生产有着举足轻重的作用。经过多年发展，我国玉米的单产和总产达到了较高的水平，对我国粮食产量的稳定提高、畜牧业的较快发展都起到了举足轻重的作用。栽培增产技术是我国玉米产量潜力的重要影响因子。

1玉米栽培增产技术研究

近20年来，各地学者研究了玉米根系生长发育规律与环境因素的关系；雌雄穗分化进程，籽粒建成与败育；不同叶位叶片结构与功能；不同株型，不同密度，不同肥力条件下群体光合速率与产量等问题。玉米种植密度的不断增加是栽培技术进步的体现圈。多年来，玉米学术界针对密度问题开展了大量研究。实践证明，有关密植技术方面的大量试验研究成果在玉米生产中得以应用，指导了各地玉米生产。根据具体情况确定适宜的种植密度，对保证玉米增产起到了巨大的促进作用。试验研究与生产实践证明，生产水平（包括品种、土壤肥力、施肥水平、灌溉条件、病虫草害防治水平、田间管理水平等）愈高，最适宜的密度越大。密度与品种和土壤肥力的关系最为密切。总的原则是早熟矮秆品种宜密，晚熟高秆宜稀；在肥力较高的土地上适宜的密度范围较宽，在中低肥力土地上适宜的密度范围较窄。玉米密度研究的理论与实践为我国不同生态气候地区提供了适宜的种植密度范围；为春播、夏播玉米及其不同品种确定密度幅度，使我国的玉米种植密度普遍增大。

提高肥料利用率等系列问题列为栽培增产技术的一个重点方面，重点研究缓效性肥料在玉米生产上的应用；根据计划产量、土壤速效养分含量及其利用率和当年化肥的利用率，科学地确定玉米的施肥量；依据大量实验结果提出了东北春玉米区和黄淮海夏玉米区的施肥推荐方案。玉米秸秆还田技术正在大面积推广应用，随着畜牧业的大发展，有机肥料施用量增加；玉米与豆科植物的间作、混作面积有所增加，这些技术措施都体现出培肥地力技术的进步。

随着种植密度的不断提高，玉米栽培增产的基本趋势由提高单株生产力，到改善株型增大群体和保绿、延长光合与灌浆时间来增大群体生产量，向提高群体整齐度、花后物质高效生产与转移方向发展，同时对群体的抗倒、抗病和适应性提出更高的要求。

2玉米栽培模型研究

2.1玉米生长模型

王康等根据气象条件和土壤水分、氮素状况计算夏玉米光合作用、呼吸作用，进而逐日计算干物质增长过程，建立了夏玉米生长和吸氮的耦合作用模型，该模型较好地模拟了夏玉米光合作用、干物质生长和根系吸氮过程。宋有洪等依据实验确立的器官生物量一形态关系，建立了器官形态构建模型；邓天宏等利用土壤水分平衡方程，结合河南省冬小麦和夏玉米的生长规律和1994～2000年冬小麦、夏玉米田实测土壤湿度资料，建立了河南省冬小麦、夏玉米土壤水分预报及优化灌溉的计算机模型。高如泰等以黄淮海平原为研究区域，建立并验证了基于地理信息系统的土壤水、热、氮和作物生长联合模型。张旭东等通过对连续4年夏玉米叶面积指数研究，建立了夏玉米叶面积指数与积温之间的归一化模型，提出了精确的且惟一确定的归一化方法。黄振喜等以地上生物量及其分配果穗叶的光合特征参数来评价产量在15000kg/hm2以上的夏玉米光合生理活性，以Richards模型拟合子粒灌浆过程，探讨产量15000kg/hm2以上夏玉米子粒灌浆期的光合特性及其与产量形成的关系；陈振林等利用人工气候箱对不同水分条件下的玉米植株分别进行低温处理，通过控制试验分析了低温、干旱以及二者合并对玉米生产的影响，在此基础上应用WOFOST作物模型模拟分析了低温、干旱以及二者合并对东北地区玉米产量的影响。郭银巧等依据养分平衡的原理，在综合量化土壤理化特性、品种遗传特性、水分管理水平和产量目标等因子与玉米肥料运筹方案之间的动态关系基础上，建立了系统化和广适性的玉米栽培肥料运筹动态知识模型；近年来我国玉米模型在生长发育和产量方面的研究取得了很大进展，与2003年以前的研究相比，这些模型更具机理性和应用性。

2.2玉米管理知识模型

郑国清等依据玉米生长发育机理和生理生态学理论，在田间试验的基础上，系统地建立了我国自己的玉米生长发育模拟模型。将玉米模拟技术和玉米栽培专家知识相结合，历时5年研制出玉米栽培管理信息系统（MCMIS）。郭新宇等将知识工程原理和数学建模技术应用于玉米管理知识表达体系，通过提炼和解析玉米生育及管理指标与品种类型、环境因子之间的关系和定量化算法，建立了具有时空规律的适宜品种选择和播期的动态知识模型。赵传德等运用系统分析原理和数学建模技术，根据不同的地力水平，按照不同的原则，应用相对权重法计算土壤理化环境、播种质量和整地质量等多个生态环境因子对出苗率的综合影响，进而确定适宜播种量，从而构建了基于作物一环境关系、可适用于不同时空环境、不同地力水平和产量目标的玉米适宜密度和播种量确定知识模型。上述的玉米管理知识模型与以往玉米管理知识模型相比，具有较强的综合性，独立性好，为以后结合GIS技术、输出不同生态点详尽化的作物生产潜力评价结果和气候变化对土地生产潜力的影响提供了条件。

3遥感技术在玉米栽培中的应用

3.1玉米生物量与叶面积指数的监测

玉米冠层可见光、近红外反射率的大小与生育期有关，随生育期推移，冠层光谱反射率在红光范围降低，在近红外区域升高，到某一时期两者差异最大，随后近红外反射率下降。玉米进入成熟期，叶片变黄，吸收红光的叶绿素含量下降，红光区反射率迅速上升，可见光波段的绿峰消失，呈现植被的光谱反射特征。在玉米吐丝后1周内和进入成熟期1周内，近红外反射率下降速度明显快于其他时期。LAI是表征作物长势和预测作物产量的重要指标之一。LAI可为植冠表面最初能量交换描述提供结构化定量信息，同时也是进行物质循环及能量代谢等研究的基础。谭昌伟等研究表明，光谱植被指数的预测性在夏玉米喇叭口到吐丝期最佳，预测主要依赖于LAI的整体变化，结合不同品种、不同生育时期和氮肥处理的试验资料对其预测性进行检验，说明光谱植被指数能准确地预测LAI。尤其是近红外与绿光波段的比值（R810/R560）与LAI呈显著的指数关系，不受品种类别、生育时期和氮肥水平的影响。

3.2玉米氮素营养状况的监测

长期以来，作物的氮素营养诊断和推荐施肥都是以实验室常规测试为基础，而传统的测试手段在取样、测定、数据分析等方面需要耗费大量的人力、物力，且时效性差，不利于推广应用。因此，近年来无损测试技术（Non-destructivemeasurement）在作物氮素营养诊断及推荐施肥中得到了广泛应用，该技术对土壤或作物的氮素状况进行精确评价，同时也是作物营养诊断技术的发展趋势。各种植物受胁迫如缺氮、干旱等都会使作物叶片的光反射特性发生改变，通过检测植物冠层光学反射特性可以了解作物的营养状况，影响叶片中对光吸收和光反射的主要物质是叶绿素、蛋白质、水分和含碳化合物，其中影响最大的是叶绿素含量。遥感技术作为无损测试技术之一，是通过检测作物冠层的光反射和光吸收特性来检测作物营养状况，特别是氮素营养状况。郭建华等应用地物主动遥感仪Greenseeker结合SPAD仪，在玉米生长的各个时期，对其氮素营养状况进行诊断，结果表明，在一定范围内，随着氮肥用量的增加，NDVI值也增加，氮肥（N）施用量为300kg/hm2时，NDVI值达到最高，NDVI与氮肥施用量符合线性加平台的关系；玉米不同生育期间NDVI值变化明显，苗期NDVI值比较低，大喇叭口期NDVI值达到最高，以后逐渐下降并在抽雄期后趋于稳定。SPAD值与NDVI值的变化趋势相一致，SPAD值与叶绿素含量呈正相关关系，大喇叭口期完全展叶的SPAD值与产量呈正相关关系。玉米大喇叭口期是施攻穗肥的关键时期，此时缺肥对玉米穗数和粒数影响很大，NDVI与叶绿素含量及全氮含量具有显著的直线相关性，NDVI对叶绿素变化最敏感的时期是大喇叭口期。因此，利用Greenseeker监测玉米叶绿素或氮素状况进而指导施肥切实可行。

3.3玉米产量的估算

遥感技术凭借其宏观、及时和动态等特点在农作物产量估算中占据着极为重要的地位，运用遥感信息建模估算作物产量已成为区域作物估产的必然要求。与统计方法相比，遥感技术具有更加快速获取和处理大区域粮食生产动态信息的优势，在粮食供需平衡预测中可以克服统计数据获取滞后的缺点。遥感数据实际上是农学参数和环境因子的综合反映，大量的研究分析了光谱数据与作物的干物质产量、叶面积指数等基本农学参数间的关系或直接建立光谱数据与作物产量间的关系，玉米产量的形成是一个复杂的生物学过程，受许多因素的影响，其过程是一个不确定的随机动态过程。估产模型构建是农作物遥感估产的核心问题，建立一个优质的模型是进行高效、高精度遥感估产的必要条件。遥感估产建模方法分以下几种：产量一遥感光谱指数的简单统计相关模式、潜在一胁迫产量模式、产量构成三要素模式以及作物干物质质量一产量模式。相关研究表明，在分析玉米产量形成过程的生物学机制基础上，提出了以垂直植被指数（PerpendicularVegetationIndex，PVI）、RVI、冠层水压指数（CropWaterStressIndex，CWSI）为主要估产因子构建产量模型的方法，其估产精度达90%以上。

遥感技术在精准农业中的应用范文

关键词：测绘技术；应用范围；发展

随着社会经济发展的影响，现代化的测绘工程技术逐步走到了人们的视野中，通过不断完善的科学理论知识和完善的技术知识体系，能够有效促进测绘工程应用的适用范围，并且突破了传统测绘方式的束缚，有效提升了现代化3S技术的使用特征，现代化专业测绘工程技术能够加深人们对于自然环境的了解，有效解决了人类社会的科学开发问题。

1技术发展的具体情况

1.1GPS技术

全球定位系统（GPS），起源于美国的七十年代，GPS通过科学卫星的监测使用有效促进了军事、交通、测绘等多种行业的发展中[1]。随着全球定位系统的不断完善，有效促进了监测成果的完善、详细度，并且通过系统软件、设备硬件的不断研发，能够有效促进了GPS技术的应用范围[2]。目前GPS系统已经成为了测绘工程技术中的重要支撑项目，通过GPS定位系统能够快速将地面的详细测量进行灵活、科学的调整，并且能够全天候进行工作作业，有效提高了测绘工作效率和数据的精准度。

1.2遥感技术

随着卫星和航空事业的不断发展，遥感技术也逐步开发，目前的遥感系统包括卫星和航空遥感两项内容，航空遥感作为遥感技术的专业测绘手段已经被广泛应用到各个行业，卫星遥感主要是测绘研究重大的科研项目，通过遥感资料能够快速建立数字成像地面模型，已经广泛使用在军事领域上，通过遥感技术的专业提升，能有效通过可见光技术感应发展到红外磁波感应，经过单波段发展至多波段，能够有效通过多角度进行空间维度扩大，通过传统遥感低分辨率逐步发展至高分辨率、超清分辨率等等，通过将轨道卫星、航天飞机等传感仪器的快速使用，降低缝隙造成的分辨率差异，全景相机、雷达光谱扫描仪、激光扫描等专业设备的具体使用，能够全方位无死角的进行遥感测绘，覆盖了大气层电磁波段，有效提升测绘成像数据详细度。

1.3GIS技术

地理信息搜集系统（简称GIS）是融合了多种学科和技术的综合性产物，至今已有40余年的使用历史，GIS最早源自加拿大和美国学者。通过对土地和交通情况的详细研究，有效对空间地理的实际信息进行科学搜集、加工处理和全面分析的计算机使用技术，GIS的发展具有了划时代意义，是现代科学测绘及时的重要技术支持。

2实际生活中的现代测绘技术应用

2.1矿山开采测绘

在矿山开采过程中通过遥感技术将矿山的实际情况进行测绘已经运用了较长时间，并且能够完善的、精准的得到科学信息[3]。通过遥感技术的使用能够有效得到矿山开发中的实际情况、动态信息等详细相关资料，能够有效提升矿区环境的全新发展决策。遥感技术能够快速寻找到矿区和矿源条件的详细数据，并且通过科学的研究有效促进企业对于矿区的地质层研究和矿产层的详细数据分析，有效提高矿山产业的科学开发[4]。通过GPS技术将矿山区域的移动数据和水文观测等方式将矿区进行复合型监测，有效提升了矿产资源的计划开采量，通过将现代化测绘技术实际应用到矿山开采中，能够通过科学的信息数据提升矿山开采的科学技术途径，并且通过科学测绘，提升了矿山产业的信息采集、加工处理和数据分析等技术进行自动加管控，从而有效促进矿山企业的健康发展。

2.2水利工程测绘

通过遥感技术的使用能够准确针对江、河、湖海等自然环境进行科学监测；通过对水利工程的储水量科学计算，通过RS和GIS技术对突发洪水的范围和速度进行快速测算，并且能够精准预防洪涝灾害，提高水利枢纽工程的科学实用作用，通过对水库大坝和桥梁等设施进行精准的测绘，能够有效提供出数字摄影测量技术，通过GIS分析技术进行决策工作的使用，快速提供水库大坝的建筑选址、水容量测算、收益年限和范围等多方面内容，为水资源的科学开发提供了理论技术依据[5]。在大中城市的发展中，也可以通过全新的测绘技术进行城市排水设施的科学规划，有效提升了城市排水量，促进了城市经济发展。

2.3农业精准化测绘

在农业测绘中，通过全新的GPS专业技术将有效进行农田空间信息的细采集，并且通过RS技术了解农田的生长状况、生长速度和空间需求，最后通过GIS技术有效模拟农田的实际使用情况、未来发展情况、农作物的自然生长空间分布量等详细信息，并且通过农田自然环境和周边可利用资源的详细情况进行了详细匹配，有效促进了3S技术在农业测绘发展中的应用。通过全新的3S测绘技术的使用，能够有效促进人们对于农田土地使用现状、农作物分布情况、农作物的生长周期预估、灾害影响情况等多种具体的使用信息搜集工作提高，并且将有效信息与农作物生产进行认真匹配，并且能够最大限度的促进农业生产的顺利、高效进行，快速提升了自然情况和农业资源的合理分配工作，有效促进了农业产业的健康发展。

3结束语

将3S一体化作为技术指导，并且通过空间信息技术作为管理测绘的技术体系，有效提高了测绘技术的先进性和科学时效性。在社会科学技术日益更新的今天，现代测绘技术也在通过高效化、自动化、一体化等多方面重现展现出来，并且有效提升现代测绘技术的快速发展。

参考文献

[1]王洪亮，辛明星.浅析测绘工程技术在地籍测量中的应用研究[J].民营科技，2016（6）：50.

[2]凌丽丽.测绘工程技术的发展与应用的探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（7）：2305-2305.

[3]张艳雪.测绘工程技术的发展与应用的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2014（30）：2319-2319.

遥感技术在精准农业中的应用范文篇9

关键词：农机技术；信息技术；应用

随着计算机技术的发展，我国的农业生产也逐渐进入专业化、智能化的阶段。将计算机技术应用到农业生产中，并结合实际的农业生产背景，可以不断的完善农机管理系统，促进农业生产的发展。信息技术在农机技术中的应用，是对农机技术的进一步升级，同时也有助于农产品市场的开拓，对提升农业服务质量，提高生产效率，具有重要的指导作用。

1农机技术推广中使用的信息技术

1.1地理信息系统

地理信息系统能够对空间地理数据进行细致的分析，并根据分析的结果对农作物的生产提供辅助决策支持，可以预测农作物的投入与产出之间的比例，以及农作物的生产趋势。在该系统中，具备原始的数据，然后根据传感器，接收变量的信息，然后对接收的这些耕种实时信息，进行系统的组织和分析，通过分析结果绘制成坐标式的电子信息图，根据坐标图就能够对农作物的投入量进行调整，辅助种植者进行决策。

1.2全球导航卫星系统

全球导航卫星系统在农业生产中的应用十分广泛，应用该系统能够对农业生产中的很多指标进行测量和记录，比如，土壤中所含的养分，农作物的产量等。另外，还能对其进行准确的定位，通过得到这些数据就能进行下一步的分析，得到耕种的具体情况，采取相应的改进措施。

1.3遥感技术

利用遥感技术可以对农作物进行全面的监测，得到它们不同生长时期的光谱信息，根据这些信息就能够对农作物进行定性和定位分析，然后得到农作物在田间生产时的各种空间变化信。遥感技术主要包括传感器、载体和指挥系统，它的精准度极高，在农作物产量评估以及自然灾害预防中都起着重要的作用。

2农机技术推广中信息技术应用的实例分析

2.1在农作物信息监测中的应用

信息技术在农机技术中的应用可以实现对农作物耕种信息的实时监测，通过监测可以知道不同的自然气候对耕地产生的影响，不同的地理环境的种植情况。尤其是对大面积的耕地的监测，利用信息技术，要降低很多的人工成本。另外，在发生自然灾害时，过去农民都是依靠自己的种植经验进行判断，现在利用遥感技术可以对实际的耕地信息进行监测并分析，提前做好预防的措施，就能有效的避免很多自然灾害，如干旱、雪灾、虫害等。在提高种植安全性的同时，也降低了人工的成本。

2.2在精确种植中的应用

将信息技术应用到农业生产中，在提升农作物产量的同时，还能够提高种植的精确性。在实际的种植过程中，利用卫星定位导航系统就能够对种植土壤进行精准的定位，并且了解种植土壤的情况，然后根据分析的结果，进行精确的种植和生产，种植之后，还能了解农作物的准确分布状况。利用该技术可以使农作物均匀的种植到土壤中，不会产生营养不均的状况，能够均匀的吸收养分，生长速度就会加快，节约了大量的种子，还能获得良好的收成。

2.3在施肥中的应用

利用信息技术，可以实现土壤的精准施肥。过去，农民在施肥时，只是简单的将肥料播撒到土地中。而利用信息技术，可以对土壤的类型，土壤中所含养分的具体情况进行监测和分析，根据分析的结果，结合不同的农作物的性质以及产量情况，对每块土地进行精准施肥，也就是根据土壤的肥力，对其进行定位控制，针对不同肥力的土壤，施加不同的肥料。这样就能实现对土壤中的有机肥、氮磷钾等营养元素的精确配比，促进农作物的生长，还不会由于施肥过量造成环境污染，同时也降低了农作物生产的成本。

2.4在收割农作物中的应用

^去没有信息技术的情况下，收割农作物时要花费大量的人力物力，之后发展成为利用收割机进行收割，可以大大的提高收割的效率。而将信息技术应用到农作物的收割中，可以实现农作物的无人自动化收割，通过对收割机远程的操控，就能实现大面积的收割，进一步提高了收割的效率，降低了人工收割的成本。

2.5在物联网中的应用

实现农业生产的物联网技术，可以使农作物的种植过程变得更加简单，提高生产的效率，并降低了生产的成本。比如，当前的大棚种植中，很好的运用了物联网技术，可以摄像头和温度传感器等，可以对农作物生长的环境进行实时的监控，还能够将其实际的生长状况汇总成信息传输到电脑中，通过查看电脑中的信息就能够了解农作物的具体生长情况。农民可以根据得到的信息对生长的环境进行调节，控制大棚内的温度等。这样就能保证农作物在适宜的环境中生长，提高生产的效率以及农作物的质量，并大大的降低了生产的成本，对农业的发展起到了促进的作用。

3总结

综上所述，将信息技术应用到农业生产中，大大的提高了农业生产的效率，也有利于农机技术的推广和应用。通过农机技术和信息技术的结合，促进了农业生产的专业化、智能化发展，对提高农业生产水平具有显著的作用，对促进农业的发展具有重要的意义。

参考文献：

[1]姚永宏.农机技术推广中信息技术的应用探究[J].新疆农垦科技，2016，（07）：38-39.

遥感技术在精准农业中的应用范文1篇10

Abstract:Nowadays,thepracticeofurbanagricultureisallovertheworld.Eitherindevelopmentcountryordevelopingcountry,theurbanagriculturebecomesimportantstyleofagricultureproduceandurbandevelopmentinthisarea.Beijing,thecapitalofChina,hasitsownuniqueterrainandthemountains-areaaccountfor62%.Inordertodevelopurbanagriculturebetterwemustexploreanewwaywhichfitsforthisuniqueterrain.Thepresentofditch-areaeconomybringsnewideafordevelopingBeijingmountains-areameanwhile3Stechnologymakestheideabecomethetrue.Theconceptofditch-areaeconomy,3Stechnologyandtheeffectof3Stechnologyindevelopingditch-areaeconomyaredescribedindetailinthispaper.Finally,wecanverifythattheapplicationof3Stechnologyinditch-areaecologicalplanning,themanagementofditch-areageographicinformationand3Dvirtualrealityexpressionistheimportantfactorfordevelopmentofditch-areaeconomy.

关键词:沟域经济;3S技术;生态规划;地理信息管理;三维虚拟现实表达

Keywords:ditch-areaeconomy;3Stechnology;ecologicalplanning;geographicinformationmanagement;3Dvirtualreality

0引言

沟域经济是北京市在农业区域经济、流域经济基础上结合北京山区农业发展基础与特点提出的崭新概念。近几年来,为实现山区经济的循环快速发展,北京市推出“沟域经济”发展模式,并在多个区县试点进行了探索和实践。所谓“沟域经济”[6-8]就是以山区沟域为单元,以其范围内的自然景观、文化历史遗迹和产业资源为基础,以特色农业旅游观光、民俗文化、科普教育、养生休闲、健身娱乐等为内容,通过对沟域内部的环境、景观、村庄、产业统一规划,建成内容多样、形式不同、产业融合、特色鲜明的具有一定规模的沟域产业带,以点带面、多点成线、产业互动,形成聚集规模,最终促进区域经济发展、带动农民快速增收。

北京市山区占市域总面积的62%,过去的山区矿山开发为首都城市建设做出了贡献,同时也极大地破坏了山区的生态环境和自然景观,造成了水土流失、植被和地下水系破坏等负面影响。所以关闭矿山,进行山区生态修复、森林健康经营、小流域综合治理、土地适宜性评价、景观生态规划布局、等成为沟域经济发展的首要解决问题。

近年来,以“3S”技术为代表的地球信息科技的突飞猛进,为沟域经济管理工作的发展带来了新的机遇,“3S“技术在该领域的发展将呈现广阔前景。

1“3S”技术概况

“3S”是遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)这3项相互独立又相互支持的新技术的总称,它们是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。

遥感(RS)可以提供多时相、多分辨率和多谱段的各种遥感数据,其高分辨率的遥感影像可以达到1m左右。利用RS影像,可以迅速得到几周前甚至几天前的最新更新数据,成本低、数据真实准确。通过处理分析最后提取和应用有关对象信息,是一种高效的信息采集手段,对于空间数据的确定有特殊意义,在规划设计中可以提供高分辨率的数据源。

全球卫星定位系统(GPS)主要用于为所获取的空间目标及属性信息提供实时的、快速的空间定位。GPS作为确定空间位置的主要手段,以其速度快、精度高、不受气候和通讯条件的影响,具有全天候、布点灵活、作业方便等优点,因此作为RS图像的精纠正等具有不可替代的作用。

地理信息系统(GIS)是指在计算机技术支持下,对空间信息输入、查询、运算、分析、表达的技术系统。利用GIS可以把社会经济、人文等信息与反映地理位置的图形信息有机地结合起来,从而使复杂空间问题的科学求解成为可能,提供决策服务。GIS技术可以解决海量空间数据的显示和管理问题。利用面向对象的大型数据库技术,不仅可以解决海量数据的存储与管理等问题,也解决了多用户编辑、数据完整性、数据安全机制等许多问题。

2“3S”技术与沟域经济

2.1“3S”技术在沟域生态规划中的作用沟域经济的发展离不开沟域生态科学合理的规划。没有规划的经济只能造成资源和金钱的浪费。沟域经济生态规划要处理的核心是沟域的生态问题,即人类与环境的关系,其目的是求得人与生态的和谐共存、互惠共生。凭借“3S”技术其快捷和精确的空间信息获取能力、强大的动态预测功能、全面的区域综合分析功能以及高度的可定制性,能够对生态系统内部多元信息的获取、传输、分析、处理、反馈起到有效的辅助作用,从而为生态宏观调控、规划决策等提供全方位的信息服务。使得规划者可以更加高效准确的了解沟域生态与环境变化[4]。

全球定位系统(GPS)在沟域景观生态规划中的主要作用是对航空照片和卫星像片等遥感图像进行定位和地面矫正,遥感数据在精度上还不够,因此需要GPS辅助矫正。

遥感(RS)在规划过程中的主要作用是识别地物,在大范围的规划中使用遥感数据,可以省时省力。根据卫星像片所呈现的图像,得到规划对象总体的基础数据(如植被空间分布图、水系分布图),这样就大大减少了实地调查进行数据采集的工作量。有了基础数据以后,就可以根据需要,加工得出专业上需要的数据。

可选取最近几年的高分辨率SPOT或TM影像图、地形图、林相图及GPS野外调查的数据作为数据的来源。利用ARCGIS软件对遥感数据进行几何校正,空间增强和辐射增强等处理,将GPS在地面调查的样点和植被类型显示在视窗上,利用AOI选取模板进行训练,根据制定分类体系划分景观类型,对训练模板的可能矩阵进行评价,结合已有资料和野外调查数据,以目视解译和外业调查的结果为辅,对分类效果进行评价检验并根据评价结果进行监督分类,将分类后数据经过聚类、统计过滤除去一定面积的斑块,在ARCGIS中进行数字化,生成各景观类型的多边形矢量数字文件,建立拓扑关系后,生成各类景观专题图,对各区进行统计,得到景观分类图和各种景观类型专题图,在此基础上,对数据进行综合分析,然后对沟域地形图进行数字化并生成数字高程模型DEM,为沟域景观因子的选择和遥感数据的叠加奠定基础。

运用地理信息系统[23](GIS)原理及技术利用ARCGIS软件进行分析评价。在沟域景观生态规划中主要用到叠置技术,对多种类型的空间数据同时进行各种相关运算,系统化的分析评价。此外动态分析和模拟,通过对不同时段所得到的遥感数据进行分析,监测和分析沟域景观的动态过程[2-3]。

在对沟域进行景观生态规划时应该遵循以下原则:(1)整体性原则:充分利用3S技术和系统方法原理论,协调各类型景观同整个区域景观关系,实现整体上的协调发展;(2)尺度原则:从沟域景观单元出发,考虑沟域景观的规模、破碎化等因素,根据其合理的尺度规模进行界定;(3)自然景观优先原则:在保证经济、信息流畅的同时,充分尊重自然生态过程,保护一些具有生态价值的基础上,利用两个主要影响因子即主成分载荷,从土地的利用现状、沟域景观空间分布以及地质地貌和土地利用类型出发,结合外业调查和实际沟域景观格局现状,对北京沟域进行景观生态规划。

2.2“3S”技术在沟域信息管理中的作用网络技术的高速发展使地理信息系统应用范围更加广阔,目前在城市规划、土地管理、交通、电力等领域得到广泛应用。地理信息系统具有采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据等功能,利用“3S”技术构建沟域经济[11-13]地理信息平台,将全北京市沟域生态规划状况以数字化地图方式呈现,使人们可以方便的实现浏览、查询、分析等功能,构建沟域经济效益属性数据库,对沟区经济收入统计、核算、报表输出,实现经济效益的动态分析。

WebGIS,就是基于Internet技术的地理信息系统(GIS),随着Internet技术在全球范围内的飞速发展和人们对地理信息系统(GIS)的应用需求,利用Internet在Web上空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和强大的分析功能,对沟域各种资源深入挖掘,运用空间分析的功能,从宏观上指导沟域经济规划方案,使得资源发挥最大优势,创造最大的效益。WebGIS是基于浏览器/服务器模式的地理信息系统,因此,WebGlS不但具有大部分乃至全部传统GIS软件具有的功能,而且还具有利用Internet优势的特有功能,即用户不必在自己的本地计算机上安装GIS软件就可以在Internet上访问远程的GIS数据和应用程序,进行GIS分析,这是发展WebGIS服务沟域经济的最大亮点,因为,沟域区域用户多是农民,基于农民的文化技术水平等因素,使用Internet向沟域用户提供沟域现状信息、专家指导方案、同时也可以收集用户反馈的建议信息。

系统基础地理空间数据主要是各年中高分辨率的遥感数据,大面积区域可用中等分辨率遥感影像,而针对某一特定沟域则需要高分辨率遥感影像。为了实现地理信息的真正共享和开放性,利用Intnernet技术,建立包含丰富的空间拓扑关系的数据库,可采用面向对象数据库模型,实现地图的自动录入和校对,可以节省大量的人力、物力和财力,促进沟域经济系统WebGIS服务应用的推广。采用面向对象数据库管理GIS数据,可以实现复杂数据类型的描述,数据间关联语义的管理等等。

利用WebGIS技术构建北京沟域经济地理信息系统[14-18]是为了实现都市农业的信息化发展的大目标,更是为了促进北京市沟域经济的快速、健康的发展。运用其空间信息量测与分析、统计分析、地形分析、网络分析、叠置分析、缓冲分析、决策支持等功能,深度挖掘可开发区域资源,建设出更多有创意有价值的项目,不断提升区域经济的发展品质和潜力,创造更多经济、文化和生态价值。

2.3“3S”技术在三维可视化模拟中的作用沟域经济发展涉及的的沟域景观模拟、建筑物模拟、地下管线的3D显示、道路桥梁的三维景观实体以及地形地貌显示等,都强调了三维信息以及三维景观实体间关系的表达,对这些建设项目的三维空间信息进行处理、分析和挖掘来实现项目状态的现势数字三维可视化表达,可以更加准确真实地表示现实中沟域建设的发展情况,而这些数字三维表达都需要通过虚拟现实技术来实现。

虚拟现实[19-22],或虚拟实境(VirtualReality),简称VR技术,是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,及时、没有限制地观察三度空间内的事物。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统,虚拟现实的最大特点是:用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作,改变了过去人类除了亲身经历,就只能间接了解环境的模式,从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。另外,虚拟现实不仅仅是一个演示媒体,而且还是一个设计工具,它以视觉可视化形式产生一个适人化的多维信息空间,为我们创建和体验虚拟世界提供了有利的支持。

建立模型所需要的大场景三维数据,主要是指沟域范围地形地貌的三维数据,主要是高分辨率的遥感影像,如分辨率为0.61米的QuickBird等,叠加数字高程模型图(DEM),生成三维地形数据;对于沟域范围内的道路、桥梁和建筑物等三维数据,可以通过数字摄影测量技术获取立体像对的方法,也可以通过三维激光扫描测量系统集合全站仪进行地面测绘获取空间坐标和高程;对于树木和雕塑等以点形式存在的地物,通过GPS采集地物的坐标;建筑物及树木的纹理通过拍摄大量照片来获取。分别对沟域建筑物、地形、天空、树木进行场景建模,使其能形象的反应真实场景,最后明确场景的层次关系,完成沟域三维可视化模拟。

信息技术的应用是都市农业现代化的客观要求和发展趋势,尤其虚拟现实是计算机技术农业应用的更高境界,都市农业信息产品将会成为今后服务“三农”的新产品。

3“3S”技术在沟域经济发展中的前景

沟域经济概念提出后,几年来,有力推动了京郊山区经济的发展,对于农村产业结构的调整起到了积极作用。但是,由于这一理念还处于初步实施阶段,所以存在一些问题。现在我市对沟域的开发利用不仅数量不多,质量也不高;在所开发经营的沟域中,缺少整体把握和规划,随心所欲,没有长远打算,资源综合效能不高;环境破坏、水体污染等现象也很明显。因此,在沟域经济发展上,必须整合各种资源和生产要素,制定科学有效的沟域生态规划方案,在保护好生态环境的同时,实现效益最大化。

“3S”技术集RS、GPS、GIS为一体,在沟域高分辨率遥感影像获取、沟域地形精确定位、沟域地理信息管理、沟域三维可视化模拟等方面发挥了巨大作用[9]。随着遥感技术的进一步发展,将会出现更加高清度的遥感影像图,对于沟域的地形研究将更加准确;GPS导航技术的革新和测绘仪器的进步,将使沟域空间定位更加精确;地理信息系统的发展将使系统功能更加全面,在沟域生态规划、适宜性评价、生态价值评估和沟域环境动态监测、流域治理等方向可以快速准备的进行评定,以解决当前沟域经济发展中缺乏合理规划、环境污染、生态破坏等问题;计算机虚拟技术的发展将使沟域三维化更精确、更逼真,人们可以不用实地去考察就能在一台计算机上对整个沟域的规划设计一目了然。

在“3S”技术的科学手段支持下,着手对沟域资源进行系统摸底调查,对具备一定发展条件的沟域进行发展规划设计,拿出具体的开发方案。通过“统一规划,政府扶持,集体塔台,农民主体和社会参与”这样一种模式,建设内容多样、产业融合、特色鲜明的沟域产业带,逐步把我们山区建成生态环境良好、基础设施完备、绿色产业兴旺、社会事业发达、山川景色秀美、人们生活安康的新山区[24-31]。“沟域经济”正把北京山区变成生态环境良好、基础设施完备、绿色产业兴旺、社会事业发达、山川景色秀美、人民生活安康的宜游更宜居的圣地。而“3S”技术通过Internet传播给更多的人,服务于更多的人,用信息技术中的新技术促进首都城乡一体化总体目标的早日实现。

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[12]潘广杰.“沟域经济”应当成为发展新模式[N].本溪日报,2009-6-13.

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遥感技术在精准农业中的应用范文篇11

关键词：遥感技术；资源；环境；软件；应用

中图分类号：TP237文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）23-5360-02

20世纪60年随航天技术和电子计算机技术的发展，遥感技术应运而生。遥感技术根据各类传感器收集的地面物体的电磁波信息，并利用计算机编程技术或者遥感专业软件制作遥感图像，广泛应用于资源考察、灾害监测、环境保护、测绘、军事及气象监测等领域。在地球资源紧缺、环境问题日益突出的现状下，遥感技术得到了空前的重视和广泛的应用，成为观测地球的重要手段。

1遥感相关技术

遥感图像处理的关键技术主要包括了遥感图像几何校正技术、影像融合技术、图像增强技术以及图像分类技术。利用计算机遥感软件或者基于VC++编程都能实现上述相关功能。国内外已有多种专业的遥感数字图像处理软件，如PCI、ENVI、EDADRS、VirtuoZo、ArcInfo、ArcView等。这些软件为遥感技术在资源调查、环境保护、城市规划等领域的应用提供了强有力的技术保障。ERDASIMAGINE是美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统。它的功能相比于其他软件更为先进，操作更为灵活，因此占有了很大的市场份额，是遥感图像处理系统的代表软件。而一些我国自主研发的软件，如中国国土资源航空物探遥感中心研制开发成功的“野外调查微机辅助遥感图像解译系统“、“成像光谱数据分析处理系统”；成都理工大学研制开发成功的“正射遥感影像地图制作系统”等软件系统都已得到推广应用[1]。

1.1遥感图像处理技术

遥感图像处理技术主要包括了：遥感图像几何校正、图像增强技术、以及图像分类技术。下面分别介绍这几个处理技术。

由于卫星传感器视角和地球表面曲率的影响，影响上地物发生几何形变，因此在应用卫星遥感影像之前，必须经过几何校正。图像几何纠正包括空间变换和灰度值内插两步。几何纠正可通过遥感图像处理软件，如ERDAS，或者通过VC编程实现。EDARS进行几何纠正的流程图如图1所示。

遥感图像增强技术指的是将高分辨率全色波段影像与最佳波段组合的多光谱影像进行融合，得到高分辨率、多光谱的融合影像的过程。融合后的图像与原图像相比，更加清晰，提高了视觉效果，改善了几何精度及识别和分类的精度。一般多采用多光谱TM图像和SPOT全色图像进行融合。

遥感图像分类技术指的是利用计算机或目视判读对地球表面及其环境在遥感图像上的信息进行属性的识别和分类，从而识图像信息所对应的地物，提取所需地物信息。计算机自动识别分类技术尚不成熟，因此仍然需要目视判读辅助识别。计算机自动识别分类方法主要分为监督分类法和非监督分类法两种，这两类方法均可在EDARS中实现。监督分类方法需要从研究区域选取有代表性的训练区作为样本，根据已知训练区的样本，选择特征参数，建立判别函数对像元进行分类。非监督分类没有训练区作为样本，主要根据像元间的相似度大小进行归类合并。

2资源环境应用

2.1资源调查

资源的可持续利用是可持续发展的基础，没有资源的可持续利用，不可能有可持续发展。资源调查主要包括了金属矿产资源勘探及农业资源调查监测两方面。

遥感技术已经在地质矿产勘探、金属、天然气、资源调查中发挥了重要作用[2]。20世纪20年代航空遥感被用于农业土地调查。多光谱原理应用于遥感后，根据各种植物和土壤的光谱反射的特性，建立了丰富的地物波谱与遥感图像解译标志，在农业资源调查与动态监测、生物产量估计、农业灾害预报与灾后评估等方面，取得了丰硕的成果[3]。

利用遥感信息进行资源调查具有成本低、速度快，有利于克服自然界恶劣环境的限制，减少投资的盲目性，保证图像数据的不断更新等优点。在资源调查之前，可以利用卫星遥感数据，预先进行判读和分析，以便圈定若干远景区域，，有的放矢；其次利用卫星影像和数据，参照路线考察的样本和实况，进行较小比例尺的自动分类与制图，满足概查的需要；必要时再进一步缩小靶区范围，进行大比例尺航空遥感与摄影测量，结合地面实况调查和取样，编制正射影像地图及系列专题地图，可以满足定量、定位的精度要求。我国在地质及森林资源调查中的经验表明，利用遥感可以节约成本一半，加快速度一倍[4]。

2.2环境监测

遥感技术在全球环境变化监测方面的应用也是十分广泛的，主要包括：（1）气象监测；（2）臭氧层监测；（3）海洋监测；（4）环境灾害监测等。在气象监测方面，卫星遥感技术在气象上的应用是比较成功的，气象卫星云图为研究云的分布及运动规律提供了准确的信息，如台风监测等。在大气臭氧观测方面，大气臭氧观测包括总含量及其浓度分布廓线的测量。观测方法有在地面上用臭氧分光光度计测量不同天顶角下的太阳紫外光谱，从而计算出大气臭氧总含量及其浓度分布线；或者在卫星上测量大气对太阳紫外线的后向散射光谱或大气臭氧的红外吸收光谱，推大气臭氧总含量及浓度分布廓线；或者用气球将臭氧探测仪送入高空，测量平流层的臭浓度[5]。在海洋监测方面，遥感能为海洋学家提供跟踪大尺度洋流、中尺度涡流实时调查信息；为海洋气象学的研究提供有关海面上空的云图和风暴潮、台风信息；为海洋生物学的研究提供有关海洋初级生产力和海洋生物环境方面的信息；为海洋地质研究提供有关重力场、海平面、大地水准面等海面地形的测高资料；还能为海洋环境保护提供快速大尺度监测和区分海面溢油及其它海面污染的方法与图像[6]。在环境灾害监测方面，遥感广泛应用于地球温室效应、洪涝灾害、旱灾、地震、森林火灾、沙尘暴等环境现象的监测中。以地震监测为例，近年地震频发，地震后，交通堵塞、通信中断，遥感技术成为信息获取和灾害监测的重要手段。卫星遥感技术能够及时提供宏观灾情，有利于有关方面对灾情做出科学评估，进而采取救灾防灾减灾措施，意义重大[7]。

3结束语

遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低，且便于进行长期的动态监测等优势，它不仅可以广泛应用于资源调查，而且可以快速、实时、动态、省时省力地进行大范围的环境监测。遥感技术作为资源调查和环境监测的重要手段之一，发挥着不可替代的作用。

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遥感技术在精准农业中的应用范文篇12

关键词：农作物分类；特征；无人机遥感影像

无人机遥感具备分辨率高、操作简单、获取数据快及成本低等特点，可以针对某一区域快速采集影像，获取更精确的作物分布信息，对作物监测技术的发展和应用具有重大意义，故成为卫星遥感和航空遥感的重要补充。准确、及时地进行农作物分类能够在国家农业产业结构调整和粮食政策制定等方面发挥重要作用，能够为国家粮食安全提供有效保障。过去，农业数据大多通过单一的人工操作来获取。经过相关人员的不断探索，发现无人机遥感能够在中小尺度地块发挥更大的作用，能够实现农作物种植信息的精准获取，不仅能在很大程度上为农业生产者提供帮助，还能有效促进相关技术的创新。基于此，笔者将深入探究无人机遥感影像的农作物分类问题。

1研究区概况

1.1研究区基本情况

研究区地势复杂多样，走势呈交叉状，即西南部和东部低，东南部、北部、西北部高。研究区为部级农业示范研究基地，属中温带大陆性季风气候。年降水量约523mm，年平均气温约4.2℃，一年中四季变化十分明显，夏季凉爽，春、秋过渡时间较短，冬季降雪量较大。基地占地面积约8.1km2，内部多处地形存在高度差异，有较多的农作物种植在测区内。测区面积符合中小尺度地块的要求，并且满足区分农作物的要求，符合开展本次研究的条件。

1.2数据获取与准备

1.2.1获取和处理遥感数据本次研究使用固定翼无人机操作系统采集遥感数据。该系统不但能够实现自主飞行，而且能够满足传感器的搭载需求，如搭载多光谱相机、可见光相机等，能够长时间监测大面积的地面[1]。无人机的主要材料为EPO复合材料，能够通过安装电池实现长时间飞行，能够在搭载传感器的情况下起飞，并且能够达到约66km/h的飞行速度，最长可持续3h的飞行，最短也可达到1.5h。本次研究的测区试验数据采集将分别在2022年8月和2022年6月进行，借助索尼A7R微单相机完成图像采集，最终获得RGB图像。在进行无人机航拍时，航向、旁向上均拥有80%的重叠率，能够使RGB正射影像的生成要求得到满足[2-3]。无人机完成航片获取后，需有效拼接各航片才能完成整个大区域影像的获取，经过对比分析，本研究在影像拼接方面选择Smart3D软件。首先，利用Smart3D中的POS数据准确地核对几何图形和地理信息，然后利用掌握的信息建立立体模型并赋予各个地块适当的纹理，最后获取整个测区的图像。1.2.2采集和处理地面数据在调查研究区域地面时，需要先观察了解实验区内农作物的实际情况，获取农作物实际分布信息。在DOM底图上对照实际情况划分农作物边界，从而明确田块之间的边界。利用肉眼观察，能够完成真实农作物信息的获取。将DOM作为底图，再通过人工绘制合理划分田块的矢量边界，将其与调查结果相结合，可知水稻主要分布在基地的正东和东南方向，田块密集且面积较小，种植地区地势较低。研究基地中部地势较低、树木较多，东北方向和东部的农作物主要为大豆、玉米，而南部地区的农作物多为蔬菜和大豆。

2基于无人机遥感影像的农作物分类

2.1选择分类样本

在研究区内划分训练区域和测试区域，并划分12类地物，分别为道路、建筑、裸地、草地、亚麻、树木、马铃薯、大豆、小麦、玉米、水稻以及池塘。与样方内地物面积相结合完成样点数的确定，即地物面积越大就拥有越多的样点数。训练样本和测试样本的实际情况如表1所示，其中，训练样本共计3600个，测试样本共计1550个。

2.2选取农作物分类特征

2.2.1提取农作物可见光植被指数针对遥感影像使用计算机图像处理技术进行运算，明确提取遥感信息的特征变量。在农作物遥感分类的过程中，应该以农作物的光谱特征作为划分依据。无人机遥感平台能够使多种传感器的搭载要求得到满足，如激光、多光谱、可见光雷达等，其中无人机可见光影像的灰度信息只包括蓝、绿、红3种颜色[4]。为深入探讨无人机遥感可见光影像开展农作物分类的科学性和合理性，首先要完成可见光波段光谱分类特征的提取，在实际执行时使用波段运算的方式计算B、G、R波段像元值，从而明确可见光植被指数，根据分类特征划分农作物种类。其本质就是与各种农作物的植被指数相结合，使研究对象与其他地物在光谱信息方面的差异更明显，从而对地物分布情况形成清晰、准确的认识。现阶段，在近红外波段和可见光波段已经拥有约100种植被指数，如EVI、RVI、DVI以及NDVI等，而在B、G、R波段拥有的植被指数较少。水稻与其他农作物的对比情况如表2所示。研究结果显示，根据可见光植被指数差异系数，将玉米和其他农作物对比，发现亚麻和玉米在NGRDI中的差异系数最大，经计算最终结果为-1.73；在NGBDI中水稻与玉米差异系数最大，为2.8；在NGRDI、NGBDI、RGRI、VDVI以及ExG中，草地、树木、马铃薯和玉米的差异系数都较小，最小值为0.01，玉米与其他作物在NGRDI中差异系数整体较大。研究结果显示，根据可见光植被指数差异系数，将大豆和其他农作物进行对比，亚麻和大豆在NGRDI中的差异系数最大，为-3.72；在NGBDI中水稻和大豆的差异系数最大，为6.49；在RGRI和VDVI中，大豆与其他农作物之间的差异系数较小，甚至存在可以忽略不计的差异系数；而大豆与其他作物在NGRDI中的差异系数都相对较大。由此可知，在植被指数NGRDI中，亚麻与水稻、大豆、玉米之间存在较为明显的差异，而草地、树木与水稻、大豆、玉米均存在较小的差异。所以农作物分类中的最优特征为NGRDI，其分类效果非常明显。2.2.2提取农作物可见光纹理特征若是多种农作物在同地块种植，随着分辨率的提升，异物同谱现象出现的概率将逐渐减少，但是也会导致同谱异物现象出现的概率增加。无人机可见光遥感能准确反映不同地物的差异，在分辨地物方面准确度非常高[5]。不同农作物在纹理方面存在差异。所以，本次农作物分类将以纹理作为分类标准。本次无人机遥感数据具有较高的分辨率，能够避免混合像元的情况出现。通过遥感数据能够清晰地了解农作物的结构、尺寸以及形状[6]。现阶段，我国在农作物遥感数据分类方面的纹理滤波技术较为成熟，已经实现了纹理滤波方法的多样化，并拥有直方图统计、局部直方图处理等图像处理技术。另外，使用的滤波方法不同，所取得的效果也不同。均值滤波能够有效降低图像中尖锐的颜色变化，同时降低噪声，中值滤波能够有效解决椒盐噪声[7-10]。在概率统计滤波中，应用较为广泛的是一阶和二阶概率统计滤波。其中，二阶概率统计滤波的纹理值的计算通过灰度共生矩阵完成，也就是中心点在距离窗口和特定方向中存在的频率，能够较为理想地提取纹理。所以，本次研究数据的二阶概率统计滤波通过ENVI5.1完成。研究结果显示，与其他作物相比，水稻的纹理滤波差异系数在B、G、R波段的二阶矩特征中分别拥有一个较为明显的峰值，大豆和水稻在G中差异最为明显，纹理滤波差异系数为21.35；玉米、马铃薯和水稻之间的差异系数较小，分别为17.65和17.32；其次，水稻和草地、树木分别拥有4.18和9.14的差异系数；亚麻与水稻的差异系数较小，为1.37。另外，在其他纹理滤波特征下水稻与其他农作物的差异系数均拥有较小的数值。研究结果显示，与其他作物相比，玉米纹理滤波差异系数如下：亚麻和水稻与玉米存在最大的差异系数，在R波段的对比度特征中，差异系数的峰值非常明显，分别为11.40和18.48；其次，树木和玉米在B、G、R波段中，分别拥有2.78、2.46、2.47的差异系数；另外，在纹理滤波下，大豆、草地和玉米只存在较小的差异系数。在玉米与其他作物的纹理滤波差异系数方面，亚麻、水稻与大豆存在最大差异系数，在B波段下分别拥有9.75和17.3的差异系数；其次，在R波段，树木和大豆拥有1.71的差异系数；另外，在纹理滤波下，玉米和大豆只存在较小的差异系数。综上可知，在对比其他农作物的过程中，大豆应选取B波段、玉米应选取R波段、水稻应选取G波段。

3结果

本研究借助了无人机搭载数码相机的方式生成研究区域的RGB图像。相比于传统的只提取纹理特征的农作物分类方法，本次研究有效对比了两个不同时段的农作物DSM数据，使农作物的生长差异特征变得更为明显，并在农作物分类中有效运用了这一特征[9]。结果表明，在进行农作物分类时综合考虑农作物纹理、光谱、高度等多维特征，能够精准划分农作物种类，同时Kappa系数也能够维持较高的水平。

4结束语

利用无人机遥感影像能够有效区分各种农作物，未来我国对无人机遥感影像的需求也会不断增加。无人机遥感能够有效获取高分辨率光谱图像，同时还能够生成高分辨率空间数据，能够为我国农业发展起到促进作用。利用无人机遥感影像，能够帮助务农人员实时监测农作物种植情况，从而确保农作物种植效果，促进我国农业发展。

参考文献：

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[4]戴建国，张国顺，郭鹏，等.基于无人机遥感可见光影像的北疆主要农作物分类方法[J].农业工程学报，2018，34(18)：122-129.

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[6]李明，黄愉淇，李绪孟，等.基于无人机遥感影像的水稻种植信息提取[J].农业工程学报，2018，34(4)：108-114.

[7]崔美娜，戴建国，王守会，等.基于无人机多光谱影像的棉叶螨识别方法[J].新疆农业科学，2018，55(8)：1457-1466.

[8]钟日辉，张锦水，王宁.让无人机与遥感大数据助力农作物面积抽样调查[J].中国统计，2022(11)：53-55.

[9]袁建清.基于多尺度遥感的寒地水稻稻瘟病信息提取与识别研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2017.