沈華飛 沈亞明

【摘要】 介紹北斗衛(wèi)星在農(nóng)機(jī)秸稈還田上的關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 北斗定位 秸稈還田 面積測(cè)試 作業(yè)質(zhì)量核查

一、前言

北斗定位通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)捕獲、測(cè)量來(lái)自在軌衛(wèi)星的廣播信號(hào)，可以在全球范圍提供高精度、全天候的連續(xù)定位能力。秸稈還田是當(dāng)今社會(huì)上普遍重視的一項(xiàng)培肥地力的增產(chǎn)措施，在減少秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時(shí)還有增肥增產(chǎn)作用。秸稈還田能增加土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤疏松，孔隙度增加，容量減輕，促進(jìn)微生物活力和作物根系的發(fā)育。智能農(nóng)業(yè)是信息化時(shí)代農(nóng)業(yè)的新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。為促進(jìn)秸稈還田管理模式改革與創(chuàng)新、惠及民生、推動(dòng)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)業(yè)發(fā)展、提高農(nóng)田測(cè)量工作效率與生產(chǎn)安全等方面形成區(qū)域標(biāo)志性成果，通過(guò)北斗衛(wèi)星定位的秸稈還田信息化建設(shè)手段監(jiān)測(cè)秸稈還田作業(yè)面積，輔助政府監(jiān)管部門(mén)、農(nóng)業(yè)合作社實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)的管理、調(diào)度和監(jiān)控以及補(bǔ)貼政策的落實(shí)等。

二、北斗定位測(cè)算秸稈還田面積原理

北斗秸稈還田系統(tǒng)集成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位、物聯(lián)網(wǎng)傳感、地理信息系統(tǒng)、無(wú)線通訊、信息融合與數(shù)據(jù)處理等高新技術(shù)。通過(guò)空間網(wǎng)格剖分面積自動(dòng)統(tǒng)計(jì)算法，通過(guò)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡數(shù)據(jù)分析處理，能自動(dòng)識(shí)別出作業(yè)地塊區(qū)域和計(jì)算出作業(yè)地塊面積。將農(nóng)機(jī)定位終端裝配于農(nóng)機(jī)上，通過(guò)定位終端與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建立連接，實(shí)時(shí)獲取農(nóng)機(jī)準(zhǔn)確位置，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)定位跟蹤。通過(guò)串聯(lián)農(nóng)機(jī)位置信息點(diǎn)形成歷史軌跡，真實(shí)反映農(nóng)機(jī)行駛和作業(yè)路線，準(zhǔn)確掌握農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程。

結(jié)合地理信息系統(tǒng)高清影像圖，以地塊方式統(tǒng)計(jì)作業(yè)面積，已完成作業(yè)地塊涂色顯示，不同作業(yè)類(lèi)型采用不同顏色顯示，作業(yè)完成區(qū)域一目了然。

三、農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量核查

提供多維度多角度的統(tǒng)計(jì)分析方式，可按農(nóng)機(jī)個(gè)體，農(nóng)機(jī)合作組織，行政區(qū)劃，作業(yè)類(lèi)型，深度范圍等方式進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)度分析，對(duì)比分析和效率分析。提供地塊級(jí)別的面積核查方式。系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出地塊區(qū)域并在高清影像圖上標(biāo)記作業(yè)面積，核查人員可以非常方便的對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)地塊進(jìn)行逐一核查。核查人員可以調(diào)取對(duì)應(yīng)地塊上的農(nóng)機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)影像圖庫(kù)，通過(guò)對(duì)影像圖片和作業(yè)深度進(jìn)行查看分析，輔以農(nóng)機(jī)作業(yè)速度變化曲線，準(zhǔn)確判斷農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量。根據(jù)作業(yè)的深度農(nóng)機(jī)軌跡分成深色、淺色及紅色三種等級(jí)，在滿足作業(yè)要求的基礎(chǔ)上，作業(yè)深度越深，軌跡顏色越深，作業(yè)質(zhì)量越高。若作業(yè)深度不達(dá)標(biāo)，則軌跡為紅色。相對(duì)于傳統(tǒng)的核查方式，通過(guò)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)核查可以最大限度的節(jié)省核查成本，提高核查效率，真正做到全量核查

四、北斗在農(nóng)機(jī)作業(yè)上的應(yīng)用成效

為順應(yīng)信息化、農(nóng)機(jī)化發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展基于北斗的秸稈機(jī)械化還田作業(yè)信息化管理試驗(yàn)示范和試點(diǎn)工作，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管新路徑。該項(xiàng)目，取得顯著成效。

（1）實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)管提高工作效率。通過(guò)試點(diǎn)示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)控農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)全天候、全覆蓋的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了農(nóng)機(jī)作業(yè)管理的信息化、精細(xì)化、科學(xué)化水平。核查人員無(wú)需深入田間地頭，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

（2）優(yōu)化了管理系統(tǒng)功能。結(jié)合各級(jí)農(nóng)機(jī)管理部門(mén)、農(nóng)機(jī)合作社、農(nóng)機(jī)手等不同業(yè)務(wù)需求，初步實(shí)現(xiàn)了分機(jī)具、分行政區(qū)域統(tǒng)計(jì)作業(yè)面積，實(shí)現(xiàn)作業(yè)監(jiān)控、作業(yè)審核、作業(yè)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表分析、任務(wù)管理、終端控制等功能。準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以作為還田補(bǔ)助面積測(cè)算的重要參考依據(jù)，為還田補(bǔ)助資金安全使用提供了技術(shù)保障。

五、前景

基于北斗的農(nóng)機(jī)秸稈還田作業(yè)精準(zhǔn)管理系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息融合與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)將具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)和移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用到農(nóng)機(jī)秸稈還田作業(yè)管理過(guò)程中，是北斗高精度定位導(dǎo)航技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集機(jī)械位置信息和視頻圖像監(jiān)控信息等方面的有效性和穩(wěn)定性，在自動(dòng)地塊識(shí)別和面積測(cè)算方面的準(zhǔn)確性，為系統(tǒng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能發(fā)揮作用提供了有力支持。該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用必將有力促進(jìn)農(nóng)機(jī)秸稈還田管理模式改革創(chuàng)新，極大提高農(nóng)機(jī)秸稈還田管理工作效率和管理的精細(xì)化程度，為開(kāi)拓適合于我國(guó)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)之路提供有力支持。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊元喜，李金龍，王愛(ài)兵，徐君毅，何海波，郭海榮，申俊飛，戴弦. 北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本導(dǎo)航定位性能初步評(píng)估[J].中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)，2014，01：72-81.

[2]胡志剛. 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估理論與試驗(yàn)驗(yàn)證[D].武漢大學(xué)，2013.

[3]李豹，許江寧，曹可勁，朱銀兵. 北斗二代導(dǎo)航信號(hào)抗多徑性能分析與仿真[J]. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，03：339-342+347.

[4]劉永明，張?jiān)疲瑖?guó)良. GPS/北斗-2組合定位性能的研究[J]. 電子設(shè)計(jì)工程，2013，14：121-123+126.

[5]賈超廣，肖海霞. 基于衛(wèi)星信號(hào)模擬器的北斗接收機(jī)性能測(cè)試與分析[J]. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào)，2013，04：14-16+25.

[6] 姜霞；張宏彬；；秸稈機(jī)械化還田的實(shí)踐與思考[J]；中國(guó)農(nóng)機(jī)化；2007年06期