劉姍

（河北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，河北保定 071000）

摘 要 3S技術是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標準之一。介紹了3S技術的內(nèi)涵及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，以提高人們對3S技術的認識，促進其在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用和推廣。

關鍵詞 遙感技術；地理信息技術；全球定位技術；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號：S127 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.083

3S技術是遙感技術（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）的最后單詞首字母的集合體，三者在3S體系中分別扮演著不同的角色，三種技術相互配合，逐漸成為支撐我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要技術。我國是農(nóng)業(yè)大國，在空間技術和信息技術迅猛發(fā)展的今天，單靠傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)栽培和收獲技術已不能滿足當今我國農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展。本文重點介紹3S技術的內(nèi)涵及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，以提高人們對3S技術的認識，促進其在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用和推廣。

1 遙感技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

遙感（RS）是一種用于探測的技術。在進行探測時探測儀不與探測目標相接觸，而是在很遠處就能把監(jiān)測目標的電磁波特性記錄下來，通過對數(shù)據(jù)的分析處理，揭示出物體的特征特性。它在3S體系中扮演著“千里眼”和“順風耳”的角色。遙感一詞是由美國學者布魯伊特于1960年提出，1961年正式通過。

1.1 農(nóng)業(yè)資源調(diào)查

農(nóng)業(yè)遙感對土地利用現(xiàn)狀、土壤類型和水資源等問題的調(diào)查與評價都有顯著的作用?；谶b感技術所建立的國土資源衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)庫、全國縣級土地利用數(shù)據(jù)庫、土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫、生態(tài)環(huán)境背景數(shù)據(jù)庫和1∶25萬DEM數(shù)據(jù)庫都對農(nóng)業(yè)的發(fā)展有重要的作用。例如，鄱陽湖流域生態(tài)環(huán)境動態(tài)遙感監(jiān)測試驗，利用“農(nóng)田-土壤-濕地-森林”生態(tài)系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)、相關氣象數(shù)據(jù)、小氣候數(shù)據(jù)、葉片生理參數(shù)和土壤含水量等方法，對濕地動態(tài)變化監(jiān)測、水土流失和水體污染等進行監(jiān)測與評價，在水土方面指引了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)[1]。

1.2 農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測

農(nóng)業(yè)遙感對作物生長、土壤侵蝕、荒漠化、鹽堿化和土壤污染等問題都具有監(jiān)測作用。常規(guī)測試主要采取人工測量和室內(nèi)化學分析的方法，在對樣本進行監(jiān)測時費工、費時并會造成破壞性。相比之下，遙感技術的宏觀、動態(tài)、無損的實時監(jiān)測優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測中就顯得尤為重要。

1.3 遙感估產(chǎn)

作物估產(chǎn)是用遙感手段大面積地對某種作物做出產(chǎn)量預測，可以為國家國民經(jīng)濟重大決策提供基礎信息。遙感技術開發(fā)應用以前國家獲取此種信息的手段依賴行政組織的統(tǒng)計，由于遙感技術獲取信息的客觀性、準確性和現(xiàn)勢性獲得了各國特別是農(nóng)業(yè)大國的重視。大面積農(nóng)作物的遙感估產(chǎn)步驟可分為：獲得作物種植分布圖、利用高時相分辨率的衛(wèi)星影像對作物生長全過程進行動態(tài)監(jiān)測、建立單產(chǎn)估算模型、總產(chǎn)估算。利用遙感技術，我國對農(nóng)作物的長勢監(jiān)測與估產(chǎn)和品質(zhì)預測等方面都有了顯著地進展。

1.4 農(nóng)業(yè)災害監(jiān)測

利用遙感技術可對農(nóng)作物的病蟲害、旱災、水災等進行檢測與預報，并且還可進行災后評估等。例如，利用NOAA/AVHRR和MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，陸地地表溫度（LST）和植被指數(shù)（NDVI）等旱災檢測技術方法可對大面積旱災地區(qū)進行監(jiān)測；利用雷達遙感可對水災進行準確監(jiān)測；利用氣象衛(wèi)星可對森林火災與草原火災進行監(jiān)測等。

2 地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)上的應用

地理信息系統(tǒng)（GIS）是能對空間數(shù)據(jù)進行分析處理的應用軟件。在進行操作時需要計算機硬、軟件環(huán)境的支持。GIS能對采集到的數(shù)據(jù)進行清晰的描述分析，在3S體系中扮演著“大管家”的角色。地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生于20世紀60年代，到90年代得以普及應用。

2.1 農(nóng)業(yè)資源調(diào)查的工具

農(nóng)業(yè)資源是進行農(nóng)業(yè)研究和農(nóng)事作業(yè)最根本的物質(zhì)，農(nóng)業(yè)資源調(diào)查顧名思義，就是按照不同的資源屬性進行分類匯總。利用GIS技術建成的農(nóng)業(yè)資源地理數(shù)據(jù)庫、繪制的農(nóng)業(yè)資源分布圖和產(chǎn)生的正規(guī)報表，比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)更準確，更智能化，可促使農(nóng)業(yè)資源數(shù)字化、直觀化。

2.2 農(nóng)業(yè)資源的分析工具

除了制圖和查詢外，GIS技術還具有“獨立思考”的重要特點，它能將圖形和數(shù)據(jù)重新進行綜合分析，最后獲得新信息，生成專題地圖和進行地圖數(shù)據(jù)的疊加分析。

2.3 農(nóng)用地適應性評價

不同的地區(qū)，在不同的自然環(huán)境及人為因素的影響下，其農(nóng)用地的利用價值是不一樣的。利用GIS可以對土壤的質(zhì)地組成，有機質(zhì)含量，腐殖質(zhì)含量、酸堿狀況等進行精準分析[2]。基于不同作物對土壤的需求各異，可將分析得到的數(shù)據(jù)重新進行綜合分析，然后在地理信息系統(tǒng)中進行分析運算，在現(xiàn)實條件下建立數(shù)學模型，以便于進行農(nóng)用地適應性的綜合評價。

3 GPS在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

全球定位系統(tǒng)（GPS）是由美國開發(fā)的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，可連續(xù)、實時地向全球用戶提供精準的三維位置，三維速度和時間信息。由于其可在全球范圍內(nèi)進行精準的定位，并且速度快、功能多，因此該系統(tǒng)在當今社會生活的各個方面都有顯著的應用，且在農(nóng)業(yè)方面的應用也極為廣泛。

3.1 地質(zhì)測繪

GPS作為測量工具除了遮蔽物的限制外，幾乎不受地形的影響，精度也相當高。在進行農(nóng)業(yè)作業(yè)時，利用GPS測繪，可以對地形地勢做出精準的分析，有利于農(nóng)業(yè)作業(yè)的良好進行。

3.2 土壤養(yǎng)分分布調(diào)查

使用GPS收集土壤樣品和特定時期的土壤，可以繪制一系列不同作物不同生長期的養(yǎng)分分布圖。因此，使用這種方法，不僅可以在不同水平的需求條件下研究植物生長營養(yǎng)物狀況，還可以及時通過施肥對土壤進行改良，保證作物的正常生長。

3.3 減輕育種工作

當今，作物品種的選育，尤其是糧食作物中，高產(chǎn)仍是品種評定中的首要目標。在育種工作的最后階段，進行復雜的產(chǎn)量比較試驗時，在聯(lián)合收割機上安置計算器、產(chǎn)量監(jiān)視器和GPS接收機，就可以隨時監(jiān)控作物產(chǎn)量。通過這樣的技術改良后，不僅可以節(jié)省大量的人力物力，還能精準的獲得產(chǎn)量數(shù)據(jù)、及時有效地獲取作物產(chǎn)量分布情況，減輕育種人員的工作。

3.4 引導精準開溝、施肥

一方面，在對育種田進行開溝工作時，借助全球定位系統(tǒng)可以依據(jù)人為設定好的行距、間距進行作業(yè)；另一方面，在給農(nóng)田進行施肥工作時，可在噴施器上安裝上GPS接收機，按照已獲取的農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，就可使噴施器精準的按需給各點施肥，施用的養(yǎng)分種類和數(shù)量也都會按照土壤養(yǎng)分分布圖進行調(diào)控。這種高精準化的操作，有時甚至會比人為操作的效果更加理想。

4 結(jié)語

在當今資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會建設中，基于3S技術發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可以最大限度地節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效地避免資源的浪費，推動我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設，且符合生態(tài)文明建設的發(fā)展要求。如果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要有突破性的進展，就要進一步提高3S技術的實用性和準確性，培養(yǎng)更多的專業(yè)人才，對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進行深度的挖掘和處理，使3S技術激蕩中國夢。

參考文獻

[1]李飛，楊小平，楊文華.淺談3S技術在農(nóng)業(yè)中的應用及面臨的問題[J].陜西農(nóng)業(yè)科學，2014（6）：110-111，118.

[2]楊微，周宏璐，韓成偉，等.3S技術在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用[J].吉林農(nóng)業(yè)科學，2009（6）：58-59，62.

（責任編輯：劉昀）