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遙感技術在精準農業中的應用范文1
關鍵詞：遙感技術；農業；應用進展
引言
遙感技術是一種獲取地表物體幾何和物理性質的技術。早期的遙感圖像的解譯，通常通過目視判讀方法，隨著計算機的加速發展，解譯方法得到了快速發展，一種使用計算機對原始遙感影像進行圖像增強、圖像變化、輻射校正、幾何校正等一系列的預處理，然后通過相應的遙感處理軟件進行進一步精處理，對結果進行處理，最終通過專業技術人員的經驗進行解譯，直接對解譯結果進行處理，生成具有處理特征的遙感影像［1］。目前，遙感可分為高光譜遙感和多光譜遙感。高光譜遙感不僅可以探測到被遮蓋的地物，而且可以準確地估計植物生態系統的物理和化學參數的變化，包括土壤水分、土壤特性、植物質、土壤生物化學參數、土地利用動態監測變化等。多光譜遙感是利用具有2個及2個以上光譜通道，采用多種傳感器對地物進行同步成像的一種遙感技術；將地物反射的電磁波信息劃分為若干個光譜波段，用于接收和記錄地物信息［2，3］。當前遙感技術的發展使得遙感應用領域逐漸擴大，有林業遙感、資源遙感、遙感地質、氣象遙感、災害遙感、軍事遙感、農業遙感等，尤其在農業遙感領域得到了廣泛的應用，從早期的農業墑情監測和農作物面積變化監測，再到農業資源利用監測，以及利用無人機對區域水資源和農業干旱的監測與評價等。
1遙感在農業領域的應用
遙感可以獲得大量的信息，多平臺和多分辨率，快速、覆蓋范圍廣等，是遙感數據的一個重要的優勢。農業遙感技術是遙感技術和農業科學技術相結合形成的，是可以及時掌握農業資源、作物生長以及農業災害信息等的最佳方式，在調查和評估，以及農業生產的監測和管理中具有獨特的作用［4，5］。現代農業遙感發展的新興技術，可以實時監測湖泊和水庫水面的高度以及評價區域水資源和農業干旱，包括作物品種質量監控和鑒定［6－9］。
2農業遙感技術在我國的起步與發展
農業遙感的發展是遙感技術的重要應用領域，中國自20世紀70年代末以來，就已經進行了農業遙感的初步應用。原北京農業大學（中國農業大學的前身）根據國家土壤調查的要求，在中國國家計劃委員會的支持下，由中國科教委和農業農村部組織聘請外國專家培訓了專門的遙感應用人才隊伍，在1983年5月成立了中國國家農業遙感培訓中心。此后，我國將遙感技術廣泛應用于農作物產量估算、農業氣象、土地資源調查與監測和生態環境變化等領域。目前，遙感技術的應用進入了大量的實際應用化的階段。我國大力開展國際合作與研究，積極探索遙感領域的前沿技術，使得中國成為世界上遙感領域技術先進的國家之一［10，11］。進入20世紀90年代中后期，出現了大量比較成熟的農業遙感軟件，包括農業資源調查與監測的軟件，由中國科學院農業遙感實驗室組織開發的遙感處理軟件———土地利用調查與數據處理系統軟件；中國農業科學院草原研究所開發的北方草原產量動態監測系統軟件等，新的遙感處理軟件大大提高了人們的工作效率。近年來，各部門逐漸建立了地方的遙感中心，為國民經濟建設提供了大量支持。隨著遙感技術的逐漸成熟、數據來源的大量增加，以及計算機軟硬件性能的快速提高，使得遙感應用逐漸普及［12］。
3遙感在當前農業應用中的進展
當今農業發展的趨勢是精準農業，具有高質量、安全、低耗、高效的特點，精準農業的大量信息采集，如農作物長勢監測、作物害蟲監測、作物產量預測，土壤水分預報等農業精準信息，為精準農業的農業信息管理提供了依據。雖然國內的遙感在農業方面做了一些工作，但仍處于起步階段［13－16］。農業遙感在未來應加強應用的深度和廣度研究。通過3S技術的結合，在農業生產管理、農業資源、農業工程監理和其它現代農業建設領域，為農業部門的科學決策提供了詳實的支持數據。高光譜遙感技術和無人機技術已經成為農業遙感新的研究熱點［14］。
由于高光譜遙感不會對農作物造成損害，因而被廣泛應用于監測農作物的葉片面積。這彌補了傳統遙感技術獲取農作物葉面積指數時間過長的缺點，從而獲得最準確、損害最小的遙感監測數據。通過高光譜的觀測和分析，可以得到更為精確的農作物葉面積指數，形成不同的遙感反演模型。如，使用地物光譜儀測量冬小麥在特定波段范圍內的反射率和透射率，使用冠層分析儀對冬小麥進行分析，形成光譜曲線；經過觀測，形成遙感反演模型，并將模型估計值與實際觀測值進行對比，結果顯示，明顯提高了遙感反演模型的整體精度?，F階段，我國農業現代化發展的主要方向和目標是精細農業，在農業監測中高光譜遙感技術具有快速高效、準確、無損的特點，已經成為了農業遙感監測中被廣泛應用的手段。精細農業可以通過科學、系統的管理方法對農業資源利用進行合理規劃，在不污染環境的前提下，通過遙感技術提高農產品產量和質量?？紤]到精細農業對數據和信息的需求，傳統的分析方法已不能滿足現代農業發展的需要。因此，3S技術的綜合被應用到農業監測中。高光譜遙感在精準農業的發展中得到了廣泛的應用。利用高光譜技術獲得更完整和更準確的農作物參數，為農作物的種植與管理提供了有利的保障［18－20］。高光譜遙感技術除了上述內容，在全面的農作物質量監測，通過獲取農作物在不同生長時期的數據特征進行全面的預測以及最后的生產，目前主要集中在不同農作物的種植面積和產量以及質量監測過程中的數據訪問與存儲。雖然高光譜技術已經全面、準確應用于農業中，但還需要進一步的研究。如何將高光譜遙感技術應用于作物機理和農業信息的監測以及完善農業光譜信息數據庫，為進一步提高農業信息監測模型的適用性和準確性提供支持［22－26］。
3．2無人機遙感在農業中的研究進展
3．2．1農田空間信息農田空間信息包括地理坐標信息、通過視覺和機器識別獲得的農作物分類信息。通過無人機可以識別農田邊界來預估種植面積。傳統方法進行農田的面積測量，具有時效性差和農田邊界位置與實際情況差異大的缺點，不利于精準農業的實施監測。無人機可以準確、有效并且實時獲取全面的農田空間信息，具有傳統的測量無法比擬的優勢。無人機航拍圖像可以實現農田基本空間信息的識別，農作物區域面積的計算和種類的識別僅通過數碼相機就可以實現?？臻g定位技術的快速發展，大大提高了農田定位信息研究的精度和深度，隨著無人機影像空間分辨率的提高，地形、坡度和高程信息的引入，可以實現較為準確的農田空間信息監測。張宏明等利用無人機DEM數據提取農田灌溉渠道系統，對于灌溉渠道提取完整性達到85．61％［19］。
3．2．2作物生長信息農作物的生長狀況可以通過多種信息反映，如產量信息、表型參數以及營養指標來表示。包括植被覆蓋度和葉面積指數等，多種信息相互關聯，共同代表了作物的生長，與最終產量直接相關［21］。在野外信息監測研究中起著主導作用。
3．2．3作物生長脅迫因子農田墑情監測熱紅外法是農田土壤含水量監測的常用手段。在高植被覆蓋度的地區，通過葉片氣孔的關閉，可以有效減少蒸騰引起的水分損失，增加地表感熱通量，從而減少地球表面的潛熱通量，導致作物冠層溫度上升。水分脅迫指數能夠反映農作物的水分含量與作物冠層溫度的關系。通過傳感器的熱紅外波段可以有效地獲得作物冠層溫度，進而有效反映農田水分狀況。在植被覆蓋度比較低的地區，土壤水分可以間接表示下墊面的地表溫度變化，由于水的加熱溫度變化是一個緩慢的過程，因此土壤水分的分布可以間接反映白天下墊面溫度的空間分布。裸地對遙感的溫度監測是一個重要的干擾因子，在冠層溫度監測中較為重要。研究者研究了裸地溫度與作物表面覆蓋度的關系，確定了裸地引起的冠層溫度測量值與真值之間的差距。將修正結果應用于農田水分監測，提高了監測結果的準確性。在實際農田生產經營中，農田漏水也是人們關注的焦點。利用紅外成像儀對灌溉渠的滲漏進行監測，準確率達93％［27－29］。
3．2．4病蟲害監測通過熱紅外波段的實時監測，可以有效反映作物病蟲害分布的動態變化情況。作物在健康的條件下，蒸騰作用是通過氣孔的開閉來調節的，以保持農作物溫度的恒定。當發生病害后，葉面會發生病理變化。病原菌植物對植物蒸騰作用的影響比較明顯，會造成侵染部分溫度的升降。一般情況下，植物易感會導致氣孔開度失調，使致病區域的蒸騰作用高于健康區的蒸騰作用；旺盛的蒸騰作用會導致致病區域溫度的下降，致病區域的葉片溫差明顯高于正常葉片的溫差，直到壞死部位的細胞完全死亡，葉片會變得枯黃，葉片的蒸騰作用完全喪失。通過健康植株溫差始終低于葉片表面的溫度的原理［30－33］，可以實時監測作物病蟲害的變化趨勢。
4總結
4．1我國遙感技術在農業應用中的發展
在我國主要糧食主產區，建立了產量估算信息系統，冬小麥遙感產量估算操作系統是RS與GIS技術相結合的產物。可以將整個產量估算的操作環節集成到計算機系統的操作中，具有完整的數字化操作能力，可以輸出各種產量估算結果。大量冬小麥產量估算試驗結果表明，利用冬小麥遙感產量估算操作系統進行大面積作物產量估算的精度可達95％以上，隨著運行年限的逐漸積累，操作系統的生產精度將逐步提高，運行成本將逐年降低。同時，我國迫切需要了解農業種植結構的變化，針對于種植面積計算的要求、監控的增長潛力、建立單位面積產量模型和遙感監測，中國科學院農業研究實驗室在GIS技術的支持下開發了一種作物產量估算的實用操作系統。并且，東北的三江平原，南方的太湖平原也相繼建立了遙感監測系統，取得了良好的應用效果。
4．2遙感在農業發展中的前景
中國國家科教委將“RS、GIS和GPS綜合應用研究”列為國家科技攻關重點項目。到目前為止，遙感信息技術已連續7個“五年規劃”被列為國家重點項目，體現了國家對遙感的重視?？梢灶A見，遙感可以有效地應用于農業發展中，使其走上產業化發展的道路［35］。
5結語
隨著國家空間基礎設施建設的持續推進以及“高分辨率對地觀測系統”的深入實施，中國將擁有更多的國產資源調查監測衛星。物聯網與大數據、人工智能等技術的發展以及現代農業發展的需要，將使得我國農業遙感技術的研究和應用進一步發展。
5．1農業遙感的應用范圍和應用領域的拓寬
物聯網加大數據與遙感觀測、導航與定位，結合其它學科領域，可以促進農業遙感自身的發展，跨學科的應用也將擴大農業遙感的應用領域。需要進一步建立“空、天、地”三位一體的農業綜合管理系統，深入發展遙感觀測精度的智能農業、農作物育種表型、農業保險的監測和評價、綠色農業發展、農業政策的效果評價等方面。
遙感技術在精準農業中的應用范文2
Abstract: With the development of modern surveying and mapping technology, technology and technical methods of geological survey will also gradually renewal. At present, the surveying and mapping technology has become an important means to obtain the current space data, this paper describes the development status of modern surveying and mapping technology, and introduces in mine surveying, wetland, water conservancy project and application four aspects of precision agriculture.
Keywords: Surveying and mapping technology: GPS:RS; GIS
中圖分類號：P25前言： 隨著現代測繪技術的出現，無論在學科理論，或在技術體系，以及應用范圍上都取得了重大的發展，甚至可以說是重大的變革，從而也將徹底地改變傳統測繪的生產方式。現代測繪產業以“3S”技術為特征，現代測繪技術已經成為人類研究地球及自然環境，解釋某些自然現象，解決人類社會可持續發展等重大問題的重要工具。
1 現代測繪技術的發展概況
1.1 GPS的發展 全球定位系統(GPS)是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年全面建成的利用導航衛星進行測時和測距，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。1996年2月，美國總統令宣布GPS為軍民兩用系統，標準定位服務對民用開放，2000年5月，美國總統令SA關閉，價格不貴的民用GPS接收機能將其水平定位精度從不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具備了真正的實用價值。隨著全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，GPS的應用領域正在不斷地開拓，目前，各種類型的GPS接收機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測。GPS已遍及國民經濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球導航定位系統接收機已經問世。GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術。GPS定位技術與常規地面測量定位相比，除具有對測站選擇更靈活、更適應不利條件、全天候連續作業外。還具有比任何地面常規技術供數量更多、精度更高的數據信息。
1.2 遙感技術的發展 遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。自20世紀初菜特兄弟發明人類歷史上第一架飛機起，航空遙感就開始了它在軍事上的應用，從1972年第一顆地球資源衛星發射升空以來，美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發射了眾多對地觀測衛星。遙感信息獲取技術已從可見光發展到紅外、微波：從單波段發展到多波段、多角度、多極化；從空間維擴展到時空維；從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛星、太陽同步衛星、太空飛船、航天飛機、探空火箭，并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等：傳感器有框幅式光學相機，縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等，它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。
1.3GIS的發展 地理信息系統作為多個學科、多種技術交叉融合的產物，至今只有40多年的歷史。地理信息系統起源于20世紀60年代加拿大和美國學者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美國前副總統戈爾在加利福尼亞科學中心的一次講演，在該講演中戈爾正式提出數字地球的概念。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。2 現代測繪技術的應用 現代測繪技術作為一門新的信息科學在經濟和社會可持續發展的諸多領域正發揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現代測繪技術在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和精準農業方面的應用情況。
2.1 礦山測量方面 遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。其應用于礦山測量工作的地面部分已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。
2.2 濕地方面 利用遙感技術對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據，通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新，并對這些數據進行空間分析，可得到濕地的動態變化情況。應用遙感和地理信息系統技術，獲取濕地生態環境質量分析評價所需要的數據，借助GPS技術進行水質采樣調查、植被樣方調查、土壤采樣等常規野外調查。根據濕地信息系統的功能，可將其劃分為兩大類：查詢服務型信息系統和決策支持型地信息系統。
2.3 水利工程方面 遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測?，F代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，應用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設計工作，為開發利用水資源提供科學依據。目前，大中城市都有由數字測圖技術或全數字攝影測量技術建立的城市數字地形圖，給排水管線的規劃、設計可在數字地形圖上進行。
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【關鍵詞】測繪技術；工程測量；高程控制測量；地理信息系統；遙感技術；全球衛星定位系統
現代測繪技術的核心是衛星導航定位技術、遙感技術和地理信息系統技術（簡稱3S技術）。其中，衛星導航定位技術和遙感技術是航天技術、衛星技術、傳感器技術、現代通信技術、計算機技術等高新技術綜合集成的結果，地理信息系統技術是計算機技術、數據庫技術、空間分析與模擬（虛擬現實）技術綜合集成的結果。因此，現代測繪技術是空間技術和信息技術等現代高新技術的綜合集成，也是國家高新技術的重要組織部分。
1 測繪技術概況
隨著我國科學技術的不斷發展，我國的測繪技術也不斷朝著數字化和高科技的方向快速發展著?，F代的測繪技術中的“3S”技術就是測繪技術的代表，所謂的“3S”技術是遙感技術――RS、地理信息系統――GIS、全球定位系統――GPS這三種技術名詞中的最后一個單詞頭的統稱。
1.1 RS――遙感技術
RS遙感技術是位置、幾何形態、相關的物理特性的一種傳感手段。地球上的每一個物體都在不停的吸收、發射和反射信息和能量。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。
1.2 GPS――全球衛星定位系統
GPS可以對全球的所有用戶全天候的提供高精度的三維速度和三維坐標，以及任何時間和信息。全球定位系統的主要用途有：1）陸地應用，主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等；2）航空航天應用，包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
1.3 GIS――地理信息系統
GIS是以測繪測量為基礎，以數據庫作為數據儲存和使用的數據源，以計算機編程為平臺的全球空間分析即時技術。這是GIS的本質，也是核心。GIS還是一個基于數據庫管理系統（DBMS）的分析和管理空間對象的信息系統，以地理空間數據為操作對象是地理信息系統。
2 現代測繪技術的應用
2.1 礦山測量方面
遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間產，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、xp0wgr信息資源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究，煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。利用GPS技術乾地礦區地表移動監測，水文觀測孔高程監測，礦區控制網建立或復測，改造等。
2.2 濕地方面
利用遙感技術對濕地生物資源的分布，生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次，多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據。通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新，并對這些數據進行空間分析，可得到濕地的動態變化情況。應用遙感和地理信息系統技術，獲取濕地生態王朝質量分析評價所需要的數據，借助GPS技術進行水質采樣調查，植被樣方調查，土壤采樣等常規野外調查，根據濕地信息系統的功能，可將其劃分為兩大類，查詢服務型信息系統和決策支持型地信息系統。
2.3 水利工程方面
遙感技術能夠實時地對大江，大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災，抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩，大型橋梁等進行連續的，精密的監測。現代測繪技術提供了連續，實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，應用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進行水庫大壩選址，庫容計算，引水渠修建，受益范圍等設計工作。為開發利用水資源提供科學依據。目前，大中城市都有由數字測圖技術或全數字攝影測量技術建立的城市數字地形圖，給排水管線的規劃，設計可在數字地形圖上進行。
2.4 精準農業方面
精確農業中，利用GPS技術對采集的農田信息進行空間定位，利用RS技術獲取農田小區內作物生長環境，生長狀況和寬間變異的大量時空變化信息；利用GIS技術建立農田土地管理，自然條件，作物產量的空間分布等的空間數據庫，對作物苗情，墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件，資源有效利用狀況，作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。GPS、RS、GIS技術及自動化控制技術為支撐賓精確農業將保真現代農業的發展。
3 測繪技術在工程測量應用中的改進建議
3.1 測繪技術的水下數據獲取
到目前為止，還沒有一種設備或者技術可以實行水下數據的獲取的，因此，我們建議要依隨著我國科技的進步，大膽創新、勇于探索、努力實踐的方式進可能的實現、創造出可直接對水下數據進行獲取的測繪技術。
3.2 測繪技術的實時性
目前我國通過TCP-COM是可以實現遠距離的RTK作業，并且在服務器可以看到這些數據的流通和傳輸。但是從內業的電腦直接獲取的數據只能后處理，本來實時性的最終目的就是要不斷的、有效的增加測繪技術在有線或者無線的網絡應用。因此，我們建議在對于測繪技術的實時性，我們應該不斷增強內業電腦的實用性、準確性、快捷性、及時性等，只有將內業電腦的性能增強到和其它儀器性能的同步，我們才能更有效的、及時的、準確的從中得到可靠性的數據。
3.3 測繪技術中的地下數據獲取
目前，我國的測繪技術對于地下數據的獲取都只停留在使用平面控制測量技術進行數據獲取，可是平面控制測量技術隊與地下數據的獲取只能是表面的、不夠準確的。因此，我們在使用平面控制測量技術之前，應先用支導線進行導線計算，然后根據被測量物的形態，進行各方面的精度設計，以此來保證被測量物的數據、精度的準確。然后選擇有效的、經濟的測量設備和測量的方案，并根據被測量物的平面圖和被測量物需實施的時間和測量的環境，將這些所有關鍵點都體現在被測量物的平面圖上，最后才能進行有效的、準確的實現地下的數據獲取。
4 結束語
測繪技術在工程測量中占了相當重要的地位，測繪技術工作的成敗都關系到了工程測量的成敗，因此我們要重視測繪技術的工作，勇于探索更新的測繪方法，不斷創新。
【參考文獻】
[1]李井永，彭影輝.建筑工程測量[M].北京：清華出版社，2005.
[2]徐紹銓，等.GPS全球定位系統及其應用[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，2001，1-40.
遙感技術在精準農業中的應用范文4
關鍵詞：高光譜遙感；葉面積指數（LAI）；反演模型
Abstract: High spectrum remote sensing technology as the inversion of crop leaf area index ( LAI ) are a powerful tool, in recent years it has been pay more and more attention of both domestic and foreign scholars. The paper systematically summed up the use of hyperspectral remote sensing inversion of LAI value general methods, including experimental field establishment, data acquisition, LAI value, HVI value calculation, determination of inversion model is generated in five steps. Summarizes some common crop optimal LAI value quantitative inversion model for future related research, consulting.
Key words: remote sensing; leaf area index (LAI); inversion model
中圖分類號：S127文獻標識碼：A 文章編號：
引言
遙感技術是指遠距離、 在不直接接觸目標物體情況下,通過接收目標物體反射或輻射的電磁波,探測地物波譜信息,并獲取目標地物的光譜數據與圖像,從而實現對地物的定位、 定性或定量的描述。隨著遙感技術的不斷發展，遙感傳感器的數據獲取技術趨向于“三多”和“三高”方向發展，“三多”是指多平臺、多傳感器、多角度獲得遙感數據；“三高”則指高空間分辨率、高光譜分辨率和高時相分辨率遙感數據的獲取[1]。
現代遙感技術應用于農業生產已經有 20多年的歷史,該技術在作物認別、 面積計算、作物長勢監測、災害評估和產量估計等方面取得了重大成績。高光譜遙感是高光譜分辨率遙感（(Hyper spectral Remote Sensing）的簡稱，是指利用高光譜傳感器以高光譜分辨率獲取連續的地物光譜圖像的遙感技術，這里的高光譜分辨率是指傳感器用于探測地物的電磁波總波段寬度較寬（如MODIS傳感器達到了0.4~14.5um）、波段數較多（如美國 Analytical Spectral Devic公司生產的 FieldSpec Pro FR2500型背掛式野外高光譜輻射儀輸出波段數多達2150個）、每個子波段的波段寬度較窄（如MODIS傳感器的最小子波段寬度為5~10nm）[2]。高光譜遙感與常規遙感的區別在于常規遙感又稱寬波段遙感, 每個子波段的波段寬度一般為100 nm,且波段在波譜上不連續,并不完全覆蓋整個可見光至紅外光 (0.4～2.4μm)光譜范圍[3]。高光譜遙感的出現是遙感界的一場革命,它使本來在寬波段遙感中不可探測的物質在高光譜遙感中能被探測到。
目前，國內外在利用高光譜遙感手段反演植物的綠色葉面積指數，進而控制精準農業生產的技術方面有很多的研究。植物的綠色葉面積指數（LAI）是表征植被光合面積大小和冠層結構的重要參數。它參與許多生物和物理過程，與植物的呼吸蒸騰、太陽光吸收、通風透光、雨水的吸收等密切相關，同時還是作物生產中判斷作物長勢優劣的重要參數。因此，實時、動態監測作物LAI值狀況具有重要意義。而高光譜遙感技術以其快速、無損和大面積探測等特點，正逐步成為LAI值估測的有力工具。
葉面積指數反演的一般建模方法及精度評定
近年來，雖然在高光譜遙感技術反演植物的綠色葉面積指數，進而指導精準農業這一領域的相關研究較多，但綜合地總結并指導相關反演模型建立方法的文獻卻不多。本文在該領域各位先驅研究學者的研究、實踐基礎上，比較系統地總結出了高光譜植被指數與農作物葉面積指數之間定量模型的建立方法應當包括試驗田建立、光譜數據采集、LAI值測定、HVI值計算、反演模型的生成五個步驟，并闡述了反演模型用于實際生產中的農作物LAI值的反演評估情況。
2.1試驗田的建立
為了確定農作物葉面積指數（LAI）與農作物光譜特性之間的定量關系，一般需要針對欲研究的農作物建立試驗田，試驗田要充分模擬自然界中該農作物在各種生長情況下的理化特征，如農作物的正常生長情況、缺少肥料的情況、施肥過量的情況、缺水情況、過渡灌溉情況等等，便于之后采集的農作物高光譜數據具有一般性。
目前國內外主要采取物理脅迫以及化學脅迫的方法對試驗田中的農作物作相關處理，使試驗田中的農作物盡可能全面的包含在自然界中的各種生長情況。通過脅迫實驗使所采集到的農作物光譜數據包含了農作物在各種生長條件下的反射光譜, 可保證之后所建立的定量模型有較廣泛的適應性和一般性。
2.2農作物高光譜數據測量
遙感技術在精準農業中的應用范文5
關鍵詞：測繪新技術；國土資源管理；應用分析
中圖分類號： F301 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）35-164-2
0 引言
科學技術在近些年的發展可謂是突飛猛進，帶動了測繪技術的進一步發展，從而提高了我國的測繪水平。各種新型測繪技術的創新發展速度正在逐步加快，不斷完善了我國現代的測繪體系，測繪技術水平的提高也促進了我國測繪部門的發展，并為國土資源管理的全面發展奠定了堅實的基礎。
1 測繪工作的概述
我國幅員遼闊、土地面積相對較大，在進行土地資源管理時較為困難，因此，需要使用測繪技術才能全面描述目前我國土地的實際情況。我國目前實行的測繪新技術主要有三種技術手段，即地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）。這些新型技術手段的應用，能夠有效提高土地測繪的準確性。隨著科學技術的不斷進步，計算機技術逐漸被應用到各行各業，測繪新技術與計算機技術相結合，能夠通過全球定位系統準確地對將要測量的地點進行精準地定位，并能夠全面、詳細地分析與計算該地區自由的結界點，其數據分析結果能夠以數字圖像的形式明確、清楚地顯示在計算機上。但需要明確的是，完成上述過程，還需觀察該地區的整體情況等。當完成測繪工作時，能夠給行政管理部門和施工部門提供詳盡的資料、信息，我國土地資源管理的實際工作同樣需要這些資料與信息[1]。數字化信息技術與計算機技術的完美結合，在國土資源測繪中占有不可替代的重要作用，并且也提高了測繪技術水平的提升，促進了測繪技術的進一步發展，為其提供了強大的技術支持。
2 測繪流程概述
測繪工作在國土資源管理中可謂是極其重要的，其能夠根據可靠的測繪結果提高國土信息的準確性。測繪的工作主要包括測量土地的詳細面積、土地權屬的具置、土地的境界等，測繪新技術能夠保證在小范圍內減小誤差，提高精準的位置信息與詳細情況，方便了國土資源管理工作順利開展。測繪工作是一項較為系統且專業的工作，其專業性主要表現在以下幾點。第一，測繪工作具有法律性，其不僅是一項測量工作，還是一種行政行為。第二，測繪工作的數據具有整體性。其測量出的數據可整理為一個整體的資料，包括詳盡的內容，例如，專業的卡、圖、表、冊等，這些數據結果可以給相關部門提供周全的服務，方便其調取詳細的數據信息。第三，測繪工作具有高度準確性，且其數據結果符合相關土地資源管理標準。第四，測繪結果具有時效性。在土地信息、要素等發生改變時，要及時更新信息系統或改變測繪標準，從而確保測繪數據符合實際情況。測繪工作的主要流程如圖1所示。
3 測繪新技術在國土資源管理中的應用
3.1 在土地調查中的應用
測繪新技術在土地調查中的應用，主要是在原有的土地數據的基礎上利用測繪新技術，對土地數據變化的信息進行修改，主要應用的測繪新技術有全球定位系統與遙感技術。測繪新技術的應用，可以對目前土地的情況進行分析與分類，還可以了解土地之前的運用狀況，并且可以對土地進行相應的分類與管理[2]。測繪新技術在農村土地調查中的應用，能夠提高測量數據信息的精準度，提高測繪工作的整體效率。遙感技術的應用，能夠調查土地中的影像，并在獲取影像后，能夠對其進行正攝影像。對于已完成基礎工作的情況，在開展實際工作時可以利用遙感技術，匯總、處理收集到的信息、數據，最后再結合實際的土地情況，更新土地信息。
3.2 在土地規劃中的應用
土地規劃是一項較為復雜的工作，其所應用到的數據較多，且數據之間的關系較為復雜，不僅涉及各種基本圖形的制作，還涉及這些基本圖形的提取。測繪新技術的應用，能夠很好地解決、完善當前土地規劃存在的諸多問題與不足[3]。在進行土地的規劃工作之前，需要收集齊全的資料、信息，這樣可以有效提高土地的利用率。測繪新技術在土地規劃中的應用，首先可以使用遙感技術獲取所需要的土地相關信息與數據，并在收集齊全之后進行數據的處理與分析，這樣可以得到更加清晰、直觀的圖像，真實、全面地反映出當前的土地信息；其次，可以利用土地信息系統，建立土地利用空間，增加土地規劃的合理性與科學性，使土地規劃更具有空間感；再次，需要全面分析土地信息，此時需要利用地理信息系統的數據分析功能，這樣可以根據當前真實的土地情況進行土地的規劃，并且能夠實現長遠、合理的規劃工作；最后，土地信息系統還具有可視化功能，可視化功能能夠根據測繪得到的信息數據建立相關的土地分布模型，有利于相關工作人員的分析與研究，從而能夠在保證信息真實性與準確性的情況下實現土地資源利用最大化。
3.3 在土地勘測中的應用
土地勘測指的是對可以使用的土地進行測定，但需建立在土地出讓、征用等的基礎上，必須要根據當前土地的實際情況來進行土地現狀的測繪工作，并且詳細計算土地的面積，保證數據、信息的科學合理，從而促進國土資源相關部門的審批工作順利開展?？睖y定界主要包括內頁的歸檔與整理、外業的測量與調查這四個部分。全球定位系統與遙感技術能夠詳細定位土地，并且能夠將收集到的數據信息發送到流動站，從而進行數據對比[4]。測繪新技術在土地勘測中的應用具有多方面的優勢，首先測繪新技術的操作較為簡單，其次還可以提高工作效率、節約時間，最后還能夠保證數據的精準度。
3.4 在農田保護中的應用
目前，我國的耕地保護工作與定期檢測還存在較多問題，例如農田的巡查工作落實較慢，無法及時有效地對農田采取保護措施，從而降低了巡查的工作效率，這非常不利于國土資源的高效管理。測繪新技術在農田保護中的應用，不僅簡化了農田的巡查環節，還提高了土地資源的管理效率，使農田監管制度更加科學與高效，農田監管保護工作得以有效落實。
3.5 在完善土地執法制度中的應用
測繪新技術與計算機技術的完美融合，能夠全方位地監控我國各個地區的土地資源，從而在很大程度上防止了違法犯罪行為的出現，還能夠預防不法行為，對違法行為能夠及時通知相關部門，做出相應的處罰措施。測繪新技術的應用，使得土地執法制度得以完善，保證了土地資源的平衡性[5]。
4 結束語
總而言之，測繪新技術在國土資源管理中的應用，不僅使得土地資源規劃更具有科學性與合理性，還使得有限的土地資源得到充分、高效的利用，測繪新技術的應用保證了數據信息的準確性，幫助我國政府部門更好地進行土地資源的監控與利用。
參 考 文 獻
[1] 郭玉雙.測繪新技術在國土資源管理中的應用[J].黑龍江科技信息，2016（21）：113.
[2] 馬爽.測繪新技術在國土資源管理中的應用[J].吉林農業，2016（18）：121.
[3] 翟艷青.淺談現代測繪技術裝備在國土資源管理中的應用[J].測繪與空間地理信息，2016（04）：37-40.
遙感技術在精準農業中的應用范文6
關鍵詞：信息技術；農機技術推廣；應用
如何提升農業生產質量與生產效率、實現技術推廣提高農業經濟效益、改善農民、基層勞務人員生活水平是國家目前的研究方向與目標。隨著信息技術的發展，信息技術應用范圍也越來越廣泛，信息技術在農機技術推廣中的應用更是取得了良好成效。由此可見，信息技術的應用不僅突破了傳統模式農業發展所遺留下的難題，更是憑借其方便快捷的技術特點為農業的發展提供了高效有益的幫助。
1信息技術在農機技術推廣中的應用
1.1遙感技術
遙感技術作為一種可以勘測地面景物的綜合技術，其本身是根據電磁波的理論應用傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射出的電磁波信息進行收集、處理并形成圖像達成對目標的監測。遙感技術本身應用廣泛，軍事偵察、民用性質的土地規劃、環境污染監測等均在可運行的范疇內，在農機技術中更是起到了至關重要的作用?！稗r業遙感”是將遙感技術與農學及農業相關技術原理相結合，借助遙感技術的應用原理對土地的利用現狀、農作物的病蟲害防治監測、栽培環境的影響與農作物的生長情況進行分析調查[1]。農業遙感技術的應用主要體現在以下幾方面：農業資源調查及動態監測、農作物的相關估產、自然災害的監測與評估。
1.2地理信息系統
地理信息系統作為一種特定重要的空間信息系統，它憑借地理學、地圖學及相關計算機科學的運用對地球上存在的各種現象與發生的事件進行成圖與分析。隨著信息技術的發展創新，地理信息系統這一信息技術不僅讓抽象化的地理環境具有了數據、屬性與特征進而幫助相關人員分析研究，還拓展了信息技術的應用范圍與服務對象，促使人們的生活發展朝著“數字化”的趨勢前進。《地理信息系統及其在農業的應用》中更是明確介紹了地理信息系統的原理、特征、功能與數據的采集分析等在農業科學中的應用技術和應用方法，以供給農業、地理、生態環境的資源開發與管理對策。
2信息技術在農業生產中的應用
2.1改進灌溉技術
農業灌溉技術在不斷更新發展，由最為傳統的“人力灌溉技術”，再到“水泵灌溉技術”與“滴灌”的運用，對人力資源與時間的消耗都是巨大的，并且長時間的應用下去只會帶來越來越多的灌溉困難與資源浪費。以“水泵灌溉技術”為例，雖然在一定程度上節省了人力的支出，過程看似簡單只需要在水源處設置水泵、拉水管接電源就可以實行自主灌溉；但是灌溉過程中卻加大了水資源的浪費，灌溉面積的不均勻還會造成局部缺水的情況發生，進而影響農作物生長[2]。正因如此，相關技術人員應及時改進灌溉技術，結合科技智能的信息技術創造高效、便捷的“智能化”灌溉技術，以同時實現：灌溉需求及時化、灌溉分區針對化、灌溉高效節水化這三點，對灌溉情況進行驗收檢查、觀察對農作物的影響與生長情況的進展。
2.2合理施肥
不同于傳統的施肥方式，在農機技術中適時適度地嘗試利用信息技術進行合理施肥。由于現階段信息技術發展日益成熟，新興信息化監測方法的應用讓農作物的生長歷程更為具體，甚至給相關人員的研究提供了數字圖像化的合理依據。在農機技術推廣中運用信息技術施肥，應滿足以下幾個條件：測土施肥、數據記錄、數據查詢導出、數據分析改正。以測土施肥為例，以往施肥人們更多的是憑借自身積累的經驗去選擇應用，而信息技術下則不同，技術人員可以憑借信息技術根據土壤肥力、基肥施用的情況確定施肥與灌水時間、灌水次數與灌水的數量，進而提高肥料的使用率，最大化的降低用肥成本，實現肥料合理高效運用[3]。其次，正確合理施肥本就基于信息技術的應用與分析監測，技術人員可通過輸入測土的數據計算出土壤與所施肥料間的關系，針對土壤中缺少的營養元素進行補充，進而提高農作物的質量與產量。
2.3科學種植，提高精準度
科學種植是指憑借先進的信息技術按照市場的需求與自然環境進行農業的相關生產研究。根據研究分析培養生產質量好、產量高、成本低的優良品種進行種植，進而改良土壤環境，提高農機技術的運用水平，提高農作物的生產收益。信息技術的應用不僅可以在種植選擇上提供準確科學的檢測方法，還可以為種植中存在的問題提供相應有效的解決策略。相關技術人員應順應時代的改革變遷，將科學性的信息技術與農業技術相結合，采取科學種植方式的同時提高相應的精準度[4]。不同于傳統理念上的“無依據”嘗試，科學種植更注重對土地、肥料、專業技術的應用把握，明確規避種植風險與土壤肥料間的問題，采取“對癥下藥”的種植理念，從根本上解決問題并樹立正確的種植方法與技術應用。
3農機技術推廣中的建議與對策
3.1科學推廣提高認知度
想要在農機技術中推廣信息技術的運用，需要改變農民的傳統種植觀念，改進特色種植。以一些偏遠地區文化程度較低的散戶為例，受傳統的種植觀念影響，種植人員在技術上完全遵循傳統種植模式，極力追求種植果實的大小，認為果實越大種植效果便越好。當然也不乏存在著“過渡型”改變傳統理念中的種植人員，這類人員往往是現階段參與農業改革比重最大的一部分，不同于前者，他們在種植想法、種植技術上想要趨近于新興種植理念與新興技術，但他們卻又無法“對癥下藥”、在行動上無依無據無法實現改變。正因如此，相關政府部門應加大信息技術在農機技術應用的宣傳力度，鼓勵相關技術人員科學推廣以提高農戶認知度。把握新技術再種植，避開傳統觀念的“大果實，小果實”，多思考研究新技術的應用怎樣才能提高果實的質量和產量，怎樣才能把握農業發展和市場的“新”觀念，怎樣才能發現好處，怎樣才能科學合理地推廣應用新技術，引導他們改善種植技術中存在的問題，使新技術在農戶中得到推廣，從而提高種植質量和效率，促進農業的進一步發展。
3.2加強對農機高科技人才的培養
《國務院關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》將“切實加強農機人才隊伍的建設”列為重大任務之一。當前，國家對農機技術的運用尚未成熟，想要在農機技術中運用信息技術更為困難。因此，國家應加強對農機高科技人才的培養力度，從“農機裝備的研發創新”和“農機技術的建設改進”兩個方面入手，打造有技術、有效率、有目標的農機化技術推廣隊伍。制定合理長遠的培養計劃，科學規劃培養體系，選擇能夠調動積極性的培訓方式，善于從團隊中發掘運用人才。相關部門應分析農機隊伍建設現狀及農機人員缺少的原因，加大落實農機技術人員的體恤政策，注重農機技術的引領與推廣，使農機技術人才不再流失[5]。
3.3在農機技術中加強信息技術的應用
新興技術的崛起并不能代表農業的進步，技術的廣泛研究與種植人員對農機技術的掌握程度并不匹配。目前，我國農機技術應用仍處于推廣階段，工作難度大，相關制度尚未建立完善，因此，國家應進一步推動農機信息技術在農機技術中的推廣應用，開展科技示范戶宣傳活動，以“面對面”“零距離溝通”的方式，幫助農民了解信息技術和農機技術。相關專家對種植戶進行農業技術指導，鼓勵種植人員嘗試選用新品種，推廣使用新技術的同時激發種植戶的探索欲，通過不斷的成果展示與實踐研究讓種植人員感知學習，用心參與日后的技術學習提高自身的種植素養，加強信息技術在農機技術中的推廣與應用。農業相關部門注重強化農機信息技術知識，讓信息技術在農機技術的運用得以保障，有了知識體系的建立推廣，技術應用的困難也將得到緩解，基層人員想要學習掌握、運用這一技術也變得有依據、有對策，避免了盲目追從改變種植技術帶來的負面影響。針對偏遠地區文化程度較低的種植戶，政府部門應加大資金投入，明確提供政府鼓勵支持的相關政策，種植戶有了政府扶持對農機技術的認識也將越來越清晰，農機技術信息化的發展才能實現“全民化”，農業的發展均衡才能實現良性競爭、共同進步。
