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1、课程学习总结通过了对3S技术应用专题课程（共24课时）的学习，我初步掌握3S基本概念与基本原理，各种系统的功能，地位和相互关系。总体上对3S的核心内容的认识从最初的困惑到现在基本明晰，学到了遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术的基本知识和在各个领域中的应用。3S技术包括信息获取、传感器和信息探测、图形图像处理、空间定位、动态监测,信息管理与存储、预测评价和决策分析等。“3S技术”为资源管理人员对自然资源的调查、监测和分析,提供了有效的手段和工具。卫星遥感主要用来定期提供（或生成）详尽的自然资源分类图，运用GPS可从空间获取地面调查样地的位置信息,并可以把这些调查
2、结果直接以数字方式编缉或连接到相应的可列表的数据库中，最后通过GIS把遥感监测图件、调查样地空间位置信息和可列表的资源调查数据（主要指属性）全部融合在一起。这种复杂的GIS数据库除可提供复杂的背景数据、资源多样性的真实描述和多层的数据结构外，还具有对生态系统实施无缝分析以及对数据库进行更新和增强的能力。切身感受到了3S技术在农业和土地方面所发挥的重要作用，3S集成技术理念，3S技术内容等。从基本理念开始时、到学习专业知识的建立，真正感受到了在利用3S技术进行学习实践，起到了提高学习效果的目的。更新了自己的学习理念，对自己以后的学习工作起到了极大的促进作用。本人对于3S的使用问题又有了一个详细的
3、了解，并了解了3S技术在各个领域的应用方法。“3S”技术（即RS、GIS、GPS技术）已经成为不可分割的有机整体，它们将会在资源调查领域产生重大的影响。是现代信息技术与空间分析研究的主要技术手段和发展方向。通过这个课程的学习，在今后的学习过程中会增强自己的专业知识意识，会更加深入了解3S的相关知识，也为以后的就业学习提供了平台。3S技术在农业领域中的应用摘要：本文例举了3S技术在农业领域中发挥的作用。分别论述了3S技术中遥感技术(RS)，全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在农业中的应用，并总结了它们综合应用给农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在农业上的不足和缺陷。关键词
4、：3S技术，农业，GPS，RS，GIS一、引言人类从农业社会、工业社会过渡，已经历了3个时代：蒸汽时代、电汽时代和电子时代，上世纪80年代又进入了一个开放的信息时代，这个时代对农业最大的贡献是将现代信息技术在农业领域中广泛应用，利用信息技术的最新成果，全面实现对农业生产、管理、农产品加工、营销及农业科技信息和知识的获取、处理、传播和利用，以加速传统农业的改造，大幅度地提高农业生产效率，促进农业可持续稳定高效发展。包括全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)等3大技术系统。这些系统之间技术上各有侧重，但相互渗透，没有绝然的界限，共同为农业服务。“3S”技术，指的是对地观测
5、的三种空间高新技术系统，即RS、GPS和GIS。3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统，3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。3S技术包括对地观测的三种空间高新技术系统，即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)；是以全球定位系统(GPS)和遥感技术(RS)作为获取和更新空间数据的手段，以地理信息系统(GIS)作为存储，管理，分析，应用，显示这些空间地理数据的基础平台的集成技术。3S技术涉及到电磁波理论、图象处理、图象解译、计算机硬件与软件技术、空间分析技术、卫星导航原理、测量等多个领域，并将这些理论、方法和技术与各行各
6、业生产实际相结合。随着3S技术的迅速发展，三者之间的交融日益密切，其应用也越来越深入到国民经济的各个领域，比如国防科技，土地管理，土地变更，车辆导航与监控，海洋渔业开发，精细农业等等。二、3S技术在农业和土地调查中的应用我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”1指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新
7、的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。1、用于农作物估产和监测：作物估产一是估算作物种植面积，二是由单产模型、长势遥感监测来确定估产模式。我国农作物遥感估产最初采用联合国粮农组织（FAO）推行的美国农业部的框图面积取样法，该方法是集统计估产、农学估产、气象估产和遥感光谱估产于一体的综合遥感估产，是传统的统计估产方法与遥感估产的结合，简易可行。我国遥感估产的第二阶段是1984年由国家气象局主持的“全国冬小麦NOAA卫星遥感综合估产”项目，这是一种大面积农作物估产方
8、法，在对冬小麦的宏观地理分布了解的基础上，根据气候和生物特点，分区建立绿度修正值，在充分研究了小麦不同生育期的不同绿度值特点之后，利用相应的绿度值日来研究不同的估产模式，在微机网络上实现通讯和产量计算。遥感估产的第三种方法以“八五”攻关项目“重点产粮区主要农作物遥感估产”为代表，估产内容涉及小麦、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高几何分辨率”（30m），在农作物套作区进行了提高面积解译精度的研究，同时结合利用NOAA数据，对作物面积、单产和长势变化等进行了估计。把RS和GIS相结合，取得了较好结果。其中浙江农业大学“水稻卫星遥感估产运行系统及其应用基础研究”已于2002年12月26
9、日通过了浙江省科技厅组织的专家鉴定。2、在精准农业中的应用：程一松等讨论了高光谱遥感在精准农业中的应用，主要有以下相关工作：利用植被指数进行地表覆盖分析或作物长势的动态监测；对植被的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行估算；农作物长势监测；利用多时相的高光谱数据提取出光谱物征对不同植被和作物进行识别和分类；作物个体生长状况与作物叶片光谱关系的研究；遥感信息模型研究。3、用于遥感制图与土地资源调查:中国西部地区的多波段遥感影像合成、制图、分类与特定任务的专题研究。如资源勘探、环境监测、城市规划、作物估产、灾害监测等。其中刘文等利用GMS卫星遥感资料监测暴雨，能较准确地监测暴雨发生
10、的区域和面积，实际应用取得较好的效果。通过利用时空分辨率较高的GMS5红外、可见光两通道1：1原始图像资料，结合常规雨量观测资料，通过对逐时降水率、日降水量的估计，可弥补常规气象观测资料时、空分辨率的不足，从而比较准确地监测暴雨发生的强度、范围和面积，为农业生产服务。李亚春等还运用计盒维法与其它方法结合从一个新的角度研究云雾遥感监测技术，进行雾的识别与分离，取得一些有益的结果。4、用于土壤侵蚀调查:土壤侵蚀问题对农业资源和环境问题关系重大。利用卫星遥感影像可提供许多土壤侵蚀因子信息，如地形、坡度、岩性、植被等，据此以通用土壤侵蚀方法为基础建立土壤侵蚀模式，并与相应地区的水文观测站的输沙模式相叠
11、合，进行土壤侵蚀量因子分析和区域侵蚀模数计算，并顾及气象、水文要素与土壤侵蚀的关系。我国利用遥感方法，先后对山西三江河流域、延安地区、永定河上游等进行了土壤侵蚀调查。1993年在水利部遥感中心的组织下，进行了全国土壤侵蚀的遥感制图研究，利用TM图像对全国进行了土壤侵蚀的清查工作，编制了全国1:50万（部分地区1：25万一1：10万）土壤侵蚀图，将全国土壤侵蚀因子编码建模，而且将全国的水蚀、风蚀和融冻侵蚀采用统一的分类标准，统一编码制图，并输入计算机以备检索查询。三、RS、GPS、GIS在农业中的作用1、遥感（RS）在农业中的作用众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并
12、识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，从而得到各种不同作物的种植面积和种植结构。在农作物的生长过程中，可以通过遥感图像分析它的长势征兆。通过不同阶段的作物图像，可以得到作物是否健康，生长是否遵循自然规律等等，以便及时施肥、灌溉、喷洒农药、预防灾害的发生；当作物即将成熟时
13、期，还可以应用遥感图像获取得到它的产量。另外，气象遥感可以提供天气预报，比如降水量等信息。这些信息如果及时反馈给农民，使农民“对症下药”，相信今后的农业生产将不再是“靠天收”了。与之同时，遥感技术还可以发现作物受到的自然灾害和人为破坏。比如，预测农作物是否会遭受病虫害；发现有无化学污水排入灌溉区；当作物遭受洪水袭击后，可以分析得到受灾面积和损坏状况等。针对这些信息提前采取相应的措施，从而就能把损失降到最低程度。2、全球定位系统（GPS）在农业中的应用全球定位系统是一种同时接收来自多颗卫星的导航信号,利用空间距离后方交会测量地球表面某点准确地理位置的一种技术，简称GPS。其优点是高精度、全天候和
14、实时性。GPS在农业上的应用主要是精确定位。传统中国农业耕作，都需要大量的人力来完成。从耕牛到铁牛，虽然是个大变革，但是离完全实现自动化还有很大距离。有了GPS加上电子地图的使用，可以实现自动化耕作机械的导航，播种精确定位，测得农田的微地形变化等。比如，GPS接收机用于灌溉系统时，可以精确把水或肥料适量送给需要的作物，既不产生浪费，也避免了肥料过多产生的危害。因此，GPS的应用给农民田间手工耕作的历史画上了句号，节约了大量的劳动力，为实现农业自动化奠定了基础。3、地理信息系统（GIS）在农业中的应用GIS是采集，存储，分析，查询，输出地理数据的计算机系统。地理信息系统可以比喻为精细农业的大脑，
15、精细农业的技术核心是地理信息系统。地理信息系统最主要的特点是强大的空间分析功能，所以，应用GIS对农业生产的全过程进行分析管理及优化，如土地类型，灌溉系统，化肥农药用量等；并对农作物的生长状况做横行和纵向的分析；还可以根据各地社会经济得到销售信息等等。利用GIS技术绘制产量分布图。据说2，安装GPS导航仪的新型联合收割机，每个一定时间记录收割机的位置，同时计量系统随时自动称出农作物的重量，自动记录这些信息，并存于地理数据库中，可以绘制农作物的产量分布图。利用GIS技术绘制农业专题图。根据专题图，可以分析全国作物分布情况，分析不同农作物的产量状况等。并可以通过与土地类型图叠加分析得出某一地区适合
16、种哪种类型的作物，分析土壤的盐碱度等等，对于我们合理的规划和指导农业生产有着积极的意义。4、3S技术在农业中的综合应用3S技术中遥感技术可以实时或准实时地获取目标的语义或非语义信息3，特点是大面积同步观测，全球定位系统有实时精确获取目标的空间位置的作用，两者均为地理数据源，就如同两只眼睛获取农业生产数据；而地理信息系统像大脑是3S技术中最重要最核心的技术，用于综合分析，科学管理，动态存取这些数据3，并指导数据的合理应用。三者优势互补，是发展精细农业的好方法。先通过RS影像进行耕作前的土壤的调查，调查土壤的盐碱度、土壤中的化学成分、水分、温度等，然后应用GIS进行进一步的综合的定量分析，确定适宜种植何种农作物；在作物生长的过程中实现自动化机械GPS导航，播种，除草，施肥，灌溉，喷洒农药都可以做到精确定位，避免浪费节约资源；与此同时，利用RS分析农作物的生长状况，估算面积和长势等可以及时地了
