3S技术在农业生产中的应用浅谈

刘姗

（河北农业大学农学院，河北保定 071000）

摘 要 3S技术是现代农业的重要标准之一。介绍了3S技术的内涵及其在农业生产中的作用，以提高人们对3S技术的认识，促进其在我国农业生产中的应用和推广。

关键词 遥感技术；地理信息技术；全球定位技术；农业生产

中图分类号：S127 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.083

3S技术是遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）的最后单词首字母的集合体，三者在3S体系中分别扮演着不同的角色，三种技术相互配合，逐渐成为支撑我国现代农业发展的重要技术。我国是农业大国，在空间技术和信息技术迅猛发展的今天，单靠传统的农业栽培和收获技术已不能满足当今我国农业的迅猛发展。本文重点介绍3S技术的内涵及其在农业生产中的作用，以提高人们对3S技术的认识，促进其在我国农业生产中的应用和推广。

1 遥感技术在农业生产中的应用

遥感（RS）是一种用于探测的技术。在进行探测时探测仪不与探测目标相接触，而是在很远处就能把监测目标的电磁波特性记录下来，通过对数据的分析处理，揭示出物体的特征特性。它在3S体系中扮演着“千里眼”和“顺风耳”的角色。遥感一词是由美国学者布鲁伊特于1960年提出，1961年正式通过。

1.1 农业资源调查

农业遥感对土地利用现状、土壤类型和水资源等问题的调查与评价都有显著的作用。基于遥感技术所建立的国土资源卫星影像数据库、全国县级土地利用数据库、土壤侵蚀数据库、生态环境背景数据库和1∶25万DEM数据库都对农业的发展有重要的作用。例如，鄱阳湖流域生态环境动态遥感监测试验，利用“农田-土壤-湿地-森林”生态系统地面数据、相关气象数据、小气候数据、叶片生理参数和土壤含水量等方法，对湿地动态变化监测、水土流失和水体污染等进行监测与评价，在水土方面指引了当地的农业生产[1]。

1.2 农业资源监测

农业遥感对作物生长、土壤侵蚀、荒漠化、盐碱化和土壤污染等问题都具有监测作用。常规测试主要采取人工测量和室内化学分析的方法，在对样本进行监测时费工、费时并会造成破坏性。相比之下，遥感技术的宏观、动态、无损的实时监测优点，在农业资源监测中就显得尤为重要。

1.3 遥感估产

作物估产是用遥感手段大面积地对某种作物做出产量预测，可以为国家国民经济重大决策提供基础信息。遥感技术开发应用以前国家获取此种信息的手段依赖行政组织的统计，由于遥感技术获取信息的客观性、准确性和现势性获得了各国特别是农业大国的重视。大面积农作物的遥感估产步骤可分为：获得作物种植分布图、利用高时相分辨率的卫星影像对作物生长全过程进行动态监测、建立单产估算模型、总产估算。利用遥感技术，我国对农作物的长势监测与估产和品质预测等方面都有了显著地进展。

1.4 农业灾害监测

利用遥感技术可对农作物的病虫害、旱灾、水灾等进行检测与预报，并且还可进行灾后评估等。例如，利用NOAA/AVHRR和MODIS卫星数据，陆地地表温度（LST）和植被指数（NDVI）等旱灾检测技术方法可对大面积旱灾地区进行监测；利用雷达遥感可对水灾进行准确监测；利用气象卫星可对森林火灾与草原火灾进行监测等。

2 地理信息系统在农业上的应用

地理信息系统（GIS）是能对空间数据进行分析处理的应用软件。在进行操作时需要计算机硬、软件环境的支持。GIS能对采集到的数据进行清晰的描述分析，在3S体系中扮演着“大管家”的角色。地理信息系统产生于20世纪60年代，到90年代得以普及应用。

2.1 农业资源调查的工具

农业资源是进行农业研究和农事作业最根本的物质，农业资源调查顾名思义，就是按照不同的资源属性进行分类汇总。利用GIS技术建成的农业资源地理数据库、绘制的农业资源分布图和产生的正规报表，比传统的数据管理系统更准确，更智能化，可促使农业资源数字化、直观化。

2.2 农业资源的分析工具

除了制图和查询外，GIS技术还具有“独立思考”的重要特点，它能将图形和数据重新进行综合分析，最后获得新信息，生成专题地图和进行地图数据的叠加分析。

2.3 农用地适应性评价

不同的地区，在不同的自然环境及人为因素的影响下，其农用地的利用价值是不一样的。利用GIS可以对土壤的质地组成，有机质含量，腐殖质含量、酸碱状况等进行精准分析[2]。基于不同作物对土壤的需求各异，可将分析得到的数据重新进行综合分析，然后在地理信息系统中进行分析运算，在现实条件下建立数学模型，以便于进行农用地适应性的综合评价。

3 GPS在农业生产中的应用

全球定位系统（GPS）是由美国开发的新一代卫星导航定位系统，可连续、实时地向全球用户提供精准的三维位置，三维速度和时间信息。由于其可在全球范围内进行精准的定位，并且速度快、功能多，因此该系统在当今社会生活的各个方面都有显著的应用，且在农业方面的应用也极为广泛。

3.1 地质测绘

GPS作为测量工具除了遮蔽物的限制外，几乎不受地形的影响，精度也相当高。在进行农业作业时，利用GPS测绘，可以对地形地势做出精准的分析，有利于農业作业的良好进行。

3.2 土壤养分分布调查

使用GPS收集土壤样品和特定时期的土壤，可以绘制一系列不同作物不同生长期的养分分布图。因此，使用这种方法，不仅可以在不同水平的需求条件下研究植物生长营养物状况，还可以及时通过施肥对土壤进行改良，保证作物的正常生长。

3.3 减轻育种工作

当今，作物品种的选育，尤其是粮食作物中，高产仍是品种评定中的首要目标。在育种工作的最后阶段，进行复杂的产量比较试验时，在联合收割机上安置计算器、产量监视器和GPS接收机，就可以随时监控作物产量。通过这样的技术改良后，不仅可以节省大量的人力物力，还能精准的获得产量数据、及时有效地获取作物产量分布情况，减轻育种人员的工作。

3.4 引导精准开沟、施肥

一方面，在对育种田进行开沟工作时，借助全球定位系统可以依据人为设定好的行距、间距进行作业；另一方面，在给农田进行施肥工作时，可在喷施器上安装上GPS接收机，按照已获取的农田土壤养分含量分布图，就可使喷施器精准的按需给各点施肥，施用的养分种类和数量也都会按照土壤养分分布图进行调控。这种高精准化的操作，有时甚至会比人为操作的效果更加理想。

4 结语

在当今资源节约型，环境友好型社会建设中，基于3S技术发展的现代农业可以最大限度地节约农业生产成本，有效地避免资源的浪费，推动我国的农业现代化建设，且符合生态文明建设的发展要求。如果在农业生产中要有突破性的进展，就要进一步提高3S技术的实用性和准确性，培养更多的专业人才，对农业数据进行深度的挖掘和处理，使3S技术激荡中国梦。

参考文献

[1]李飞，杨小平，杨文华.浅谈3S技术在农业中的应用及面临的问题[J].陕西农业科学，2014（6）：110-111，118.

[2]杨微，周宏璐，韩成伟，等.3S技术在我国农业生产中的应用[J].吉林农业科学，2009（6）：58-59，62.

（责任编辑：刘昀）