首頁 > 優(yōu)秀范文 > 遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
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中圖分類號 F320 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0274-01
我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展對于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。近年來，我國農(nóng)業(yè)得到了快速的發(fā)展，但是我國的人口數(shù)量眾多，且依然面臨著環(huán)境惡化和資源緊缺的問題，只有促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展才能滿足社會發(fā)展的需求。在這種背景下，為了實現(xiàn)我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，就一定要大力發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。本文就精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)成為了人們研究的熱門課題。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種在信息基礎(chǔ)以及地學(xué)空間的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的信息化和集約化的農(nóng)業(yè)技術(shù)，主要是將生物技術(shù)、信息技術(shù)和工程技術(shù)等高新技術(shù)和土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)以及農(nóng)學(xué)等有效融合在一起，充分利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指在農(nóng)作物的生產(chǎn)過程中充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)對其進(jìn)行精耕細(xì)作，以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)形式取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)形式，更加注重對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)通過建立生態(tài)學(xué)、地學(xué)以及農(nóng)學(xué)等模型，采用地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及遙感技術(shù)等對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各項活動進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，并進(jìn)行精細(xì)管理，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和信息化。通過這項技術(shù)，可以對農(nóng)作物的產(chǎn)量和投入進(jìn)行細(xì)致分析，在實際生產(chǎn)過程中，對農(nóng)作物的生長、土壤以及機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行實時監(jiān)測，使各種農(nóng)業(yè)資源得到優(yōu)化配置，發(fā)揮農(nóng)業(yè)資源的優(yōu)勢，以獲得最大的產(chǎn)量，減少資源浪費，從而不斷提高農(nóng)作物的質(zhì)量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展[1-3]。
2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)推廣現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成效，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生了巨大的改變?？萍己看蟠筇嵘?，很多高新技術(shù)都嘗試著逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但是我國農(nóng)業(yè)的總體科技水平還有待提高；魍撐┮翟謚鸞ハ螄執(zhí)化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，但仍處于初始階段；由之前粗放經(jīng)營的管理方式向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展，但也仍處于初級階段。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，很多常規(guī)技術(shù)以及高新技術(shù)在不斷推廣，傳統(tǒng)的粗放經(jīng)營模式也已經(jīng)得到了一定的改變。但是從整體上來說，我國農(nóng)業(yè)總值的增長主要依靠投入生產(chǎn)要素，而科學(xué)技術(shù)的貢獻(xiàn)率還比較低。國外發(fā)達(dá)國家科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值增長中的貢獻(xiàn)率達(dá)到80%以上，但是我國只有35%左右，每年的農(nóng)業(yè)科技成果推廣率不到30%，處于一個比較低的水平?？傮w來看，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的推廣率比較低。
2.2 我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要依賴很多高新技術(shù)，因而高新技術(shù)應(yīng)用得越普遍，說明我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展情況越好[4-7]。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中經(jīng)常使用的技術(shù)主要包括地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及全球定位系統(tǒng)。
2.2.1 地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是一門將統(tǒng)計學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息學(xué)、管理學(xué)以及計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科融合在一起的新興學(xué)科，其通過使用各種先進(jìn)的手段和技術(shù)來對特定的地區(qū)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對地理信息進(jìn)行分析和處理。地理信息系統(tǒng)在我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，在實際運用過程中，針對特定地區(qū)的地理信息建立農(nóng)田土地管理模型，然后對地區(qū)的自然條件、氣候、土壤元素、農(nóng)作物苗情以及病蟲害的發(fā)生等進(jìn)行準(zhǔn)確的評估和分析，并針對這些因素的發(fā)展趨勢制定精準(zhǔn)的調(diào)控措施，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的管理提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。在實際使用過程中，還可以將其與農(nóng)業(yè)管理輔助決策系統(tǒng)配合使用。
2.2.2 遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是一種獲取各種實地信息來源的技術(shù)，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中具有至關(guān)重要的作用，主要核心技術(shù)包括影像技術(shù)、農(nóng)田多光譜圖像信息分析系統(tǒng)等。遙感技術(shù)的一個重要優(yōu)勢就是其成本比較低，比航空攝影的成本減少1/2以上。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展中，可以充分利用遙感技術(shù)獲取田間時空變化信息，在規(guī)?；霓r(nóng)作物生產(chǎn)過程中，可以預(yù)測農(nóng)作物的產(chǎn)量，同時預(yù)警宏觀農(nóng)情，以農(nóng)作物和土壤為研究對象，可以建立農(nóng)作物的條件模型和長勢模型。遙感技術(shù)的應(yīng)用也非常廣泛，為農(nóng)業(yè)精細(xì)管理提供重要的參考[8]。
2.2.3 全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)空間管理的重要設(shè)施，其具有采集定位信息以及進(jìn)行農(nóng)田測量的作用。目前，在小區(qū)式農(nóng)作物產(chǎn)量的定位計算、農(nóng)田變量信息的采集中均得到了廣泛的應(yīng)用，將其應(yīng)用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理中，還可以實現(xiàn)機(jī)械自動化播種、灌溉和噴藥，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化變量作業(yè)定位。不僅如此，其在環(huán)境監(jiān)測和土地測量等方面也具有良好的作用，是一項發(fā)展前景廣闊的技術(shù)[9-10]。
3 結(jié)語
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式相比，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)借助于各種高新技術(shù)和現(xiàn)代化的管理手段對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實施精細(xì)化管理，從而不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。
4 參考文獻(xiàn)
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[3] 何志文，吳峰，張會娟，等.我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概況及發(fā)展對策[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報，2015，16（6）：23-26.
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[7] 張仰洪，楊星衛(wèi)，陸賢，等.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理決策支持系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2003，18（1）：10-13.
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)也從中得到了長足的發(fā)展與進(jìn)步，其已經(jīng)被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、土壤以及氣象等多個方面，且應(yīng)用范圍還正處于一個不斷擴(kuò)大的趨勢。在農(nóng)業(yè)中，遙感技術(shù)所擁有應(yīng)用范圍最廣、發(fā)揮作用最大的一個領(lǐng)域就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面。遙感技術(shù)的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)不斷向高效化、精準(zhǔn)化以及多樣化方向發(fā)展，其已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的一個重要趨勢。[1]
一、有關(guān)遙感技術(shù)的概述
遙感，顧名思義，也就是遙遠(yuǎn)的感知的意識，從宏觀的角度來講主要是指通過遠(yuǎn)處感知、探測事物或是物體的相關(guān)技術(shù)來傳輸、分析以及處理信息，對事物或是物體所具有的特征、性質(zhì)以及變化等進(jìn)行揭示的一種具有綜合特性的探測技術(shù)，其是以通過遙感器來對地面事物或是物體性質(zhì)進(jìn)行的空中探測為主要工作原理。遙感技術(shù)是按照不同事物或是物體所具有的不同波普響應(yīng)的原理，對地面上的各種事物或是物體進(jìn)行識別，其具有非常強(qiáng)遙遠(yuǎn)感知能力。詳細(xì)來講，就是通過空中的飛機(jī)、飛船以及衛(wèi)星等飛行物中所具有的遙感器來對地面的數(shù)據(jù)和資源進(jìn)行收集，并對收集來的信息進(jìn)行識別、分析、傳送等。[2]
二、遙感技術(shù)所具有的主要特點
1.信息的收集范圍大
具有遙感技術(shù)的航攝飛機(jī)具有10千米左右的飛行高度，陸地衛(wèi)星所具有的衛(wèi)星軌道高度可以高達(dá)910千米左右，因此，其獲取資源和信息的范圍是非常巨大的。
2.信息的獲取速度快
衛(wèi)星可以進(jìn)行圍繞地球的周期運轉(zhuǎn)，其具有對所經(jīng)地區(qū)的各種最新自然資料進(jìn)行實時的獲取?？梢詫υ匈Y源進(jìn)行及時更新，或是對資料的新舊變化進(jìn)行動態(tài)性的監(jiān)控與監(jiān)測。
3.信息的獲取限制少
地球許多地區(qū)的自然條件都是非常惡劣的，例如沼澤、沙漠等地區(qū)是人類很難到達(dá)的。遙感技術(shù)是從空中進(jìn)行地面監(jiān)測，所具有的地面限制條件較少。在條件惡劣地區(qū)采用遙感技術(shù)可以對各種珍貴資料進(jìn)行及時的獲取。[3]
4.信息的獲取方法多
遙感技術(shù)可以按照任務(wù)的不同自動選取對應(yīng)的波段以及遙感儀器來進(jìn)行信息獲取。如可見光、紫外線、紅外線以及微波探測等。采用的波段不同其對物體產(chǎn)生的穿透性也是不同的，進(jìn)而對不同地面物體的信息進(jìn)行獲取。
三、我國農(nóng)業(yè)中遙感技術(shù)的具體應(yīng)用
1.調(diào)查農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的資源
遙感衛(wèi)星對地表進(jìn)行掃描監(jiān)測采用的是多波段傳感器，其可以對地表物體所特有的信息進(jìn)行有效的獲取。在衛(wèi)星圖像中，不同的地表物體所具有的紋理、形狀以及色調(diào)等信息都是不同的，根據(jù)有關(guān)的地理特征，可以對地表物體進(jìn)行有效的識別與區(qū)分，這個過程就是農(nóng)業(yè)資源調(diào)查中遙感技術(shù)的應(yīng)用基本原理。
2.監(jiān)測和評估農(nóng)作物的生產(chǎn)情況
通過遙感圖像對農(nóng)作物的類型和種植面積進(jìn)行識別和區(qū)分，其利用的是農(nóng)作物所具有的光譜特性，再根據(jù)圖像的多時相及不同波普可以實時、動態(tài)的對農(nóng)作物的生長情況進(jìn)行監(jiān)測，同時還可以利用信息系統(tǒng)對農(nóng)作物的產(chǎn)量進(jìn)行評估。在我國，遙感技術(shù)監(jiān)測和評估農(nóng)作物生產(chǎn)情況最早是應(yīng)用于小麥和水稻生產(chǎn)中。
3.監(jiān)測和評估農(nóng)業(yè)災(zāi)害
不同的地表作物所具有的波普特征是不同的，即使是一種作物，在其不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部形態(tài)的基礎(chǔ)上，其所具有的光譜反射率的曲線也是不盡相同的，遙感技術(shù)正是利用這種理論來對地表作物的災(zāi)害情況進(jìn)行監(jiān)測和評估。[4]
4.監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，遙感技術(shù)的監(jiān)測作用在多個方面得到應(yīng)用，例如大氣環(huán)境、水環(huán)境以及自然生態(tài)環(huán)境等監(jiān)測中。其中，對大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測主要是對大氣的污染和污染源分布進(jìn)行監(jiān)測，以便對大氣污染的程度、變化以及范圍等具體情況進(jìn)行監(jiān)測；對水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測主要是對各大流域的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測；對自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測主要是農(nóng)村生態(tài)變化、城市開發(fā)狀況、礦區(qū)生態(tài)破壞以及森林覆蓋情況等多方面進(jìn)行監(jiān)測。
四、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遙感技術(shù)的應(yīng)用前景
1.對遙感信息模型進(jìn)行深入發(fā)展
遙感技術(shù)進(jìn)行深入發(fā)展的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是遙感信息模型的應(yīng)用。通過遙感信息模型可以對具有實際應(yīng)用價值的農(nóng)業(yè)參數(shù)進(jìn)行計算與反演。以往人們盡管已經(jīng)發(fā)展和應(yīng)用了一些諸如綠度指數(shù)、農(nóng)田蒸散估算、作物估產(chǎn)、干旱指數(shù)以及土壤水分監(jiān)測等遙感信息模型，但是其仍然無法與現(xiàn)階段的遙感應(yīng)用需求相適應(yīng)。所以，需要對遙感信息模型進(jìn)行深入的發(fā)展，這在遙感技術(shù)的開發(fā)與研究中仍然屬于一個前沿問題。
2.綜合利用遙感技術(shù)來對病蟲害進(jìn)行防治
植物發(fā)生病蟲害后，其葉片結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，利用近紅外的光譜反射率可以進(jìn)行準(zhǔn)確的顯示。不過，植物葉綠素的質(zhì)量和數(shù)量并沒有發(fā)生變化，因此，其可見光波段的光譜反射率也不會產(chǎn)生變化，人的肉眼是觀察不到的。紅外遙感技術(shù)可以對這種情況進(jìn)行準(zhǔn)確、及時的預(yù)測和預(yù)報，而且還能對植物的受害情況進(jìn)行清晰的辨別，盡可能的將病蟲害扼殺在萌芽之中。
3.向微波遙感技術(shù)發(fā)展
現(xiàn)階段，國際遙感技術(shù)的主要發(fā)展重點就是微波遙感技術(shù)，其具有其它遙感技術(shù)所沒有的穿透性、紋理特性以及全天候性，可以對惡劣的氣象災(zāi)害進(jìn)行有效的監(jiān)測。
結(jié)語：
綜上所述，我國雖然在二十世紀(jì)七十年末就已經(jīng)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用遙感技術(shù)，并在土地利用調(diào)查、農(nóng)作物生長監(jiān)測以及產(chǎn)量評估等方面取得了一定的成果，但是其仍然無法與農(nóng)作物大面積種植調(diào)查、病蟲害預(yù)測預(yù)報以及動態(tài)土地監(jiān)測等方面的要求相適應(yīng)，這就需要我們在我國國情的基礎(chǔ)上，引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，采用各種方法與手段來對遙感技術(shù)進(jìn)行更深一步的研究與發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]蒙繼華，吳炳方，杜鑫，張飛飛，張淼，董泰峰.遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展及展望[J].國土資源遙感，2011（03）.
1 遙感技術(shù)與能源作物
遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛運用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，給農(nóng)業(yè)管理帶來了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源，污染少、可再生等特點越來越受到國際社會的關(guān)注。針對能源作物的遙感技術(shù)也不斷的發(fā)展進(jìn)步[1]。
1.1 農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前農(nóng)業(yè)管理的內(nèi)容包括施肥、除蟲、產(chǎn)量、除草、質(zhì)量、作物生長狀態(tài)監(jiān)視等，都可以通過遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。遙感技術(shù)基于光譜信息的采集，可以發(fā)現(xiàn)人眼觀察不到的信息，比如蟲病感染、營養(yǎng)缺失、農(nóng)藥殘留等。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)被廣泛運用于土壤調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、水資源調(diào)查等領(lǐng)域。當(dāng)然遙感技術(shù)本身也存在著一些缺陷，如光譜范圍受限制、周轉(zhuǎn)時間過長、無法實時觀測、空間分辨率低等。
1.2 能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀
生物能源指任何非化石生物材料所產(chǎn)生的熱能來源，可以來自海洋及陸地，包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類：糖類和淀粉作物、油類作物和木質(zhì)纖維作物。糖類和淀粉作物方面，小麥和玉米在我國主要用于生產(chǎn)乙醇，乙醇生產(chǎn)成本低，具有很強(qiáng)的市場競爭力；油類作物方面，油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種，我國對于生物柴油的研發(fā)比較晚，但發(fā)展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜，木本植物方面種植麻風(fēng)樹、綠玉樹、光皮樹、山楓子；木質(zhì)纖維作物方面，多數(shù)木質(zhì)纖維素類作物人處于開發(fā)和篩選階段，大規(guī)模種植技術(shù)和運輸問題也需要解決。Miscanthus由于養(yǎng)分需求少、不侵蝕環(huán)境、水量需求低等特點，已成為我國最具潛力的可再生能源來源[2]。
2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用
2.1 地面遙感技術(shù)監(jiān)測能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀
與其他農(nóng)作物監(jiān)測采用的方法一樣，能源作物遙感監(jiān)測的方法包括衛(wèi)星、小型飛機(jī)、地面遙感裝置三種，各有優(yōu)劣。衛(wèi)星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉(zhuǎn)時間長；小型飛機(jī)工作環(huán)境靈活，時間靈活，但存在著地域局限性。
2.2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用
地面平臺包括三角架、遙感塔、遙感車、遙感船、建筑物頂部裝置等，用于近距離捕捉地物細(xì)節(jié)影像和地物波普。目前地面遙感平臺的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器，放置在38m高的云臺上，可進(jìn)行水平360°垂直90°的轉(zhuǎn)動，鋼塔一般設(shè)置在能源作物的中間，以方便進(jìn)行全方位的觀測。相比于其他遙感方式的不足，一塔式的獨立遙感系統(tǒng)具有空間分辨率高、時間周轉(zhuǎn)快、光譜分辨率高的特點。
但地面遙感平臺也存在圖像幾何失真，遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點：遙感平臺的運行狀態(tài)；地球本身對遙感圖像的影響；傳感器內(nèi)部失真；平臺高度變化，軌道偏移和姿態(tài)變化等。造成圖像輻射失真的原因有：傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等，可通過糾正輻射亮度來消除輻射誤差。
摘要：本文探討了現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了在礦山測量、濕地、水利工程和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)四個方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：測繪；應(yīng)用；發(fā)展
隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的出現(xiàn)，無論在學(xué)科理論，或在技術(shù)體系，以及應(yīng)用范圍上都取得了重大的發(fā)展，甚至可以說是重大的變革，從而也將徹底地改變傳統(tǒng)測繪的生產(chǎn)方式。現(xiàn)代測繪產(chǎn)業(yè)以“3S”技術(shù)為特征，現(xiàn)代測繪技術(shù)已經(jīng)成為人類研究地球及自然環(huán)境，解釋某些自然現(xiàn)象，解決人類社會可持續(xù)發(fā)展等重大問題的重要工具。一、現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展概況(一)GPS的發(fā)展全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。1996年2月，美國總統(tǒng)令宣布GPS為軍民兩用系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)對民用開放，2000年5月，美國總統(tǒng)令SA關(guān)閉，價格不貴的民用GPS接收機(jī)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(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，GPS的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓，目前，各種類型的GPS接收機(jī)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(jīng)濟(jì)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?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)接收機(jī)已經(jīng)問世。GPS作為一項引起傳統(tǒng)測繪觀念重大變革的技術(shù)，已經(jīng)成為大地測量的主要技術(shù)手段，也是最具潛力的全能型技術(shù)。GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比，除具有對測站選擇更靈活、更適應(yīng)不利條件、全天候連續(xù)作業(yè)外。還具有比任何地面常規(guī)技術(shù)供數(shù)量更多、精度更高的數(shù)據(jù)信息。(二)遙感技術(shù)的發(fā)展遙感包括衛(wèi)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(yīng)用，衛(wèi)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(shù)字地面模型進(jìn)而應(yīng)用于測繪工作已獲得了較多的應(yīng)用。自20世紀(jì)初菜特兄弟發(fā)明人類歷史上第一架飛機(jī)起，航空遙感就開始了它在軍事上的應(yīng)用，從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)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(fā)射了眾多對地觀測衛(wèi)星。遙感信息獲取技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波：從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化；從空間維擴(kuò)展到時空維；從低分辨率發(fā)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(wèi)星、太陽同步衛(wèi)星、太空飛船、航天飛機(jī)、探空火箭，并且還有高、中、低空飛機(jī)、升空氣球和無人飛機(jī)等：傳感器有框幅式光學(xué)相機(jī)，縫隙、全景相機(jī)、光機(jī)掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達(dá)測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達(dá)等，它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。(三)GIS的發(fā)展地理信息系統(tǒng)作為多個學(xué)科、多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，至今只有40多年的歷史。地理信息系統(tǒng)起源于20世紀(jì)60年代加拿大和美國學(xué)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(tǒng)戈爾在加利福尼亞科學(xué)中心的一次講演，在該講演中戈爾正式提出數(shù)字地球的概念。地理信息系統(tǒng)作為對空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、管理、分析的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，其發(fā)展和應(yīng)用對測繪科學(xué)的發(fā)展意義重大，是現(xiàn)代測繪技術(shù)的重大技術(shù)支撐。二、現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)作為一門新的信息科學(xué)在經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的諸多領(lǐng)域正發(fā)揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用情況。
(一)礦山測量方面遙感技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長的時間，并積累了豐富的經(jīng)驗。應(yīng)用遙感資料，可獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源，對礦區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，為礦區(qū)環(huán)境保護(hù)提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區(qū)地質(zhì)條件研究、煤層頂?shù)装逖芯康确矫娑家训玫綉?yīng)用，所有這些，都說明遙感技術(shù)應(yīng)用于礦山測量是礦山測量實現(xiàn)其現(xiàn)代任務(wù)的重要保證。利用GPS技術(shù)進(jìn)行礦區(qū)地表移動監(jiān)測、水文觀測孔高程監(jiān)測、礦區(qū)控制網(wǎng)建立或復(fù)測、改造等。其應(yīng)用于礦山測量工作的地面部分已成為現(xiàn)代礦山測量的一項重要支撐技術(shù)。以礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)為平臺，以各種測量技術(shù)為數(shù)據(jù)獲取的途徑，可以建立集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術(shù)系統(tǒng)，作為礦山可持續(xù)發(fā)展的決策支持系統(tǒng)。(二)濕地方面利用遙感技術(shù)對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進(jìn)行估測。利用遙感技術(shù)多層次、多時相的動態(tài)監(jiān)測功能獲得及時可靠的數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的實時更新，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，可得到濕地的動態(tài)變化情況。應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，獲取濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分析評價所需要的數(shù)據(jù)，借助GPS技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)采樣調(diào)查、植被樣方調(diào)查、土壤采樣等常規(guī)野外調(diào)查。根據(jù)濕地信息系統(tǒng)的功能，可將其劃分為兩大類：查詢服務(wù)型信息系統(tǒng)和決策支持型地信息系統(tǒng)。(三)水利工程方面遙感技術(shù)能夠?qū)崟r地對大江、大河和湖水水位進(jìn)行監(jiān)測，可實時監(jiān)測洪水災(zāi)害面積。RS和GIS集成能及早預(yù)報洪水淹沒范圍和干旱災(zāi)情范圍，為防災(zāi)、抗災(zāi)提供準(zhǔn)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(jìn)行連續(xù)的、精密的監(jiān)測?，F(xiàn)代測繪技術(shù)提供了連續(xù)、實時的安全運行監(jiān)控手段。利用全數(shù)字?jǐn)z影測量或數(shù)字測圖技術(shù)建立數(shù)字地面模型，應(yīng)用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進(jìn)行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設(shè)計工作，為開發(fā)利用水資源提供科學(xué)依據(jù)。目前，大中城市都有由數(shù)字測圖技術(shù)或全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)建立的城市數(shù)字地形圖，給排水管線的規(guī)劃、設(shè)計可在數(shù)字地形圖上進(jìn)行。(四)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面精確農(nóng)業(yè)中，利用GPS技術(shù)對采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位；利用RS技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用GIS技術(shù)建立農(nóng)田土地管理、自然條件、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫；對作物苗情、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進(jìn)行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息。GPS、RS、GIS技術(shù)及自動化控制技術(shù)為支撐的精確農(nóng)業(yè)將促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。它能夠收集土地利用現(xiàn)狀、植被分布、農(nóng)作物的生長情況、農(nóng)作物的災(zāi)情分布、土壤肥力等多種信息，將信息技術(shù)與農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)有機(jī)地結(jié)合起來，最大限度地優(yōu)化各項農(nóng)業(yè)資源與生產(chǎn)要素的合理分配，獲取高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟(jì)效益，同時又能有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)自然資源，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
三、結(jié)語以“3S”一體化或集成為主導(dǎo)的空間信息技術(shù)體系已逐漸成為測繪學(xué)或地球信息學(xué)新的技術(shù)體系和工作模式，其先進(jìn)性、時效性明顯?，F(xiàn)代測繪技術(shù)將朝著高科技、自動化、實時化和數(shù)字化方向發(fā)展。
中圖分類號:TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(c)-0001-02
土壤水分是表示一定深度土層的土壤干濕程度的物理量,是監(jiān)測土地退化和干旱的重要指標(biāo),同時也是水文學(xué)、氣象學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)以及農(nóng)業(yè)科學(xué)等研究領(lǐng)域中的一個重要參數(shù)。一方面它影響地表與大氣界面的水分和能量交換,其變化會引起土壤熱學(xué)特性、地表光學(xué)特性的改變,從而影響氣候的變化;另一方面它是植物和作物賴以生存的主要源泉,其大小決定著植物或作物根系的發(fā)育,對進(jìn)行大尺度精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的水分調(diào)節(jié),節(jié)水灌溉具有重要意義。
遙感技術(shù)不僅能對農(nóng)作物長勢進(jìn)行大面積、實時、非破壞性監(jiān)測,從而實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展對地表土壤水分信息快速、及時的掌握,還能為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供動態(tài)監(jiān)測和分析作物的健康狀況與影響作物產(chǎn)量等必要的技術(shù)支持。目前獲取土壤水分含量的方法主要有田間實測法、土壤水分模型法和遙感法三種。其中傳統(tǒng)的田間實測法和土壤水分模型法,因測點稀、速度慢、范圍有限,無法滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中對土壤水分信息快速獲取的需求。而遙感估測土壤水分的方法原理是通過測量土壤表面發(fā)射或反射的電磁能量,研究遙感信息與土壤水分含量之間的關(guān)系,并建立相關(guān)的信息模型,從而反演出土壤水分情況,恰恰克服了前二種估測方法的實時性差、單點測量空間變異性差、不能宏觀表現(xiàn)等缺陷,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中大面積快速獲取土壤水分信息、實時準(zhǔn)確監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù)。
1 國內(nèi)外研究進(jìn)展
如何快速、準(zhǔn)確地獲取區(qū)域地表土壤含水量信息是定量遙感研究的熱點之一,也是目前遙感技術(shù)應(yīng)用研究的前沿領(lǐng)域。國內(nèi)外用遙感技術(shù)監(jiān)測土壤水分的方法有很多,目前在該領(lǐng)域的研究主要集中在光學(xué)遙感(即可見光-近紅外、熱紅外遙感)和微波遙感波段進(jìn)行。主要方法有:基于可見光-近紅外土壤水分光譜法、基于熱紅外遙感的溫度法、植被指數(shù)法、基于可見光及熱紅外遙感的植被指數(shù)-冠層溫度法、微波遙感監(jiān)測土壤水分法、高光譜遙感監(jiān)測土壤水分法。
1.1 基于可見光-近紅外土壤水分光譜法
Bowers等人早在1965年就發(fā)現(xiàn)裸地土壤濕度的增加會引起土壤發(fā)射率的降低,這為后來利用土壤水分光譜法方法進(jìn)行土壤水分的遙感監(jiān)測研究提供了理論依據(jù)。土壤水分光譜法正是應(yīng)用遙感估算光學(xué)植被度,分解象元排除法來提取土壤水分光譜信息。國內(nèi)外學(xué)者在這方面做了大量工作,有的根據(jù)水的吸收率曲線提出使用中紅外波段來監(jiān)測土壤濕度,采用MODIS數(shù)據(jù)并結(jié)合實地調(diào)查資料,建立了MODIS第7通道的反射率與地面濕度的線性光學(xué)。另有學(xué)者利用遙感資料估算“光學(xué)植被覆蓋度”,然后利用像元分解法分離植被與土壤信息,提取土壤水分光譜信息。該方法需要根據(jù)不同環(huán)境、不同土壤組分建立相應(yīng)的遙感反演模型,應(yīng)用比較局限,大面積推廣較難。
1.2 基于熱紅外遙感的溫度法
熱紅外遙感最重要的應(yīng)用之一是反演土地表面溫度。具有代表性的有熱慣量法、區(qū)域蒸散法、亮溫指數(shù)法(LST)、溫度狀態(tài)指數(shù)法(TCI)、條件溫度指數(shù)法和歸一化溫度指數(shù)法。熱慣量法反演土壤水分的模型研究,主要集中在對于土壤熱慣量的解析式計算、從熱平衡與熱傳導(dǎo)方程的化簡與計算、環(huán)境因子的影響等多方面著手,得到了大量的熱慣量模式,建立了較為完善的土壤水分反演模型。蒸散法根據(jù)能量流的傳輸原理,對實際蒸散(E)與潛在蒸散(Ep)的比值與土壤水分的關(guān)系進(jìn)行研究,其理論基礎(chǔ)來源于P-M彭曼公式。針對不同的下墊面情況發(fā)展了單層、雙層和多層模型。利用衛(wèi)星一次過境觀測的輻射溫度值,計算地表輻射溫度以及蒸散,結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笈_站數(shù)據(jù)計算出作物缺水指數(shù)(CWSI),建立了土壤水分與作物缺水指數(shù)的回歸方程。隨后又有DSI指數(shù)、區(qū)域缺水指數(shù)(RWSI)相關(guān)研究,在遙感的定性及半定量階段估算地表蒸散和干旱程度的精確估算上做了相關(guān)探討。溫度狀態(tài)指數(shù)(TCI)和亮溫指數(shù)(BTI)強(qiáng)調(diào)了溫度與植物生長的關(guān)系,提出了亮度溫度,以通過對NDVI、亮溫與土壤水分的統(tǒng)計分析來建立三者間的數(shù)理關(guān)系,從而利用遙感反演的亮溫和NDVI計算土壤水分含量,建立了土壤相對濕度和NDVI、亮溫的回歸模型。歸一化溫度指數(shù)(NDTI)可消除地表溫度季節(jié)變化的影響,通過能量平衡一空氣動力學(xué)阻抗模型計算,需要衛(wèi)星過境時刻的氣溫、太陽輻射、相對濕度、風(fēng)速和葉面積指數(shù)等數(shù)據(jù)。該方法也主要適用于裸地或植被生長早期。
1.3 植被指數(shù)法
一、3S技術(shù)的應(yīng)用
1.衛(wèi)星定位系統(tǒng)
6PS系統(tǒng)在精確農(nóng)業(yè)實施過程中異常重要，它一方面將農(nóng)田各種信息給予準(zhǔn)確定位，并輸入到GIS，另一方面也是農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡的依據(jù)。在翻耕機(jī)、播種機(jī)、田間取樣機(jī)、施肥噴藥機(jī)、收割機(jī)等機(jī)具上安裝上GPS接受器，可以準(zhǔn)確指示機(jī)具所在位置的坐標(biāo)，使操作人員可以按計算機(jī)上GIS操作指示圖進(jìn)行定點作業(yè)。近幾年來，GPS產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，若干大公司迅速涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提供了用于農(nóng)田測量、定位信息采集和與智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械配套的差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)。系統(tǒng)可用于農(nóng)田面積和周邊測量、引導(dǎo)田間變量信息定位采集、作物產(chǎn)量小區(qū)定位計量、變量作業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械實施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農(nóng)業(yè)機(jī)械田間導(dǎo)航信息等。DGPS作為農(nóng)業(yè)空間信息管理的基礎(chǔ)設(shè)施，一旦建立起來，即不但可服務(wù)于“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，也可用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測量、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、作業(yè)調(diào)度中的定位服務(wù)，其農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的前景廣闊。
2.地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)是實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概念的核心系統(tǒng)。它可以用于農(nóng)田數(shù)據(jù)管理，查詢土壤、自然條件、作物苗情、作物產(chǎn)量等，并能夠方便的繪制各種農(nóng)業(yè)專題地圖，也能采集、編輯、統(tǒng)計分析各種不同類型的空間數(shù)據(jù)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中地理信息系統(tǒng)還應(yīng)用于繪制作物產(chǎn)量分布圖和進(jìn)行農(nóng)業(yè)專題地圖分析。通過地理信息系統(tǒng)提供的覆合疊加功能，將不同農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)組合在一起，形成新的數(shù)據(jù)集。例如，將土壤類型、地形、作物覆蓋數(shù)據(jù)采用覆合疊加，建立三者在空間上的聯(lián)系，可以很容易分析出土壤類型、地形、作物覆蓋之間的關(guān)系。
3.整體集成
在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，單純地運用GPS、RS與GIS中的某一種技術(shù)往往不能滿足綜合工程的需要，不能提供精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施過程中所需要的對地測量、存儲管理、信息處理、分析模擬的綜合能力。這就需要把ItS、GIS、GPS有機(jī)結(jié)合，綜合應(yīng)用，構(gòu)成一個一體化信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，這是一個充分利用各自技術(shù)特點的空間技術(shù)應(yīng)用體系，并逐步成為一個實踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的新學(xué)科，簡稱為“3S”集成技術(shù)。在“3S”集成技術(shù)中，RS是GIS的一個重要數(shù)據(jù)源和強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)更新手段，GIS作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術(shù)，可以為RS提供各種有用的輔助信息和分析手段，而GPS則為RS和GIS綜合系統(tǒng)中處理的空間數(shù)據(jù)獲得準(zhǔn)確的空間坐標(biāo)提供了獲取和定位手段，并且可以作為一個數(shù)據(jù)源為？GIS提供相關(guān)數(shù)據(jù)，三者已發(fā)展成為不可分割的整體，相互滲透相互補充。
4.遙感技術(shù)
2地理信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
以GPS/GLONASS,以及歐盟即將通過“伽利略”計劃建立起的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為代表的全球衛(wèi)星定位技術(shù)具有快速、方便地獲取高精度位置信息的優(yōu)勢。目前,差分定位(DifferentialGPS,簡稱DGPS)系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到亞米級水平,實時動態(tài)差分(RealTimeKine-matic,簡稱RTK)技術(shù)能夠在野外實時得到厘米級的定位精度,特別是美國政府取消GPS數(shù)據(jù)精度選用政策(SA),GPS的民間用戶將能夠使定位精度提高10倍。因此,全球衛(wèi)星定位技術(shù)將在很多領(lǐng)域逐漸取代常規(guī)的光學(xué)和電子測量定位儀器。衛(wèi)星定位技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)的結(jié)合,使空間定位技術(shù)發(fā)生巨大變革,為信息化農(nóng)業(yè)獲取高精度定位信息提供了技術(shù)保障。遙感技術(shù)蓬勃發(fā)展,能夠獲取多傳感器、多時相、高分辨率(空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率)的直接或間接反映地球表層地物光譜特征的遙感數(shù)據(jù)。極高分辨率的衛(wèi)星遙感影像(如0.61m分辨率QuickBird)民用化和商業(yè)化,能夠滿足大比例尺的農(nóng)業(yè)、資源環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用,將成為信息獲取的重要數(shù)據(jù)源。高光譜遙感的發(fā)展,展現(xiàn)出遙感在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的蓬勃生機(jī)。在遙感影像處理方面,引入多源信息融合技術(shù)和智能專家系統(tǒng)使遙感信息提取邁上一個新的臺階[9]。地理信息系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化、組件化發(fā)展[10],GIS逐步融入IT主流,其應(yīng)用正走向企業(yè)化和社會化。GIS傳統(tǒng)功能日臻完善,如查詢統(tǒng)計、空間分析、編輯、地理數(shù)據(jù)可視化、制圖等;系統(tǒng)分析和設(shè)計全面采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOA&OOD),以及空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展等都為GIS在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用提供很強(qiáng)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)[11]。所有這些核心地理信息技術(shù)的發(fā)展為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間信息獲取、分析、管理和決策,以及系統(tǒng)集成研究與實踐提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想
3.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)思想
上世紀(jì)80年代初期,根據(jù)農(nóng)田內(nèi)以米為單位的小區(qū)作物產(chǎn)量、生長環(huán)境條件等具有明顯的時空差異性,國外學(xué)者產(chǎn)生了對農(nóng)作物實施定位管理(Site-specificManagement)、根據(jù)實際需要進(jìn)行變量投入(VariableRateTechnology)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)管理思想,進(jìn)而提出了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture)的概念。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的思想實質(zhì)就是通過各種技術(shù)手段來獲取農(nóng)田內(nèi)不同單元小區(qū)的農(nóng)作物具體生產(chǎn)環(huán)境信息,并根據(jù)這些信息確定各個小區(qū)內(nèi)的最為經(jīng)濟(jì)和科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入,達(dá)到獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面最高回報的目的,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)管理[2,3]。
3.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一,實現(xiàn)定位、定量、定時的最優(yōu)化生產(chǎn)管理,由此可見,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種基于空間信息管理和變異分析的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理策略和農(nóng)業(yè)操作技術(shù)體系,以地理信息技術(shù)為主體的信息技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)核心,基于知識和先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)田精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系至少包括以下方面:地理信息技術(shù)(GIS、RS、GPS)、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)(ES)、決策支持系統(tǒng)(DSS)、工程裝備技術(shù)等[13]。通常所說的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心是強(qiáng)調(diào)減少種植管理過程中的農(nóng)業(yè)投入,因此研究將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)分為田間信息獲取、信息分析處理、決策分析、精準(zhǔn)實施4個過程[12]。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)不單是盡量減少投入,更重要的是要獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的最高回報,因此筆者認(rèn)為整個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植循環(huán)過程應(yīng)該經(jīng)過產(chǎn)前規(guī)劃、產(chǎn)中種植管理、產(chǎn)后分析、產(chǎn)后加工和產(chǎn)后銷售等5個環(huán)節(jié)。其中產(chǎn)中種植管理是體現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)核心思想的重要環(huán)節(jié),幾乎涉及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的所有技術(shù)。目前,國內(nèi)外研究的核心在于種植管理中的時空變異信息獲取與提取(傳感器、遙感軟硬件研制)技術(shù)、信息處理與分析方法、決策分析集成系統(tǒng),以及攜帶DGPS的智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng),這些正是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施和推廣必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。
3.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代以來,發(fā)達(dá)國家許多學(xué)者著力于研究運用高新技術(shù)提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和農(nóng)資利用率,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益的最大統(tǒng)一,最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。他們的研究取得了令人矚目的成果,并建立了若干支持精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的示范應(yīng)用系統(tǒng)[1,4～7],如美國CaseIH公司的AFS(AdvancedFarm-ingSystem)、英國MasseyFerguson的FieldStar、美國JohnDeree公司的GreenStar等。在實踐過程中,也已經(jīng)獲得較好的效果,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在大農(nóng)場生產(chǎn)中已得到較廣泛的應(yīng)用,并且許多成熟的技術(shù)已經(jīng)形成。據(jù)統(tǒng)計,到1995年,美國約有5%的作物面積上不同程度地應(yīng)用了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)[12],在西方發(fā)達(dá)國家,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想也逐漸被農(nóng)場管理人員了解和接受,并且成立了許多以精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的服務(wù)機(jī)構(gòu)。近年來不僅西方發(fā)達(dá)國家對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)實踐引起重視,在日本、韓國、巴西、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范研究[8]。在我國,從事農(nóng)業(yè)研究的人員首先開始了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究,隨后生物技術(shù)、信息技術(shù)、地理科學(xué)和生態(tài)學(xué)研究人員對此表示了濃厚的興趣,并且先后開展了關(guān)于技術(shù)體系、發(fā)展策略等方面的研究[14～23]。但從總體上我國對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究還處在引進(jìn)和消化吸收階段,還沒有形成較為系統(tǒng)的學(xué)術(shù)思想和技術(shù)體系。目前已經(jīng)在北京和上海建成兩個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范區(qū)。
4地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的前提是及時采集分析土壤肥力和作物生長狀況的空間差異信息,生成田間管理處方,以實現(xiàn)精準(zhǔn)的定位和定量的田間管理,因此,地理信息技術(shù)應(yīng)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中扮演重要的角色。國外關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究基本上仍是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)(DSS)為基礎(chǔ)的、面向大田作物生產(chǎn)的精準(zhǔn)農(nóng)作技術(shù),而沒有較全面地研究地理信息技術(shù)在整個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中的應(yīng)用。
4.1全球定位系統(tǒng)應(yīng)用
GPS技術(shù)為土壤類型、土壤肥力特性、水分、作物生長發(fā)育狀況、病蟲草害及農(nóng)作物產(chǎn)量等田間信息采樣和決策方案的田間實施提供準(zhǔn)確的空間位置信息。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中,GPS作用主要有三點:控制測量、農(nóng)田信息采集定位(采樣定位和遙感信息定位)和控制導(dǎo)航。目前,GPS應(yīng)用研究主要在研制基于移動電腦或掌上電腦的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)和攜帶GPS接收機(jī)的智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)兩個方面。如美國FieldWorker公司的基于掌上電腦的信息采集軟件FieldWorker能很好地滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田信息采集的需要;美國Trimble公司的AgGPS160PortableComputer能實現(xiàn)田間成圖、各種作物及其生長環(huán)境屬性信息記錄、獲取來自各種田間環(huán)境傳感器的信息。智能農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間進(jìn)行農(nóng)作生產(chǎn)時通過GPS獲取的精確定位信息實施導(dǎo)航監(jiān)控,同時能夠?qū)崟r獲得農(nóng)作物生長狀態(tài)信息和與之相關(guān)的空間位置信息。目前智能農(nóng)機(jī)應(yīng)用研究最為成功的是帶有GPS定位系統(tǒng)的能夠獲取田間作物產(chǎn)量信息的聯(lián)合收割機(jī)[24]。變量施用機(jī)具是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的田間實現(xiàn),國內(nèi)外的研究均很多,如變量施肥機(jī)、變量播種機(jī)、變量灌溉和噴藥機(jī)等,其中變量施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施用技術(shù)的第一項內(nèi)容,也是研究最多的項目,但無論如何,單純用于農(nóng)田信息采集的軟件系統(tǒng)將隨著遙感在農(nóng)田信息獲取應(yīng)用的不斷深入而被淘汰,取代它的將是集成GPS的遙感系統(tǒng)與智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)?？梢灶A(yù)見,集成GPS的遙感成像系統(tǒng)將在獲取田間“空間差異”信息方面發(fā)揮巨大作用。
4.2遙感應(yīng)用
田間時空變異信息獲取方式有傳統(tǒng)田間采樣測試、GPS田間信息采集、智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)作業(yè)采集和多平臺遙感信息采集系統(tǒng)。然而遙感能夠以“無損測試”方式方便、及時、準(zhǔn)確地獲取反映較大面積內(nèi)的“面狀”地物性質(zhì)與狀態(tài)信息。而其它方式獲取的“點狀”信息顯然不足以了解全局,而且人工采樣都會對作物造成不同程度上破壞。因此遙感將在實現(xiàn)大面積情況下作物長勢與營養(yǎng)實時診斷中發(fā)揮不可替代的作用。目前遙感應(yīng)用研究主要集中在對地面光譜測量數(shù)據(jù)和采樣測試相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,建立遙感數(shù)據(jù)與土壤狀況或作物生物物理化學(xué)參數(shù)(如葉面積指數(shù)、葉綠素含量、土壤特性等)之間的相關(guān)關(guān)系,結(jié)合作物生態(tài)生理過程間接獲取作物農(nóng)學(xué)特性(作物冠層營養(yǎng)水平、籽粒與生物質(zhì)產(chǎn)量、質(zhì)量等信息)。在大面積農(nóng)作物宏觀長勢監(jiān)測、農(nóng)作物宏觀估產(chǎn)、農(nóng)情宏觀預(yù)報、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等方面,遙感已經(jīng)發(fā)揮其應(yīng)有的作用,而且研制出了可行的技術(shù)路線[28,29],如東北玉米、華北小麥和南方水稻估產(chǎn)精度達(dá)到90%以上。高光譜遙感是遙感發(fā)展的一個重要趨勢,光譜分辨率達(dá)到納米級的高光譜遙感數(shù)據(jù)可以很好地描述作物的“紅邊”特性(紅邊位置、紅邊斜率、“紅移”、“藍(lán)移”),區(qū)分作物葉片生化成分、含量及其變化[27],還可以用來減弱土壤對作物光譜的影響,作物具有一些明顯的、獨特的吸收特征。作物生物物理和生物化學(xué)信息是研究理解植被生態(tài)系統(tǒng)過程和生理機(jī)制的重要參數(shù),是診斷植物營養(yǎng)狀況的重要依據(jù),國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)涉足高光譜遙感在植被生物物理信息和生物化學(xué)信息提取方面的研究[25,26]。高光譜遙感以其高光譜分辨率特性所攜帶的豐富光譜信息為遙感應(yīng)用帶來了強(qiáng)大的活力,通過分析高光譜植被指數(shù)與農(nóng)作物特征的關(guān)系,選擇表征農(nóng)作物特征的特定波段和光譜參量可以較好地反演作物生物物理和生物化學(xué)信息。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中,遙感(特別是高光譜遙感)將為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施提供大量的田間時空變化信息,遙感技術(shù)將成為監(jiān)測土壤和作物養(yǎng)分變化、水分脅迫和病蟲害等的主要數(shù)據(jù)源。由于航空、航天遙感成本較高,而且受信息獲取的滯后性、信息分析處理方法等因素的限制,目前許多學(xué)者開始研制基于地物光譜特征,并用于田間低成本間接測定作物養(yǎng)分和生化參數(shù)的儀器和工具,如NDVI測量儀、LAI測量儀、谷物品質(zhì)測量儀等,這在衛(wèi)星和航空遙感技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和成熟前,正在被發(fā)展為高密度獲取農(nóng)田信息的技術(shù)手段。
4.3地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的地位舉足輕重,其作用不僅在于從田間信息采集、信息處理與管理、信息分析,到田間決策方案實施的整個種植管理過程,而且貫穿規(guī)劃、種植管理、產(chǎn)后分析、產(chǎn)后加工及銷售的整個種植循環(huán)過程。這要歸功于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施對空間信息的依賴性。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中,GIS不再是一個孤立的系統(tǒng),而是圍繞精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)核心思想而提供較全面的地理信息服務(wù)的平臺,而且該平臺與其它系統(tǒng)或用戶之間通過信息交換而緊密聯(lián)系。概括來說,這種地理信息服務(wù)主要包括信息管理服務(wù)、信息交換與更新服務(wù)、信息決策分析服務(wù)和信息服務(wù)等4項,如圖2所示。
4.3.1農(nóng)田信息管理
農(nóng)田信息具有多源性,具體表現(xiàn)在存儲格式多樣性、多尺度性、獲取方式多樣性,另外還包括系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)組織的復(fù)雜性。通過GIS平臺,在融合多源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立農(nóng)田管理系統(tǒng),實現(xiàn)對多源、多時相農(nóng)田信息的有序管理和分析,這是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的基礎(chǔ),其作用表現(xiàn)在數(shù)據(jù)組織和集成管理、空間分析查詢、空間數(shù)據(jù)更新與綜合處理、可視化分析與表達(dá)。GIS為田間信息采集提供基礎(chǔ)信息,也為田間變量實施決策分析提供信息源,因此農(nóng)田地理信息系統(tǒng)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的信息管理員。目前GIS在國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中還處在農(nóng)田邊界圖管理、土壤肥力管理、產(chǎn)量分布圖管理分析和GIS制圖階段,并沒有充分發(fā)揮GIS應(yīng)有的作用,相應(yīng)的管理軟件也不成熟。雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展,國外許多GIS產(chǎn)商開發(fā)了諸如ArcGIS產(chǎn)品系列、MapInfo系列等通用GIS軟件,但這些軟件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的功能只是很小一部分,而且它們價格昂貴。然而,應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的GIS應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該是小型廉價且適用的農(nóng)場信息系統(tǒng)FIS(FarmInformationSystem)。因此根據(jù)農(nóng)業(yè)信息采集、存儲和處理分析的特點,研發(fā)功能針對性強(qiáng)的FIS是農(nóng)業(yè)GIS發(fā)展的一個方向。
4.3.2信息更新與交換
信息更新與交換服務(wù)是服務(wù)平臺的重要組成部分。數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的血液,平臺的生命力在于信息的現(xiàn)勢性及可更新性。信息更新一般分為兩個層次:一是不定期的局部數(shù)據(jù)更新;二是周期性的全局?jǐn)?shù)據(jù)更新。信息交換是信息進(jìn)出服務(wù)平臺的通道,解決服務(wù)平臺與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換問題。遙感信息的特點決定了它必將成為農(nóng)田信息獲取的主要手段,然而從遙感獲取的不是直接用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的信息,如土壤水分、作物冠層生化參數(shù)等,而需要通過分析建立遙感信息與土壤和作物生長狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)之間的關(guān)系,這是限制遙感信息應(yīng)用與農(nóng)業(yè)信息獲取的“瓶頸”。GIS的參與將為遙感信息提取提供新的思路,提供背景數(shù)據(jù)和分析方法。遙感和地理信息集成研究,脫離龐大昂貴的遙感影像處理系統(tǒng),開發(fā)服務(wù)于具體應(yīng)用的遙感和GIS集成系統(tǒng),是GIS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的又一個重要方向。
4.3.3決策分析
決策分析服務(wù)是整個地理信息服務(wù)平臺的核心部分,利用已有的信息,根據(jù)不同應(yīng)用目的,集成相應(yīng)的知識和模型,分析生成供決策服務(wù)的知識,這是地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的首要目的。信息分析服務(wù)是一個知識挖掘的過程,其關(guān)鍵是GIS與專家系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)集成,其集成程度決定分析效率和分析結(jié)果的可靠性。決策分析可以歸納為產(chǎn)前規(guī)劃評價分析、產(chǎn)中監(jiān)測與控制分析,以及產(chǎn)后分析與銷售管理。規(guī)劃評價主要利用區(qū)域自然要素、社會經(jīng)濟(jì)要素、產(chǎn)量歷史數(shù)據(jù)、作物品種特性等進(jìn)行農(nóng)業(yè)區(qū)的規(guī)劃、種植區(qū)劃、作物種植適宜性評價和作物品質(zhì)區(qū)劃,這方面的GIS應(yīng)用研究取得了一定的進(jìn)展[32,33]。實現(xiàn)以高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和實時管理為目標(biāo),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一個合理、詳細(xì)、完整的農(nóng)田作業(yè)規(guī)劃,它是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的基礎(chǔ)。如通過分析產(chǎn)量數(shù)據(jù)、肥力水平和作物生長的適宜性,選擇合適的品種、肥料和農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備,制定合理的耕作計劃。監(jiān)測與控制分析是信息分析決策服務(wù)的一個重要內(nèi)容,是最能體現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)核心思想的內(nèi)容。將GIS作為決策分析的平臺為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施提供決策和控制的依據(jù)是其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的另一個發(fā)展方向。通過GIS集成作物栽培管理輔助決策支持系統(tǒng)與作物生產(chǎn)管理與長勢預(yù)測模擬模型、投入產(chǎn)出模擬模型和智能化農(nóng)作專家系統(tǒng),根據(jù)作物長勢和其背景狀況做出診斷,提出科學(xué)處方,調(diào)控操作。將不同類型的地理數(shù)據(jù),如土壤、作物、氣象和土地歷史等,與水分運動、溶質(zhì)運移、農(nóng)藥滲漏、作物生長、土壤侵蝕等各種模擬模型和專家知識和推理機(jī)整合,產(chǎn)生支持定位實施的“農(nóng)作處方”,這一切都需要集成模擬模型和專家系統(tǒng)的GIS應(yīng)用服務(wù)平臺的支持。也正是GIS的這一功能才使得用于變量作業(yè)的農(nóng)藝處方生成得以實現(xiàn),同時也能夠通過專家系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施中的自動控制。國內(nèi)有學(xué)者開始研究采用GIS進(jìn)行施肥推薦處方生成[30,31]。
4.3.4產(chǎn)后分析與銷售管理
從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實施的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)化角度考慮,GIS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用并沒有隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間實施全過程的結(jié)束而終止,它還在后續(xù)工作中起著重要作用。利用產(chǎn)后產(chǎn)量分析為下一種植循環(huán)的規(guī)劃提供決策信息,這是當(dāng)前國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中注意得比較多的一項內(nèi)容,但僅此而已,它們并沒有從市場銷售角度考慮GIS的應(yīng)用。目前,作物生產(chǎn)已開始由單純追求高產(chǎn)模式向優(yōu)質(zhì)、專用和高效的方向轉(zhuǎn)變,利用品質(zhì)監(jiān)測信息可用于指導(dǎo)糧食分類加工,大幅度提高加工品質(zhì)和附加值,這是產(chǎn)后基于GIS分析的又一個內(nèi)容。市場分析是根據(jù)作物產(chǎn)量和品質(zhì),以及社會經(jīng)濟(jì)要素進(jìn)行分析,用于指導(dǎo)糧食銷售價格和銷售方向,從而提高糧食生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。銷售管理主要對客戶和糧食配送的管理,分為客戶關(guān)系管理和物流管理,它是提高糧食銷售管理效率的必要前提。因此研發(fā)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)的產(chǎn)后市場分析和銷售管理的應(yīng)用軟件是GIS應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的一個重要補充,具有較大應(yīng)用前景。
4.3.5空間信息
利用GIS進(jìn)行空間信息服務(wù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中“空間變異信息”的重要消費者,它通過Internet或無線(有線)通訊向公眾原始和分析結(jié)果信息。的空間信息可以包括農(nóng)田作物長勢監(jiān)測信息、作物產(chǎn)量及品質(zhì)監(jiān)測和預(yù)測信息、產(chǎn)品供需分布信息等,空間信息將使地理信息技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用走向社會化,這是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要方向。
[中圖分類號] P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-3-201-1
測繪工程測量技術(shù)是測繪技術(shù)在社會建設(shè)與發(fā)展過程中的直接應(yīng)用，傳統(tǒng)的測繪工程測量技術(shù)的應(yīng)用范圍比較狹窄，局限于水利、建筑和交通這幾個領(lǐng)域，所包含的主要內(nèi)容為測圖和放樣這兩個方面。在測繪工程測量技術(shù)的不斷發(fā)展中，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。目前比較成熟并且使用得比較廣泛的測繪工程測量技術(shù)主要有全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)，這三種方法的優(yōu)越性都比較明顯，在實際應(yīng)用過程中會大幅提高測量工作的精度與效率，有效節(jié)省測繪工作的成本投入，對于測繪行業(yè)的發(fā)展有著巨大的推動作用。
1測繪過程中的測量技術(shù)
1.1全球定位技術(shù)
全球定位技術(shù)（GPS）最早出現(xiàn)于上個世紀(jì)的七十年代，美國成功打造了具有海、陸、空全方位三維導(dǎo)航與定位能力并且可以利用導(dǎo)航衛(wèi)星實現(xiàn)時間與距離測量的導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。之后的幾十年，全球定位系統(tǒng)的水平定位精度不斷提高，軟、硬件特得到不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。GPS技術(shù)可以全天候工作，不受天氣等外界因素的影響，覆蓋率達(dá)到98%。其三維定點定速功能的精度非常高，因此可以對需要定位的對象進(jìn)行精準(zhǔn)定位。在測量過程中，GPS技術(shù)所受到的限制較小，不需要通視就可以準(zhǔn)確得到測量結(jié)果。GPS技術(shù)主要由空間星座、用戶設(shè)備以及地面監(jiān)控等三個部分構(gòu)成：空間星座由二十四顆衛(wèi)星共同組成，成蜂窩結(jié)構(gòu)，兩側(cè)安裝有定向太陽能電池；用戶設(shè)備指的就是GPS接收機(jī)，利用接收到的信號來計算所處位置的三維坐標(biāo)；地面監(jiān)控主要由地面天線站、主控站以及監(jiān)測站構(gòu)成，其對地面上的各位置實行全面監(jiān)控。
1.2遙感技術(shù)
遙感技術(shù)是一種以電磁波理論作為基礎(chǔ)的深測技術(shù)，在實際測量過程中利用傳感儀器來收集和處理遠(yuǎn)距離目標(biāo)所反射或者輻射出來的電磁波信息，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，進(jìn)而實現(xiàn)對目標(biāo)的深測。遙感技術(shù)以下優(yōu)點：第一，探測范圍廣泛。航拍時飛機(jī)的飛行高度可以達(dá)到10千米左右，陸地衛(wèi)星軌道也可以達(dá)到910千米左右；第二，信息的獲取速度快。陸地衛(wèi)星每十六天就可以覆蓋地球一次，周期非常短，資料的獲取速度非?？欤坏谌?，所受限制條件較少。遙感技術(shù)不會受到冰川、高山以及沙漠等環(huán)境的影響，也不會受到溫度、壓力等因素的影響；第四，信息量大。遙感器所獲取的信息與遙感器以及把波段的不同有很大關(guān)系，每一波段含有七百六十萬個像元。遙感技術(shù)主要由遙感器、接收裝置、圖像處理設(shè)備、信息傳輸設(shè)備以及遙感平臺等部分構(gòu)成，目前已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)、海洋、林業(yè)、測繪、地理、水文、氣象以及軍事偵察等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
1.3地理信息系統(tǒng)技術(shù)
地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）是近些年才發(fā)展起來的一項空間信息分析技術(shù)，其在環(huán)境和資源領(lǐng)域中的應(yīng)用可以對各種資源與環(huán)境信息進(jìn)行有效管理，也能動態(tài)監(jiān)測多時期的生產(chǎn)活動，顯著提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。地理信息系統(tǒng)技術(shù)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土地資源、生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害預(yù)警以及環(huán)境資源等方面，目前已經(jīng)取得了不錯的應(yīng)用成效。在環(huán)境資源方面，GIS技術(shù)主要以通過建立信息管理系統(tǒng)的方式得到應(yīng)用，而在土地資源方面，GIS技術(shù)可以應(yīng)用于土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、土地評價、土地利用規(guī)劃以及土地覆被的動態(tài)監(jiān)測等方面。
2測繪工程測量技術(shù)未來的發(fā)展
在工程測量技術(shù)需求不斷增大的情況下，各項測量技術(shù)均會在未來獲得更大發(fā)展。以下從四個方面分析測繪工程測量技術(shù)未來的發(fā)展方向。
2.1數(shù)據(jù)采集和處理過程會更加實時化、自動化和數(shù)字化
以GPS技術(shù)為例，GPS技術(shù)的接收機(jī)正在朝著輕便、利于攜帶的方向改進(jìn)，而廣域和實時差分技術(shù)以及CCD技術(shù)可以更好地滿足定位技術(shù)對動態(tài)、靜態(tài)以及高精度的各方面需求，同時接收機(jī)也會更加輕便。在土地利用范圍不斷擴(kuò)大的情況下，土地測繪技術(shù)將會逐漸擴(kuò)展到較為偏僻的地區(qū)，這一發(fā)展趨勢決定了GPS技術(shù)的實時化、自動化和數(shù)字化，只有讓GPS技術(shù)不受地域限制、全天候地控制測量范圍內(nèi)的所有區(qū)域，工程測量技術(shù)才能擁有更加廣泛的應(yīng)用空間。
2.2測量數(shù)據(jù)的管理會更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化和信息化
在工程測量控制網(wǎng)與城市之間會逐漸使用監(jiān)控網(wǎng)優(yōu)化軟件來實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的智能化管理，同時也可以讓控制網(wǎng)數(shù)據(jù)的觀測和處理更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化和信息化。
2.3測繪硬件設(shè)施會更加國產(chǎn)化、人性化和智能化
我國目前所使用的測繪技術(shù)設(shè)備大多為進(jìn)口，在測繪技術(shù)不斷進(jìn)步的形勢下，國家對測繪設(shè)備的研究力度也會相應(yīng)加大，實現(xiàn)測繪硬件設(shè)施的國產(chǎn)化。此外，社會的整體發(fā)展趨勢也會對測繪技術(shù)的發(fā)展方向產(chǎn)生一定影響，比如人性化與智能化，在整個社會都在追求人性化與智能化的影響下，測繪行業(yè)的發(fā)展自然也會順應(yīng)這種趨勢，實現(xiàn)測繪硬件設(shè)施的人性化與智能化。
2.4“3S”集成技術(shù)
全球定位系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)是測繪工程中最重要的三種技術(shù)，這三種技術(shù)各有優(yōu)勢與缺陷，在實際運用中根據(jù)實際情況選擇最為合適的即可。未來的測繪工程測量技術(shù)會實現(xiàn)“3S”集成技術(shù)――將三種不同測繪技術(shù)的優(yōu)勢集中到一起，在它們相通的理論基礎(chǔ)上建立相輔相成的關(guān)系，集成技術(shù)可以同時覆蓋信息的采集、處理以及分析等全部過程，讓測繪工程的測量技術(shù)更加高效，使用范圍更廣。
3結(jié)束語
綜上所述，測繪工程中較常使用的三種測量技術(shù)中，全球定位技術(shù)可以全天候工作，不受天氣等外界因素的影響，覆蓋率與精度非常高，不需要通視就可以準(zhǔn)確得到測量結(jié)果；遙感技術(shù)有著探測范圍廣泛、信息的獲取速度快、所受限制條件較少以及信息量大等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)、海洋、林業(yè)、測繪、地理、水文、氣象以及軍事偵察等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用；地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以顯著提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土地資源、生態(tài)環(huán)境、災(zāi)害預(yù)警以及環(huán)境資源等方面。在社會的不斷發(fā)展下，測量技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和處理過程會更加實時化、自動化和數(shù)字化，測量數(shù)據(jù)的管理會更加標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化和信息化，測繪硬件設(shè)施會更加國產(chǎn)化、人性化和智能化，此外還會集成“3S”技術(shù)，推動我國測繪事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]劉艷臣.淺談我國工程測量技術(shù)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J].黑龍江科技信息，2010（03） .
中圖分類號：P407.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、遙感圖像處理技術(shù)
遙感圖像處理主要包括預(yù)處理、幾何糾正、圖像增強(qiáng)、圖像裁剪、圖像鑲色和勻色、遙感信息提取、遙感制圖這幾個步驟。其中預(yù)處理主要是消除傳感器帶來的圖像問題，某些圖像會由于傳感器的問題出現(xiàn)周期性的噪聲或者尖銳性噪聲。一般用帶通或者槽型濾波來消除周期性噪聲，用傅里葉變換法濾波處理尖銳性噪聲。壞線處理也是通過傅里葉變換法。在進(jìn)行一些有效的薄云處理和陰影處理使圖像盡量清晰；幾何糾正是一個很重要的環(huán)節(jié)，主要有圖像配準(zhǔn)和幾何粗、細(xì)糾正、正射糾正。配準(zhǔn)包括兩個方面影響對柵格圖像配準(zhǔn)和矢量圖形配準(zhǔn)，粗糾正指糾正幾何畸形，根據(jù)傳感器性能、土地運行姿態(tài)、大氣狀況等資料，細(xì)糾正是對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的地理定位，正射糾正是利用地理參考數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)對原始遙感影像進(jìn)行糾正。使得遙感影像具有準(zhǔn)確的地面坐標(biāo)和投影信息；最重要的部分是圖像增強(qiáng)部分，需要彩色合成、直方圖變換、密度分割、灰度顛倒、圖像間運算、濾波處理、纓帽變換、信息融合等過程，每個過程都對地籍的狀況更加細(xì)化處理，使圖像更真實；圖像裁剪是將所得到的圖像裁剪成需要的大小，在地籍測繪中要研究哪一部分的地域就裁剪那一部分的就可以了；圖像的鑲嵌和勻色，鑲嵌就是圖像的拼接，然后再結(jié)合實際情況進(jìn)行勻色；遙感信息提取有兩種辦法，目視判讀法和計算機(jī)分類法，前者比較常用，還要根據(jù)需要對圖像進(jìn)行分類有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類以及其他的分類方法，以便于使用；最后一步就是遙感制圖，在地籍測繪中，就需要將經(jīng)過以上步驟處理的圖形，根據(jù)工作的需要，得出需要的圖像。
地籍測繪應(yīng)用遙感圖像
遙感技術(shù)在地籍測繪中主要是動態(tài)監(jiān)測應(yīng)用，計算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，地籍測繪事業(yè)借助這兩方面的力量也得到了提高。GPS定位技術(shù)給地籍測繪提供了很大的幫助。在動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的幫助下，以數(shù)字和圖像為基礎(chǔ)，再加上計算機(jī)的力量，得到遙感圖像，來記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對土地情況變化全面的檢測，并且將各個時期同一地域得到的情況進(jìn)行對比，得出最優(yōu)秀的圖像和數(shù)據(jù)。遙感圖像處理技術(shù)在地籍測繪中運作流程為數(shù)據(jù)選取、數(shù)據(jù)處理、變化信息提取、檢測精度評定。地籍管理有連續(xù)性、綜合性、高精度性。所以在檢測方面精度的把控是很重要的環(huán)節(jié)。精度要求很高時，就必須采用各種辦法來達(dá)到精度的要求，以得到最好的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理就是要將得到的數(shù)據(jù)化成圖像信息，更加直觀更加客觀。變化信息提取就是對土地大小、面積、類型等方面，通過時間差，計算信息變化量，從而得出土地的變化規(guī)律；檢測精度評定，是要對那些數(shù)據(jù)和圖像需要多高的精度，以及是否達(dá)到這個精度來進(jìn)行測評并驗證測繪水平。
在土地資源的調(diào)查中，遙感圖像處理技術(shù)同樣十分有用，對于礦產(chǎn)資源、海洋資源、水資源、旅游資源等資源的保護(hù)、管理、規(guī)劃以及合理開發(fā)都起到了很重要的作用。當(dāng)前社會面臨著人口多、資源少、環(huán)境破壞嚴(yán)重、災(zāi)害頻發(fā)等重大問題，要保持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會的全面進(jìn)步，運用科學(xué)方法來解決這些問題是必要的，這些問題無疑都牽扯到一個目標(biāo)，就是土地，土地多了人口再多可以住得下可以保證他們的正常生活，土地就是資源保護(hù)好了土地就意味著保護(hù)好了著這塊土地上的所有資源，也就保護(hù)好了資源保護(hù)好了環(huán)境，環(huán)境好了可以避免的災(zāi)害例如土地沙化、泥石流等災(zāi)害就會減少，所以土地至關(guān)重要，也就意味著地籍測繪工作很重要，做好地籍測繪工作對我國的土地問題的解決有建設(shè)性的意義。了解我國的土地狀況并且合理利用土地，保護(hù)土地資源，保護(hù)環(huán)境，改善生態(tài)建設(shè)，對我國的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。1999年我國國土資源部建設(shè)性地提出要實施新一輪的計劃對國土資源進(jìn)行大調(diào)查，正可以表示出國土資源部對我國的土地問題的重視并且及時做出了的積極的反應(yīng)。國土資源包括陸地和海域相關(guān)的各類土地資源、水資源、地質(zhì)礦產(chǎn)資源、旅游資源等資源的分布情況進(jìn)行了調(diào)查，以及地質(zhì)災(zāi)害等的多發(fā)地段、發(fā)生機(jī)理等。這其中不僅包括了大量的地理空間信息還包括了描述特征的大量信息，文字、圖像、數(shù)字等信息支持了國土資源部的調(diào)查。遙感圖像處理技術(shù)結(jié)合信息技術(shù)，對國土資源的調(diào)查有很重要的作用?？梢钥闯?，遙感圖像處理技術(shù)子地籍測繪方面的應(yīng)用，不僅是對土地狀況的剖析，還對國家的發(fā)展起到了不可忽視的作用。
結(jié)語：
地籍測繪工作在各個方面都有很重要的作用，并且這是一個很繁瑣的工作，在城市規(guī)劃與建設(shè)方面需要用到地籍測繪方面的各種數(shù)據(jù)及相關(guān)依據(jù)，保證城市建設(shè)的科學(xué)性最大限度的保證人民群眾的利益，還可以利用測繪后的數(shù)據(jù)和圖像分析土地的變化，用于研究地震、地形變化等方方面面的內(nèi)容，同樣有很重要的作用。然而地籍測繪工作不是一件簡單的工作，在精度方面要求很高，數(shù)據(jù)的不同用途也要求不同的精度，不同方面的需求所需要的數(shù)據(jù)與圖像也不相同，因此就需要工作人員認(rèn)真細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，一旦有環(huán)節(jié)錯誤將會影響整個過程無法順利完成，并且在土地變化方面有一定的認(rèn)識，通過多張圖像的分析來找到地形變化的規(guī)律并且分析其是否有害，并及時匯報。遙感技術(shù)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展近年來也得到很大的發(fā)展，所以遙感制圖也得到很大的提高，從數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、及時性到制圖的高效性、準(zhǔn)確性都得到了很大地提高，所以遙感圖像處理技術(shù)為地籍測繪提供了很大的方便，利用這一項技術(shù)，將各類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成所需要的圖形，使工作人員可以更加直觀更加有效地得出土地的相關(guān)數(shù)據(jù)并觀測到土地的變化，然而這一過程需要很多的技術(shù)處理，因此技術(shù)上要求很高，需要確保精準(zhǔn)度，質(zhì)量要求必須達(dá)標(biāo)。隨著計算機(jī)的發(fā)展，遙感事業(yè)的發(fā)展，遙感圖像處理技術(shù)更加精準(zhǔn)，因此在地籍測繪上應(yīng)用此技術(shù)，使得地測繪工作更好地服務(wù)與人類。
參考文獻(xiàn)：
我國農(nóng)業(yè)保險具有高成本性，較之其他險種的經(jīng)營技術(shù)賠付率也更高，云南煙葉是全國煙葉發(fā)展的“領(lǐng)頭羊”，全省煙葉年產(chǎn)量超過90萬噸。在國家和當(dāng)?shù)卣С忠约盁煵莨緦熑~種植保險的補助下，煙葉種植保險的迅速發(fā)展為煙農(nóng)提供了利益保障。由于云南省煙葉種植區(qū)域地形限制，煙葉種植分散，自然災(zāi)害頻發(fā)，投保時難以一一確定煙田，理賠時難以處處查勘災(zāi)情，所以保險公司耗費大量人力物力成本在承保和查勘環(huán)節(jié)。
1云南煙葉種植保險現(xiàn)狀及存在的問題
（1）承保理賠程序復(fù)雜。索賠流程包括報案、查勘定損、確定損失賠付金額、張榜公布、發(fā)放賠款等。農(nóng)戶與保險公司對責(zé)任范圍和損失程度上意見不一，難確定賠付金額，索賠流程復(fù)雜繁瑣，導(dǎo)致農(nóng)戶產(chǎn)生抵觸情緒。（2）人力物力耗資較大。保險公司的分支機(jī)構(gòu)大都設(shè)置在縣級及以上的城市，一旦發(fā)生保險事故，往往是在縣級的區(qū)域范圍，縣級保險公司人力有限，在災(zāi)害多發(fā)的季節(jié)往往會聘請臨時員工，人工成本很高而查勘人員素質(zhì)不高，加上交通不便，也導(dǎo)致了查勘定損失去了時效性。（3）道德風(fēng)險嚴(yán)重。投保了煙草種植保險的農(nóng)戶，雖然知道保險可以在災(zāi)害發(fā)生時進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補償，但是大多數(shù)農(nóng)民分不清煙葉種植保險的保險責(zé)任，連帶作物索賠、連帶受災(zāi)索賠和夸大受災(zāi)面積的情況經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重影響了保險公司的經(jīng)營工作。（4）損失計算標(biāo)準(zhǔn)不一。縣級保險公司人數(shù)有限，無力一一查勘災(zāi)情判定損失情況，以云南省太平洋財產(chǎn)保險股份有限公司的煙草種植保險條款為例，其賠款計算公式為：賠款=每畝保險金額×損失面積×損失程度。其中損失面積以及損失程度都存在不確定性，在處理損失面積上，煙農(nóng)實際投保面積小于實際煙草種植面積，無論哪部分受災(zāi)時，也總會算到投保區(qū)域上。再者，在損失程度的計算上，一般是選取樣方，抽樣調(diào)查，從而確定樣方周圍煙草的損失程度，在損失程度的確定上也多是模糊處理。
2煙葉種植保險現(xiàn)存經(jīng)營模式
煙葉種植保險的核保核賠流程主要包括：（1）調(diào)查與承保。主要是煙草種植區(qū)域是否符合當(dāng)?shù)仄毡椴捎玫姆N植規(guī)范，其次是投保種植面積的統(tǒng)計及其田主信息。普遍都是人工調(diào)查的方式，保險員在村級領(lǐng)導(dǎo)干部登記統(tǒng)計田地信息，按戶統(tǒng)計投保人基本信息。農(nóng)戶繳納保費后，保險公司出具保險單。（2）報案與受理。指發(fā)生保險事故后，煙農(nóng)第一時間以電話的方式向村鎮(zhèn)保險技術(shù)員報案，再由保險技術(shù)員向上級財險公司報案，各保險公司按照受損程度和范圍適時啟動相應(yīng)級別的應(yīng)急預(yù)案。（3）現(xiàn)場查勘。在保險事故發(fā)生后，根據(jù)損失原始記錄和損失清單，適時采取隨機(jī)抽樣的辦法確定受損面積。根據(jù)保險煙田災(zāi)害情況、受損面積大小，隨機(jī)選擇若干個抽樣點，按實際抽樣點受損煙株有效全損葉片總數(shù)與保險單約定的單株有效葉片基數(shù)和抽樣點煙草總株數(shù)之積的比例計算確定。（4）確定賠款金額。保險公司查勘人員與煙農(nóng)協(xié)商理賠金額。確定賠償金額是根據(jù)保險標(biāo)的損失程度，發(fā)生部分損失時，保險人根據(jù)損失面積和損失程度，在保單和批單規(guī)定的保險煙草有效保險金額標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)計算賠償金額。（5）理賠公示。保險公司將查勘定損結(jié)果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營公共區(qū)域進(jìn)行公示。
3遙感技術(shù)與煙葉種植保險的聯(lián)系
遙感技術(shù)的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)不斷向精準(zhǔn)化、高效化以及多樣化發(fā)展，其已經(jīng)成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。通過衛(wèi)星遙感及無人機(jī)航拍，將獲取的影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，利用航空影像拼接軟件及地理信息處理軟件對農(nóng)作物面積、種類、長勢情況進(jìn)行分析，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。從而進(jìn)行災(zāi)害評估、受災(zāi)面積精確認(rèn)定等工作，為農(nóng)業(yè)保險的核保核賠提供基礎(chǔ)。通過遙感技術(shù)，將損害程度指數(shù)化，建立遙感數(shù)據(jù)和損失程度一一對應(yīng)的賠付標(biāo)準(zhǔn)，按圖承保，按圖索賠。由于煙葉本身的特殊性，其產(chǎn)量為煙葉重量而非類似于玉米、稻谷一類作物產(chǎn)量為其種子，種子或果實在遙感圖像上與其植株本身具有差異性。煙葉整個植株作為其產(chǎn)量的計算，由此在遙感圖像上具有一致性和統(tǒng)一性，可以通過煙葉植被指數(shù)等參數(shù)以及高光譜特征反映煙葉受損的特征，將理賠標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)化，大大減少后期查勘理賠的人力物力和理賠糾紛。所以，煙葉種植保險和遙感技術(shù)的結(jié)合相得益彰。通過對云南省煙葉種植實地考察和煙葉種植保險的深入研究，找出遙感技術(shù)在煙葉種植保險中的優(yōu)勢應(yīng)用，結(jié)合遙感技術(shù)在煙葉種植保險承保、核保及核賠中發(fā)揮的積極作用，提高烤煙保險的核保核賠效率，節(jié)約人力物力資源，減少道德風(fēng)險。形成天空地一體化評估模式，為煙葉種植保險的大面積推廣提供理論支撐以及技術(shù)指導(dǎo)。
4擬采取的研究方法
依照煙葉生長時間為線索，在每年2月煙苗種植前，利用無人機(jī)遙感進(jìn)行地塊信息的確認(rèn)，包括將投保煙農(nóng)信息、投保面積、投保區(qū)域四至建立檔案，由于煙農(nóng)田地不一定全部集中，有必要以煙農(nóng)個體為單位建立土地信息檔案，此檔案建立以后，來年統(tǒng)計投保信息時只需要稍作修改。到每年5月煙葉有明確的生長形態(tài)也是災(zāi)害多發(fā)時節(jié)的開始，利用遙感影像將作物生長情況錄入系統(tǒng)，明確煙葉種植區(qū)域和面積，此后可能發(fā)生保險事故便會有對照的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時，直接利用煙葉在遙感圖像上如植被指數(shù)等參數(shù)特征與5年同期植被指數(shù)的參數(shù)特征比較，將植被指數(shù)大小劃分等級，并對應(yīng)損失程度，分級定損。技術(shù)路線如圖1所示。
5煙葉種植保險新模式
煙葉種植保險新模式圖示如圖2。調(diào)查與承保階段，利用衛(wèi)星遙感影像將煙葉種植區(qū)域進(jìn)行圈定，同時分析統(tǒng)計該區(qū)域歷史極端氣候狀況和發(fā)生頻率，不同種植區(qū)域發(fā)生各種災(zāi)害的可能性有差異，氣候差異便決定了費率差異。通過無人機(jī)遙感影像，因其分辨率遠(yuǎn)大于衛(wèi)星遙感影像，所以利用無人機(jī)遙感影響對種植區(qū)域的面積進(jìn)行勾勒計算，將農(nóng)戶一一建立檔案，匹配田地信息，逐步形成投保信息系統(tǒng)。報案與受理階段與原模式的差異在于在災(zāi)害發(fā)生前，可利用遙感影像在氣象臺專業(yè)人員的解譯下得到精確的氣象服務(wù)，信息傳遞到保險公司，保險公司可以在一定范圍內(nèi)合理調(diào)配查勘人員，確保理賠時效性?，F(xiàn)場查勘階段新模式優(yōu)點在于可快速大范圍查勘損失情況?，F(xiàn)場查勘人員抽樣測定損失情況，操縱無人機(jī)技術(shù)人員結(jié)合煙葉種植前裸地的三維模型，迅速確定飛行路線，得到受災(zāi)區(qū)域分布情況，拍攝受災(zāi)區(qū)域，回室內(nèi)解譯圖片并匹配前期錄入的土地信息。既要有遙感衛(wèi)星相關(guān)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的定量分析，也有基于田間事實描述的定性分析，田間抽樣再結(jié)合室內(nèi)數(shù)據(jù)對比驗證。確定賠款金額是新模式發(fā)揮作用最大的模塊，理賠金額得到被保險人的滿意才是煙葉種植保險產(chǎn)生的初衷，都是為了保障和補償煙農(nóng)的利益而產(chǎn)生的，新模式特點在于將煙草的損失指數(shù)化。以遙感圖像計算出表征煙葉損失程度的植被指數(shù)等參數(shù)，再結(jié)合查勘人員現(xiàn)場樣方計算的損失程度確定出大區(qū)域范圍內(nèi)適中的損失程度。再由煙葉種植前期匹配精確的種植面積，相對準(zhǔn)確計算出賠償金額。有效避免在田間人工協(xié)商賠償?shù)谋锥?。理賠公示階段就需要將受災(zāi)區(qū)域無人機(jī)遙感圖像展示出來，將圖像標(biāo)出具體受災(zāi)范圍，受災(zāi)范圍土地戶主的姓名和面積，對應(yīng)土地受災(zāi)程度與理賠金額，實現(xiàn)每一步都公開透明。
6意義與建議
6.1意義
（1）引導(dǎo)農(nóng)業(yè)保險商業(yè)模式的創(chuàng)新，引導(dǎo)保險公司引進(jìn)其他先進(jìn)技術(shù)運用到保險行業(yè)中。由傳統(tǒng)人工協(xié)商的評估模式到“天空地”一體化評估模式的轉(zhuǎn)變，對評估和核保形式的完善具有重大的實踐意義。（2）為建立農(nóng)業(yè)保險大數(shù)據(jù)平臺添磚加瓦。整合標(biāo)的的屬性信息和空間信息，推動保險承保由目錄臺賬式管理到空間信息化管理，構(gòu)建農(nóng)業(yè)保險信息系統(tǒng)，建立基于遙感技術(shù)與快速理賠綜合服務(wù)平臺。（3）實現(xiàn)了災(zāi)情總體評估。從宏觀上了解災(zāi)害的總體損失情況及空間分布，有效解決災(zāi)情認(rèn)識不一的問題，有效地防范報損中存在的道德風(fēng)險。（4）提供了保險賠付的固定證據(jù)?；诤脚挠跋竦奶幚沓晒麛?shù)據(jù)和圖片，客觀科學(xué)地向政府以及上級保險公司匯報災(zāi)害損失情況，說服力強(qiáng)且直觀。（5）為人力難以到達(dá)或無法到達(dá)區(qū)域的調(diào)查提供支持。大大提高了承保和查勘的效率，減少了保險公司的人力和物力成本。
通過運用遙感監(jiān)測技術(shù)，我們能夠很好的應(yīng)對過去監(jiān)測工作中遇到的難題，比如時空阻隔，無法體現(xiàn)整體，費用過高等等，由于當(dāng)前的生態(tài)不斷惡化，此時高速全面的遙感工藝已然成為了我們最常使用的監(jiān)測措施。
1 遙感技術(shù)概述
1.1 遙感的概念
所謂的遙感技術(shù)，具體的說是一類借助物體反射電磁波，來實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測目的的一種技術(shù)。其借助觀測設(shè)備，利用各種物體的獨特光譜性能來實現(xiàn)觀測目的，獲取有價值的內(nèi)容。
1.2 遙感的分類
（1）如果按照探測波段來區(qū)分的話，我們可把其劃分為：紫外遙感、可見光、紅外遙感、微波遙感。（2）如果按照搭載設(shè)備的平臺來劃分的話，我們可以把其分成：航天遙感技術(shù)、航空遙感技術(shù)和地面遙感技術(shù)。（3）如果按照傳感設(shè)備的運行形式來區(qū)分的話，我們可以把其分成：主動式遙感技術(shù)、被動式遙感技術(shù)。
2 遙感工藝在環(huán)境監(jiān)測中的意義
2.1 監(jiān)測區(qū)間寬，綜合全面
如果只是從地表觀測的話，我們能獲取的信息非常少，但是如果使用遙感設(shè)備從衛(wèi)星上拍攝的話，很顯然獲取的信息非常全面，而且更加真實。該技術(shù)可以從總體上觀測環(huán)境，確保監(jiān)測工作朝著立體化方向發(fā)展，具有區(qū)間寬，綜合性強(qiáng)的特點。
2.2 高效快速
因為該項技術(shù)使用的飛行裝置都是非常先進(jìn)的，因此它能夠以較快的速率獲取所需的資料，所以能夠提升工作效率。而且，信息的傳遞是借助電子光學(xué)設(shè)備來完成的，所以其更加的現(xiàn)代化，便于我們更好的創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型。此時我們國家的信息總數(shù)較之于一般措施獲取的信息總數(shù)要多很多。
2.3 措施眾多，工藝優(yōu)秀
該技術(shù)能夠用來監(jiān)測普通方法無法監(jiān)測的區(qū)域，比如荒漠以及冰川等區(qū)域。借助該技術(shù)我們還能夠獲取紅外等不同波段的數(shù)據(jù)。不僅可以使用攝像措施獲取資料，而且還能夠通過掃描方式獲取所需內(nèi)容。
2.4 速度快，時間短
對于固定的地區(qū)能夠多次成像，可以獲得最精準(zhǔn)的動態(tài)信息。
3 具體應(yīng)用情況
3.1 用來監(jiān)測大氣情況
借助激光以及電腦等先進(jìn)科技，明確大氣信號的傳播特點，以及不一樣的大氣狀態(tài)之中的信號的具體特點，得到遙感方程式，進(jìn)而完善有關(guān)的理論。由于大氣成分在不同的波段吸收電磁波的情況不一樣，所以我們可以分別測試各個組分的情況。
目前我們國家已經(jīng)開始使用該項技術(shù)開展環(huán)境污染治理工作，其中監(jiān)測的重點有如下幾方面：第一，借助遙感技術(shù)，監(jiān)測大氣污染。第二，通過分析遙感圖像體現(xiàn)出的植被變化特點，明確污染情況，比如污染的存在區(qū)域以及程度和變化特點等。第三，和地表采樣獲取的信息比對綜合，建立完善的定量體系。第四，借助飛機(jī)攜帶監(jiān)測裝置，在污染區(qū)域的上方獲取樣本，進(jìn)而加以處理。
3.2 用來監(jiān)測水體情況
對水體的遙感監(jiān)測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎(chǔ)，潔凈水能夠很好的吸收光，它的反射率不高。所以，此類水在遙感圖像是色澤較暗。綜合考慮空間、時間、光譜分辨率和數(shù)據(jù)可獲得性，landsat8數(shù)據(jù)是目前水質(zhì)監(jiān)測中最有用，也是使用最廣泛的多光譜遙感數(shù)據(jù)。此外，SPOT衛(wèi)星的HRV數(shù)據(jù)、IRS-1C衛(wèi)星數(shù)據(jù)和氣象NOAA的AVHRR數(shù)據(jù)以及中巴資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)也有一定的應(yīng)用。水質(zhì)遙感監(jiān)測研究的內(nèi)容包括：水體濁度、葉綠素、油污染、熱污染、有色可溶性有機(jī)污染物等，其中在水體濁度和葉綠素的定量監(jiān)測方面已比較成熟。
3.3 用來監(jiān)測生態(tài)情況
生態(tài)環(huán)境監(jiān)測又稱生態(tài)監(jiān)測，是環(huán)境生態(tài)建設(shè)的技術(shù)保證和支持體系。生態(tài)監(jiān)測的對象可分為農(nóng)田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等。它可以被用來測定較廣闊區(qū)間的土地使用狀態(tài)，同時還可以調(diào)查大規(guī)模的生態(tài)污染問題。
3.3.1 分析土地使用情況
遙感技術(shù)在土地利用監(jiān)測中的應(yīng)用，早在1960年國外就利用TIROS和NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過制備指數(shù)來研究土地利用和土壤覆蓋變化。最近幾年，很多國家都開始使用遙感技術(shù)來分析土地資源，特別是土地分類工作方面利用的更是頻繁。
3.3.2 輔助開展生態(tài)調(diào)查工作
眾所周知，植物能夠反映出一個區(qū)域的環(huán)境狀況。而且它還可以體現(xiàn)出所在區(qū)域的土壤以及水文等特征。借助遙感技術(shù)，我們能夠獲取植物特點。由于當(dāng)前的傳感設(shè)備的性能不斷提升，加之處理工藝不斷完善，此時像是植被的成分以及數(shù)量等等的特性都可以借助放射數(shù)據(jù)來明確。NOAA氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的優(yōu)點非常明顯，比如分辨率極高，而且所需的費用不多，不會受到外在天氣干擾，因此被大量的用到植被監(jiān)測工作之中。
3.3.3 調(diào)查生態(tài)污染情況
最近幾年，由于群眾生活水平提升，此時垃圾數(shù)量也在增加，這就在無形之中導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)污染問題，而借助遙感技術(shù)，我們能夠測試到垃圾的放置情況以及數(shù)量等等，這樣便于我們更好的處理。遙感監(jiān)測固體廢物的堆置對圖像空間分辨率的要求比較高，需達(dá)到3～10m的水平。
4 發(fā)展方向
4.1 遙感技術(shù)層面
（1）遙感影像獲取技術(shù)方面，隨著高性能新型傳感器的研發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢。熱紅外遙感技術(shù)會得到更廣泛的應(yīng)用。雷達(dá)遙感工藝的特點較為顯著，比如它能夠全天性的獲取信息，而且有著強(qiáng)大的穿透性，所以被大量的使用。建立以地球為研究對象的綜合對地觀測數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。（2）遙感信息模型的發(fā)展方面，遙感信息機(jī)理模型的發(fā)展和拓寬，特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與綜合應(yīng)用也將是一個重要研究和應(yīng)用方向。（3）遙感數(shù)據(jù)共享方面，積極發(fā)揮出國際衛(wèi)星體系的優(yōu)點，認(rèn)真開展交流與溝通活動，確保從時空層面上加以互補。
4.2 與環(huán)境監(jiān)測結(jié)合層面
（1）積極發(fā)展監(jiān)測技術(shù)，切實發(fā)揮出當(dāng)前監(jiān)測的作用，將遙感工藝和地表監(jiān)測措施結(jié)合到一起，完善當(dāng)前的監(jiān)測體系。（2）開發(fā)集成GPS，RS，GIS，ES于一體、適合環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù)。
4.3 不同環(huán)境要素層面
（1）大氣環(huán)境遙感的定量化、集成化、系統(tǒng)化和全球化；大氣環(huán)境的主動和被動式衛(wèi)星遙感一體化。（2）利用新型遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)定量監(jiān)測，形成一個標(biāo)準(zhǔn)化的水安全定量遙感監(jiān)測體系，由于水體類型不一樣，可以建立對應(yīng)的反演算措施；提升監(jiān)測的精確性；開展監(jiān)測模型研究工作；發(fā)揮出“3S”科技的優(yōu)點。
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