什么是精准农业(Precision agriculture(PA))?我们来回答

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  图象展现了高精密智慧农业中的遥感技术运用（由美国nasa地球上观测台给予）

  法国智慧农业机械设备经销商-YaraN-Sensor ALS安装设备在大拖拉机的蓬顶上（纪录作物光的反射，测算上肥提议随后更改化肥蔓延量的系统软件）

  精准智慧农业-NDVI 4公分/清晰度GSD（DroneMapper）

  精准智慧农业（PA），通讯卫星智慧农业或特殊地址作物管理方法（SSCM）是一种智慧农业管理概念，其前提是观查，精确测量和回应作物的田里和田里转变。精准智慧农业科学研究的总体目标是为全部大农场拟定管理方法和决定的终端软件（DSS），总体目标是在保存資源的与此同时，对資源进行提升，开展精确的资金投入以期造成收益。

  在这种很多方式中，绿色植物地貌学方式将很多年作物生长发育可靠性/特点与拓扑结构地貌特性联络起來。对绿色植物地貌学方式的兴趣爱好来源于那样一个客观事实，即地形地貌构成部分通常选择了田地的水文水利。

  卫星导航系统（GPS）和全世界导航卫星系统的产生使精准智慧农业的实践活动变成很有可能。农民和/或科学研究员工在田里精准定位其精准部位的实力容许建立可精确测量的尽量多的自变量的室内空间突变图，安裝在配置GPS的联合收获机上的感应器列阵搜集了各种各样跟土壤有关的数据信息，例如：农作物的生产量、地形特征/地貌、有机化合物成分、含水量、氮水准、pH值，EC（药物的合理浓度值），Mg（镁成分），K（钾成分）这些）。这种列阵即时感应器，可精确测量从农作物胡萝卜素水准及其农作物含水量等情况，还包含多光谱仪图象。根据得到的那些数据信息，相互配合一起应用根据可变速度技术性（VRT）的卫星影像图，包含播种器，喷雾机等，以提升资源分配。

  精准智慧农业也获得了像DJI Phantom那样的多旋翼无人机的适用，该飞机场相对性划算而且可以由初学者实际操作。这种智慧农业无人飞行器可以配置高光谱遥感或RGB照相机，以捕获可以应用航空摄影方式解决当场很多图象，以建立正射影像和NDVI地形图。

  一、历史时间

  PA是第3波当代智慧农业改革的关键构成部分。第一次智慧农业改革是智慧农业机械自动化，从1900年到1930年。在这段时间，每一个农民生产制造充足的食材来种活大概26人。20世际60时代，第二次智慧农业改革是产业革命，引起了新的基因改造方式，每一个农民都种活了大概155人。预估到2050年，全球人口将做到约96亿，智慧农业生产务必合理地从现在的水准增加一倍才可以种活地球上每一个人。伴随着PA智慧农业改革的新技术进步，每一个农民将可以以同样的总面积种活265人，这也是第三次智慧农业改革。

  简述

  精准智慧农业改革的第一波的浪潮以通讯卫星和飞机图象，天气预告，调速上肥和作物健康指数的方式发生。第二波汇聚互联网大数据，以完成更精准的栽种，地形测绘和土壤数据信息。

  精准智慧农业致力于提升现场管理方法，涉及到：

  1、作物科学研究：根据将智慧农业实践活动与农作物要求相符合（比如化肥资金投入）;

  2、生态环境保护：根据降低智慧农业的环境风险和踪迹（比如限定氮的浸取）;

  3、社会经济学：根据更合理的实践活动提升竞争能力（比如改进化肥应用管理方法和别的资金投入）。

  PA更为农民给予了充足的信息：

  1、创建她们的大农场纪录。

  2、改进管理决策。

  3、推动更高的追朔性。

  4、加强农产品营销。

  5、改进租用分配和与房主的关联。

  6、提升智慧农业产品的内部品质（比如小麦面粉麦子中的蛋白质含量）。

  要求栽种

  导向性栽种是一种智慧农业系统软件，给予数据驱动的栽种提议，可以明确可变栽种率，以融入单独一个农田的不一样标准，以期得到利润最大化生产量。它被形容为“大农场的互联网大数据”。全世界农、等企业已经英国发布此项技术性。

  专用工具

  精准智慧农业通常做为4个环节全过程来观察室内空间的突变：

  1、数据采集

  自然地理精准定位使农民可以遍布从土壤和残留氮剖析中整理的信息，及其相关之前作物和土壤电阻的信息。自然地理精准定位有这两种方法：当农民在农田周边安全驾驶大拖拉机时，应用车载GPS信号接收器勾勒该场所。该字或卫星影像图继承的背景图上勾勒。基本图象务必具备恰当的屏幕分辨率和几何图形品质，以保证 自然地理精准定位非常精确。

  2、自变量

  内场和场间可塑性很有可能由很多原因造成。这种包含气候条件（雹子，旱灾，降水等），土壤（材质，深层，氮水准），种植步骤（免耕智慧农业），野草和病症。永久指标值 - 主要是土壤指标值 - 为农民给予相关关键自然环境参量的信息。点指标值使我们可以跟踪作物的情况，即，假如作物遭到水份要挟，看病况是不是已经发展趋势，N2工作压力或倒苗，是不是已被冰等毁坏。这种信息很有可能来源于气象观测站和别的感应器（土壤电阻，人眼检验，卫星影像图等）。土壤电阻精确测量融合土壤剖析可以精确测量含水量。土壤电阻也是一种相对性简便和价格便宜的测量法。

  土壤表观导电率（ECa）是另一个基本参数，可以给予与土壤物理学和物理性质有关的室内空间差别的衡量，水稻土可以考量土壤是不是合适作物生长发育，水要求和生产效率。..

  3、对策

  在一次航行应用中小型上空没有人系统软件所拍照的田地（NDVI图象）

  应用土壤图，农民可以采用二种对策来调节田里资金投入：

  预测分析方式：根据作物周期时间中静态数据指标值（土壤，电阻，田里历史时间等）的剖析。

  控制措施：来源于静态数据指标值的信息在作物周期时间中按时升级：

  抽样：称重土壤含水量，精确测量叶面光合强度，称重果子等

  遥感技术：测量温度主要参数（气体/土），环境湿度（气体/土壤/叶），风或茎粗可能是因为传感器网络互联网和的连接网络（IOT）

  代理商检验：车截感应器精确测量叶面情况;这规定农民在全部农田里驾车。

  或卫星遥感：获得并解决多光谱仪图象，以得到作物生物物理主要参数图，包含病症指标值。L波段仪器设备可以精确测量绿色植物遮盖量并区别作物和野草。

  管理决策很有可能根据根据大数据分析的管理决策适用实体模型（作物仿真模拟实体模型和强烈推荐实体模型），但说到底，农民必须依据价值和对自然环境的危害来决策- 已经接手的作用根据根据人工神经网络和神经网络算法的人工智能技术（AI）系统软件。

  关键的是要认知到为何精准智慧农业技术性被选用，“针对精准智慧农业技术性的选用，农民务必了解到该技术性是有且便于应用的。很有可能不能得到相关PA的社会经济效益的充分的外界数据信息。做为对农民的观点的技术性务必体现这种经济发展要素。“

  4、执行实践活动

  新的信息和通讯技术使田地的作物管理方法更为可实际操作，更简单完成。作物战略决策的运用必须适用调速技术性（VRT）的智慧农业机器设备，比如转变的种籽相对密度及其氮和产地检疫商品的可变速度使用（VRA）。

  精准智慧农业在智慧农业机器设备上应用技术性（比如大拖拉机，喷雾机，水稻收割机等）：

  手机定位系统（比如，应用信号精准明确地球上部位的GPS信号接收器）;

  自然地理信息系统软件（GIS），即了解全部可以用信息的APP;

  自变量智慧农业机器设备（播种器，撒播机）。

  二、精准智慧农业在世界各国应用

  智慧农业无人飞行器，整体机身上乘载多光谱成像仪等机器设备。

  20个世纪80时代初，PA的定义最先发生在国外。1985年，明尼苏达大学的分析员工对作物田里的石灰粉资金投入开展了更改。也是在这个时候，田里网格图取样的实践活动发生了（每公亩运用一个样版的固定不动网格图）。到了20个世纪80时期末，这类技术性被用以推论出化肥和pH校准的第一个键入强烈推荐图。从新科研开发的妥协感应器的应用，再加上GPS接收机的发生，从那以后就一直在提升。现如今，那样的系统软件遮盖了数百人万平方公里的田地。

  在国外中西部地区，它与可持续性智慧农业不相干，反而是与流行农民相关，她们尝试根据仅在必须化肥的地域资金投入来完成利益最大化。这类作法容许农民依据GPS导航网格图或地区取样明确的要求更改全部农田的化肥比例。在不用撒肥的的地区，将化肥存，进而提升其主要用途。

  在世界各国，精准智慧农业发展趋势速率不一。最开始是英国，次之是澳大利亚和澳洲。在欧洲地区，法国是第一个顺着这条路面前行的我国，次之是法国的，它最开始发生在1997 - 1998年。在南美洲，阿根廷处在领跑精准定位，它是在20世际90时期中后期，在所在国智慧农业技术性研究室的大力支持下引进的。墨西哥创立了一家国企--Embrapa，以科学研究和发展趋势可持续性智慧农业。GPS及其变速度散播新技术的使用和发展趋势有利于田地精准智慧农业管理方法实践活动。现如今，法国的不上10％的农民配置了可变速度系统软件。GPS的应用更加广泛，但这并没阻拦她们应用给予当场级强烈推荐地形图的精准智慧农业服务项目。

  全世界三分之一的人数依然借助智慧农业维持生计。尽管更优秀的精准智慧农业技术性必须大批量的早期项目投资，但发达国家的农民正从挪动技术性中获益。该服务项目协助农民得到手机支付和收条，以提高工作效率。比如，坦桑尼亚有30,000名农民应用手机开展合同签订、付款，借款及其商业服务机构的沟通交流。

  精准智慧农业的经济发展和生态效益在我国也获得了确认，但鉴于我国智慧农业系统软件的特征是个体户的家中模拟经营，因而中国落后于欧洲地区和英国等我国。精准智慧农业小于其他国家。因而，我国一直在勤奋将精准智慧农业技术性能够更好地引进该国，减少一些风险性，为中国未来发展趋势精准智慧农业的技术性借水行舟。

  三、经济发展和环境危害

  说白了，精准智慧农业代表着在合理的時间向作物增加精准和合理的投放量，似水，化肥，灭虫剂等，以增强其生产效率和利润最大化生产量。精准的智慧农业管理方法实践活动可以明显防止浪费和别的作物资金投入的总数，与此同时提高效益。因而，农民根据节约用水、化肥和肥料成本费得到回报率。

  精准智慧农业第二个更大范围的益处涉及到环境危害。在合理的地点和合理的時间使用适当的化工品有益于作物、土壤和地表水，进而有益于全部作物周期时间。因而，精准智慧农业已变成可持续性智慧农业的根基。因为它重视作物、土壤和农民。可持续性智慧农业力争保证 在长期性保持生产制造需要的绿色生态，经济发展和社会发展限定区域内不断供货粮食作物。

  精准智慧农业根据提升摩擦力和降低资金投入来缓解智慧农业对自然环境的工作压力。比如，应用例如GPS的远程管理机器设备降低了智慧农业的油料耗费，而营养物质或化肥的可变速度使用可潜在地降低这种键入的应用，进而降低成本并降低有危害的径流量进到水路。

  新起技术性

  智能机器人

  无人驾驶大拖拉机早已存有了一段时间，约翰迪尔的智慧农业机器设备具有飞机场所具有的自动驾驶系统，并可没有人工作中。技术性已经向GPS程序编写的无人驾驶汽车机械设备发展趋势，以蔓延化肥或农用地。别的自主创新包含太阳能发电设备，可鉴别野草，并且用一定使用量的灭草剂或激光器精准杀掉他们。智慧农业智能机器人，也称之为AgBots，全已经开发设计更优秀的获得智能机器人，以鉴别完善的果子，调节其样子和尺寸，并精确地从树技上采收他们。

  无人飞行器和卫星影像图

  无人飞行器和通讯卫星技术性优势对智慧农业来讲如鱼得水，促使田地地区深耕细作。无人飞行器可以拍照高质量图象，而通讯卫星可得到宏观数据。轻形飞机驾驶员可以将航空摄影测量与来源于通讯卫星纪录的数据信息结合在一起，依据当今的郊外土壤含水量水准预知未来的生产量。众多的图象可以建立等高线图以追踪流水的部位，明确可变速度种籽，并建立高效率多多少少的地区的生产量图。

  物联网技术

  物联网技术根据感应器和农场管理APP的相互配合应用，促使数据采集和归纳更加非常容易。这也是大家都知道，液体肥料中的氮、磷和钾的成分不是一致的，可是农民可以用光谱仪器精确测量得到这种数据信息。农民得到乳牛早已小便的地区，根据物联网技术并仅在必须它的地区上肥，可以使化肥的使用量降低达30％。而土壤中的水份感应器，可以决策了远程控制灌溉绿色植物的最佳时间和使用量。连接物联网技术的喷灌系统，可以依据农作物的必须和降雨量开展程序编写，以转换作物的某一侧必须水份。

  自主创新不但仅限于绿色植物，还能够用以小动物的褔利。牛可以配置內部感应器，以追踪胃液和消化吸收问题。外界感应器追踪运动模式，以明确乳牛的身心健康和身心健康，认知人体是不是接到损害，并明确最好的繁育時间。可以归纳和剖析来源于感应器的任何数据信息，以检验其发展趋势和方式。

  做为另一个事例，监测系统可用以使养蜜蜂更合理。蜜峰具备关键的经济价值，根据受粉各种各样作物为智慧农业给予必要的服务项目。根据无线网络溫度，环境湿度和二氧化碳感应器检测蜜峰人群的身体状况有利于提升蜜峰的生产效率，并在信息中载入很有可能危害到全部蜂窝存活，并初期预警信息。

  智能机运用

  智能机和平板在精准智慧农业中的运用也愈来愈受大家喜爱。智能机早已安装使用了很多有价值的应用软件，包含照相机、话筒、GPS和加速度传感器。也有专业用以各种各样智慧农业运用的运用，比如郊外测绘工程、追踪小动物、获得气温和作物信息等。他们便于带上，价格实惠，并具备很高的计算水平。

  人工神经网络

  人工神经网络通常与无人飞行器、智能机器人和物联网设备融合应用，它容许从这种数据库中获得每一个数据信息。随后，电子计算机解决此信息并将适度的实际操作推送回机器设备。这容许智能机器人根据物联网设备为农作物给予精确的化肥，及其会向土壤给予精确的水流量。智慧农业的以后是，根据逐渐累月的应用大量设备来参加学习培训和数据信息累积，促使其以更少的人力完成了更高效率、更精准的耕种，最后让智慧农业为人们报告利润最大化的产出率。