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1 精细农业概述1

1.1 精细农业的基本概念1

1.2 精细农业的技术思想4

1.3 精细农业的技术支撑7

1.3.1 全球定位系统(Global Positioning System)7

1.3.2 地理信息系统与地图软件(Geographic Information Systems and Mapping Software)8

1.3.3 产量分布图生成系统(Yield Mapping Systems)10

1.3.4 变量控制技术VRT(Variable-Rate Technologies)11

1.3.5 农业生物信息采集技术13

1.3.6 遥感技术(Remote Sensing)14

1.3.7 作物生产模型15

1.3.8 决策支持系统16

1.3.9 智能化变量农作机械(Intelligent Farm Machinery)17

1.4 国内外精细农业的发展概况18

1.4.1 国外精细农业的发展概况18

1.4.2 国内精细农业的发展概况20

思考题22

2.1 基础知识23

2.1.1 全球定位系统(GPS)的发展历史23

2 全球定位系统及其应用23

2.1.2 其他独立的卫星导航与定位系统26

2.1.3 GPS定位系统的特点27

2.2 GPS的组成概况29

2.2.1 空间部分29

2.2.2 地面监控部分31

2.2.3 用户设备部分33

2.3 全球定位系统的定位原理33

2.3.1 GPS的定位原理33

2.3.2 差分GPS(DGPS)的定位原理37

2.4 GPS测量的误差来源及其影响40

2.4.1 误差的分类40

2.4.2 与卫星有关的误差41

2.4.3 卫星信号的传播误差43

2.4.4 与接收设备有关的误差45

2.4.5 其他误差来源47

2.4.6 降低误差的方法和措施48

2.5 GPS接收机的工作原理50

2.5.1 GPS接收机的基本概念50

2.5.2 GPS接收机的基本工作原理51

2.5.3 GPS接收机的类型54

2.5.4 GPS接收机的应用56

思考题65

3 地理信息系统及其应用66

3.1 地理信息系统概述66

3.1.1 地理信息与地理信息系统66

3.1.2 GIS的特征及分类67

3.1.3 GIS的组成及功能68

3.2 GIS的数据结构及编码70

3.2.1 空间数据的数据结构71

3.2.2 空间数据的编码75

3.3 GIS的基本功能76

3.3.1 数据的输入77

3.3.2 图形与文本的编辑功能78

3.3.3 数据的存贮与管理功能80

3.3.4 空间查询与空间分析功能81

3.3.5 数据输出与表达功能84

3.4 GIS软件平台简介84

3.4.1 ARC/INFO GIS软件84

3.4.2 桌面GIS软件ArcView87

3.4.3 其他GIS软件平台91

3.5 GIS的发展趋势和GIS的应用实例92

3.5.1 GIS的发展趋势92

3.5.2 GIS在草原资源调查中的应用实例93

3.5.3 基于Web的GIS应用实例96

思考题104

4 遥感及其应用105

4.1 遥感的概念及遥感技术的分类105

4.1.1 遥感系统的组成105

4.1.2 高光谱分辨率遥感技术的研究和发展107

4.1.3 遥感技术的分类108

4.2 大气的透过特性和大气窗口109

4.2.1 大气的透过特性109

4.2.2 大气窗口109

4.3 航空与航天遥感技术110

4.3.1 航空遥感技术110

4.3.2 航天遥感技术111

4.4 地物、植物的反射光谱特性118

4.4.1 地物的光谱特性118

4.4.2 绿色植物的反射光谱曲线122

4.5.1 Idrisi124

4.5 典型软件介绍124

4.5.2 PCI125

4.5.3 ERDAS126

4.5.4 ENVI126

4.6 遥感的农业应用127

4.6.1 在农业资源调查、评价、规划和管理中的应用128

4.6.2 在减轻自然灾害中的应用129

4.6.3 在农作物生长动态监测与估产中的应用129

4.6.4 在精细农业中的应用130

思考题131

5 精细农业管理决策支持系统132

5.1 决策支持系统132

5.1.1 决策支持系统(DSS)的发展132

5.1.2 决策支持系统在农业上的应用134

5.1.3 决策支持系统的生成139

5.2 专家系统及其在农业上的应用139

5.2.1 专家系统的定义及特点140

5.2.2 专家系统的分类141

5.2.3 专家系统的结构143

5.2.4 知识的表示147

5.2.6 农业专家系统及其应用实例148

5.2.5 知识的获取148

5.3 作物模拟系统154

5.3.1 模型的概念154

5.3.2 作物模拟模型的概念、特征和分类154

5.3.3 作物模拟研究的作用、目的及意义156

5.3.4 作物模拟研究的产生和发展158

5.3.5 作物模拟研究的应用159

思考题160

6.1.1 检测系统的基本功能161

6.1.2 检测系统的基本特性161

6 信息检测与处理技术161

6.1 检测系统的功用与特性161

6.2 常见参数检测与传感器163

6.2.1 气象参数检测164

6.2.2 田间土壤参数检测166

6.2.3 机组工作参数检测167

6.3 信号处理与分析技术基础169

6.3.1 传感器变换电路169

6.3.2 数字信号的处理172

6.3.3 数字信号的分析173

6.4 图像检测技术基础175

6.4.1 图像表示175

6.4.2 对象的图像识别175

思考题177

7 智能化农业机械装备技术178

7.1 具有测产功能的谷物联合收获机178

7.1.2 谷物联合收获机产量传感器和部件179

7.1.1 结构原理179

7.1.3 产量图的形成181

7.1.4 美国CASE2366谷物联合收割机AFS系统简介181

7.1.5 CASE精细农业系统的引进及在2366收割机上的应用183

7.2 支持精细农作的变量处方农业机械190

7.2.1 精细变量施肥机190

7.2.2 精细变量喷药机191

7.2.3 精确变量播种机194

7.2.4 精确变量处方灌溉设备196

7.3.3 农业机器人的研究现状与种类198

7.3.2 农业机器人的特点与开发要点198

7.3.1 农业机器人的开发背景198

7.3 农业机器人198

7.3.4 行走系列农业机器人199

7.3.5 机械手系列机器人200

7.4 智能化农业机械的发展前景204

7.4.1 智能化农业机械的优先研究领域204

7.4.2 智能化农业机械开发中亟需研究的科技问题205

思考题206

8.1 农业信息技术的概念207

8 农业信息技术与精细农业207

8.2 农业信息系统与信息网络208

8.2.1 概述208

8.2.2 农业信息网络的建立209

8.2.3 网上农业科技信息资源建设211

8.2.4 Internet上的农业信息资源站点介绍211

8.3 精细农业网站213

8.3.1 多媒体网络技术与网站设计结合214

8.3.2 精细农业综合信息网站的策划制作215

思考题220

参考文献221