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1 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5

1.3 精细农业的技术支撑9

1.3.1 全球定位系统9

1.3.2 地理信息系统与地图软件10

1.3.3 产量分布图生成系统11

1.3.4 变量控制技术13

1.3.5 农业生物信息采集技术15

1.3.6 遥感技术16

1.3.7 作物生产模型18

1.3.8 决策支持系统19

1.3.9 智能化变量农作机械20

1.4 国内外精细农业的发展概况21

1.4.1 国外精细农业的发展21

1.4.2 国内精细农业的发展24

2 全球定位系统及其应用30

2.1 卫星定位技术的发展30

2.2 GPS系统构成34

2.2.1 空间部分34

2.2.2 地面监控部分35

2.2.3 用户设备部分37

2.3 GPS基本原理和方法41

2.3.1 GPS卫星信号41

2.3.2 GPS坐标系统43

2.3.3 GPS基本原理44

2.3.4 GPS定位中的误差源47

2.3.5 差分GPS51

2.3.6 GPS数据格式55

2.3.7 GPS定位信息由大地坐标转换为平面导航坐标56

2.4 GPS系统的特点及其应用57

2.4.1 GPS系统的特点57

2.4.2 GPS的广泛应用59

2.5 GPS在精细农业装备中的应用示例67

2.5.1 农业车辆自动导航集成定位系统67

2.5.2 便携式GPS面积测绘仪72

2.5.3 基于GPS定位的土壤水分快速测量仪75

2.6 其他卫星定位系统的介绍78

2.6.1 俄罗斯GLONASS系统78

2.6.2 伽利略系统79

2.6.3 中国北斗卫星导航系统81

3 地理信息系统及其应用83

3.1 地理信息系统概述83

3.1.1 地理信息与地理信息系统83

3.1.2 GIS的特征及分类84

3.1.3 GIS的组成85

3.2 GIS的数据组织管理89

3.2.1 空间数据及其特征89

3.2.2 空间数据结构简介94

3.3 GIS的基本功能102

3.3.1 数据的输入103

3.3.2 图形与文本编辑功能104

3.3.3 数据的存储与管理功能106

3.3.4 空间查询与空间分析功能108

3.3.5 数据输出与表达功能111

3.4 GIS软件平台简介111

3.4.1 MapInfo Professional软件111

3.4.2 ArcView软件116

3.4.3 其它GIS软件平台122

3.5 GIS的发展趋势122

3.6 GIS在精细农业中的应用127

3.6.1 概述127

3.6.2 GIS在草原资源调查中的应用127

3.6.3 GIS在变量施肥系统中的应用134

3.6.4 小汤山精细农业示范基地GIS的组成与应用136

3.6.5 基于WebGIS的应用143

4 遥感技术及其应用154

4.1 遥感的概念及特点154

4.1.1 遥感的概念154

4.1.2 遥感技术的特点154

4.1.3 遥感的基本原理155

4.1.4 遥感系统组成156

4.2 遥感技术的分类157

4.2.1 按遥感平台高度158

4.2.2 按传感器探测波段158

4.2.3 按成像信号能量来源158

4.2.4 按应用特点158

4.3 大气的透过特性和大气窗口159

4.3.1 大气的透过特性和大气窗口159

4.3.2 透射特性与遥感信息的关系160

4.4 航空遥感技术160

4.4.1 航空遥感平台161

4.4.2 传感器161

4.4.3 信息的传输与处理161

4.4.4 航空摄像机162

4.4.5 航空像片的特征162

4.5 航天遥感技术164

4.5.1 航天遥感的数据获取165

4.5.2 陆地卫星Landsat166

4.5.3 卫星像片特征168

4.5.4 RBV像片169

4.5.5 多光谱扫描仪（MSS）170

4.5.6 专题制图仪（TM）图像171

4.6 地物、植物光谱反射特性172

4.6.1 地物光谱特性的概念172

4.6.2 地物的反射光谱特性173

4.6.3 地物的发射光谱特性175

4.6.4 地物的透射光谱特性176

4.6.5 环境对地物光谱特性的影响176

4.7 典型遥感软件介绍177

4.7.1 ENVI177

4.7.2 ERDAS179

4.7.3 PCI180

4.8 遥感的农业应用181

4.8.1 土壤分析和调查182

4.8.2 农用土地资源的监测与保护186

4.8.3 农业气象灾害监测、评估与预测189

4.8.4 农作物的长势与产量的遥感监测与估算192

4.8.5 农作物生态环境监测和保护193

4.8.6 遥感技术在国际上的应用状况简介194

5 信息检测与解析196

5.1 植物生长信息检测与解析196

5.1.1 植物营养信息快速检测与解析196

5.1.2 植物生理生态信息快速检测与解析201

5.1.3 植物形态信息快速获取与解析201

5.1.4 植物病、虫、草害信息检测与解析203

5.2 土壤信息检测与解析207

5.3 农业小气候信息检测与解析209

5.4 农产品信息检测与解析212

5.4.1 农产品形态信息检测与解析212

5.4.2 农产品色泽信息检测与解析213

5.4.3 农产品品质指标检测与解析213

5.4.4 农产品安全指标检测与解析214

6 智能决策处方生成218

6.1 决策支持系统的概念、类型与特征218

6.1.1 决策支持系统的基本概念和结构218

6.1.2 农业决策支持系统的类型与特征220

6.2 农业智能管理分区技术222

6.2.1 农业基础要素的空间插值分析222

6.2.2 农业智能管理单元的划分224

6.3 基于模型和3S的精确管理决策支持系统224

6.3.1 模型和RS技术的耦合机制与功能225

6.3.2 模型和GIS技术的耦合机制与功能226

6.3.3 精确管理决策支持系统的结构与功能227

6.4 精确管理决策支持系统的应用案例229

7 智能化农业机械装备技术232

7.1 农业机械自动导航技术及其应用232

7.1.1 农业机械自动导航技术概述232

7.1.2 农业机械导航技术及应用234

7.1.3 农业机械导航控制242

7.1.4 发展农业导航要注意的问题244

7.2 智能化农业作业技术装备245

7.2.1 精细变量施肥机245

7.2.2 精细变量喷药机247

7.2.3 精确变量播种机250

7.2.4 精确变量处方灌溉设备252

7.3 具有测产功能的谷物联合收获机253

7.3.1 结构原理254

7.3.2 谷物联合收获机产量传感器和部件254

7.3.3 产量图的形成260

7.3.4 美国“绿色之星”精准农业技术系统简介261

7.3.5 美国CASE2366谷物联合收割机AFS系统简介263

7.4 农业机械通信总线 标准ISO 11783266

7.4.1 CAN协议概述267

7.4.2 ISO 11783总线标准介绍267

7.4.3 ISO 11783农机总线应用举例271

7.5 精细农业的发展前景272

7.5.1 精细农业研究展望272

7.5.2 开展精细农业面临的问题274

8 精细农业技术集成与应用276

8.1 精细农业数据模型与交换标准277

8.1.1 精细农业数据概念模型277

8.1.2 精细农业数据逻辑模型280

8.2 精细农业软件集成平台281

8.2.1 平台架构282

8.2.2 基础运行环境与工具284

8.2.3 软构件及其组装规范286

8.2.4 平台运行机制与应用系统开发292

8.3 精细农业通讯与智能控制技术集成300

8.3.1 硬件通讯技术集成平台300

8.3.2 农机作业单元通讯与控制303

8.3.3 农田信息获取无线传感器网络312

8.3.4 农机作业远程通讯与监控319

9 精细农业典型示范案例326

9.1 大田精准生产技术集成示范326

9.1.1 精细农业技术装备引进与应用基地建设327

9.1.2 精细农业技术应用329

9.1.3 应用效果与效益333

9.2 果园精细管理技术集成应用334

9.2.1 基本情况334

9.2.2 果园精细管理技术体系规划335

9.2.3 山地果园营养分布现状图制作与精准施肥技术336

9.2.4 果园旱情预警与精准水分管理技术340

9.2.5 柑橘果实品质非损伤检测与熟期预测技术建立343

9.2.6 果园产量估测技术与采收管理信息系统建立345

9.3 设施农业精细管理技术集成示范348

9.3.1 北京市大兴区设施农业精准生产技术应用总体情况349

9.3.2 大兴区采育镇鲜切菊花生产基地精细农业应用典型案例352

9.3.3 大兴区苗圃花卉生产基地精细农业典型应用案例357

9.3.4 应用效益分析362

9.4 水产精细养殖技术集成示范363

9.4.1 基本概况363

9.4.2 硬件系统365

9.4.3 软件系统369

9.4.4 软硬件系统的集成371

9.4.5 应用效果与效益372

9.5 畜禽精细养殖技术集成示范380

9.5.1 主要畜禽精细养殖技术的研发情况380

9.5.2 种猪与商品猪精细饲养技术与信息平台的构建381

9.5.3 泌乳奶牛精细饲养技术与信息平台的构建389

9.6 精细农业技术应用总结分析395

参考文献398