【正文】 PS接收機(jī)把樣品采集點(diǎn)的位置精確地測定出來，將其輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)依據(jù)地理信息系統(tǒng)將采樣點(diǎn)標(biāo)定，繪出土壤樣品點(diǎn)位分布圖。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 全球定位系統(tǒng)技術(shù) (1)全球定位系統(tǒng)的概念 全球定位系統(tǒng) (global positioning system， GPS)是美國從 20世紀(jì) 70年代開始研制，歷時(shí) 20年，耗資 200億美元，于 1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)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)。這些變化的結(jié)果使 b病蟲的寄主在光譜特性上發(fā)生了很大變化，反映到彩色紅外攝影片上的密度產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。此時(shí)的植被指數(shù)不反映冬小麥生物量的大小，而主要是冬小麥活性降低所致。由于植被會(huì)改變土壤的熱傳導(dǎo)，因而此法不適用于植被覆蓋情況。 ①在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、評(píng)價(jià)、規(guī)劃和管理中的應(yīng)用 其內(nèi)容包括資源清查與數(shù)量統(tǒng)計(jì)、資源質(zhì)量評(píng)價(jià)與利用規(guī)劃、資源變更調(diào)查與監(jiān)測及其科學(xué)管理等。主要根據(jù)物體對(duì)電磁波的反射和輻射特性對(duì)目標(biāo)進(jìn)行信息采集，如利用聲波、引力波和地震波等也都包含在廣義的遙感之中。 其優(yōu)勢在于可以實(shí)時(shí)地獲取大面積的農(nóng)業(yè)信息，成本較低廉，受人工干預(yù)小，結(jié)果客觀。因此，信息采集技術(shù)是農(nóng)業(yè)信息科學(xué)中首要涉及的問題，是農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)的重要組成部分。 農(nóng)業(yè)信息概論 農(nóng)業(yè)信息概論 （一）農(nóng)業(yè)自然信息 指自然界中的各種與農(nóng)業(yè)活動(dòng)相關(guān)的信息以及人類所生產(chǎn)的物質(zhì)所產(chǎn)生的信息。超過時(shí)限的信息不僅價(jià)值降低，而且有可能是完全錯(cuò)誤的。信息有物質(zhì)信息和精神信息。 (3)周期性和時(shí)效性 農(nóng)業(yè)信息大體以生物的生育周期為一個(gè)周期，每個(gè)生育期又可分為不同的生長階段。作物葉面溫度超過正常值 ℃ 就為異常，土壤 pH值超過適宜值的 。 ? 農(nóng)業(yè)管理 ? 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的體制、機(jī)構(gòu)和職能狀況 ? 農(nóng)業(yè)科技教育 ? 與農(nóng)業(yè)相關(guān)的科技、教育、培訓(xùn)情況 ? ? 遙感技術(shù) ? 全球定位系統(tǒng)技術(shù) ? 田間信息采集技術(shù) ? 電子鼻與電子舌系統(tǒng)的信息采集 ? 農(nóng)業(yè)科技文獻(xiàn)采集農(nóng)業(yè)信息 ? Inter采集農(nóng)業(yè)信息技術(shù) 農(nóng)業(yè)是同時(shí)受著自然條件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)制約的脆弱性產(chǎn)業(yè)，種植業(yè)、畜牧業(yè)管理、農(nóng)業(yè)市場管理，直至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要多門類、全方位信息的支持。 遙感技術(shù)系統(tǒng) 包括各類衛(wèi)星和航空遙感技術(shù)，可以提供播種面積、長勢、洪澇、病蟲害及營養(yǎng)的宏觀空間信息。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 空間信息技術(shù)與地面探測技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)是相互補(bǔ)充和相互印證，從而達(dá)到確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的。 ⑤特殊應(yīng)用 農(nóng)業(yè)人口分布和農(nóng)村運(yùn)輸網(wǎng)調(diào)查、熊貓食用箭竹資源調(diào)查、濕地泥炭土資源評(píng)價(jià)等。土壤的熱慣量與土壤含水量有很好的相關(guān)性。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) b．凍害 應(yīng)用遙感手段監(jiān)測凍害，迅速估計(jì)災(zāi)害的發(fā)生與范圍，有重要的經(jīng)濟(jì)意義。此外，張小煜等 (2023年 )還在寧夏主要作物霜凍遙感監(jiān)測研究中應(yīng)用了植被指數(shù)差值、指標(biāo)判讀、最低氣溫計(jì)算等方法提高溫度反演的精度。從“六五”計(jì)劃開始，開展了農(nóng)作物遙感估產(chǎn)研究，并在區(qū)域尺度上開展估產(chǎn)試驗(yàn)。在 GPS控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點(diǎn)施肥，施用的化肥種類和數(shù)量由計(jì)算機(jī)根據(jù)養(yǎng)分含量分布圖控制 .在作物生長期的管理中利用 GPS定位采集一定數(shù)量的土壤及作物樣品進(jìn)行分析，可以做到精確地對(duì)作物生長進(jìn)行管理。 密蘇里大學(xué)和伊立諾斯大學(xué)的科學(xué)家研制出另一種多光譜帶傳感器 .該傳感器從 。在不同的灌溉條件下傳感器有不同的放置方法。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) (3)SWR型系列土壤水分傳感器 由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制，采用最新技術(shù)設(shè)計(jì)，其性能已與時(shí)域反射儀 (TDR)和中子儀 (neutron probe)相當(dāng)，并且有一定突破。傳感器被放置在聯(lián)合收割機(jī)的玉米收摘器上。 非接觸式 土壤電導(dǎo)率傳感器利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。能量吸收頻率取決于分子振動(dòng)的頻率，能量吸收的程度取決于組成分子振動(dòng)的元素的含量。它以特定的傳感器和模式識(shí)別系統(tǒng)快速提供被測樣品的整體信息，指示樣品的隱含特征。布伊諾斯艾利斯大學(xué)的研究人員使用“電子鼻”分析葡萄酒的 pH值以及監(jiān)測釀酒程序。 農(nóng)業(yè)文獻(xiàn)類型較多，但從文獻(xiàn)載體的物理介質(zhì)可始分為以下幾種類型。 ②農(nóng)業(yè)科技報(bào)告 是農(nóng)業(yè)科研單位科研工作的總結(jié)。包括專利說明書、專利公報(bào)、專利分類表、專利法律性文件等。特別是中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)和中國農(nóng)業(yè)科技信息網(wǎng)的相繼開通運(yùn)行，標(biāo)志著信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開始邁入快速發(fā)展階段。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) (2)獲取 Web農(nóng)業(yè)信息的途徑 ①直接下載 可以通過相應(yīng)的軟件將網(wǎng)上搜集到的信息直接下載到自己的計(jì)算機(jī)上。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)傳感器、采集器、單片機(jī)輸入／輸出接口、輸入／輸出設(shè)備等組成，為了氣候信息的實(shí)時(shí)采集還需提供年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的日歷硬時(shí)鐘，同時(shí)系統(tǒng)多擴(kuò)展有串行、并行通信接口，以便與系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其組成如圖所示 智能化采集處理系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 農(nóng)田氣候信息采集處理系統(tǒng)是一個(gè)功能擴(kuò)展的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由氣候信息采集輸入通道、數(shù)據(jù)通信輸出通道和單片機(jī)功能擴(kuò)展系統(tǒng)三部分組成。不同型號(hào)的 TDR土壤水分測定系統(tǒng)通常有 1 4 50、 60、 70、 1 160cm等不同長度的波導(dǎo)探頭可供選擇，可以分別采用插入式、埋入式和管道式探頭測定表土層和土壤剖面不同深度的土壤含水量，剖面深度最深可達(dá) 3m,，如果與多路盒相連可以連接多個(gè)探頭，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)土壤水分同時(shí)監(jiān)測。 中子儀由探頭和計(jì)數(shù)器組成。后者根據(jù)土壤介電常數(shù)隨土壤濕度變化的原理來測定土壤濕度，受土壤鹽分的影響較小。本節(jié)簡要介紹農(nóng)田生物信息采集與處理的理論和方法。 4．農(nóng)田生物信息的時(shí)空分布特征 農(nóng)田生物信息隨空間和時(shí)間不斷發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，生物信息采集要考慮空間分布特征和時(shí)間分布特征，注重實(shí)時(shí)性和空間分布差異，采用計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)。 3)信息綜合處理、模擬和優(yōu)化軟件 通過對(duì)農(nóng)田生物信息的綜合處理，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更深層次的東西，根據(jù)需要，開發(fā)信息綜合處理模擬優(yōu)化軟件， 以便實(shí)現(xiàn)農(nóng)田管理措施的優(yōu)化。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 2．生物信息檢測信號(hào)的調(diào)理 (1)信噪比。減少環(huán)境噪聲的方法是將所有儀器正確接地、使信號(hào)傳輸?shù)念l率遠(yuǎn)離環(huán)境噪聲頻率以及加屏蔽等。計(jì)算機(jī)差譜技術(shù)可對(duì)存儲(chǔ)的圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)兩張圖譜進(jìn)行差減，以達(dá)到溶劑、基體的扣除，以及多組分光譜的分離等。 (2)傅里葉變換濾波?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是提取農(nóng)業(yè)生物樣品多組分信息。傳統(tǒng)的分析方法是逐個(gè)手動(dòng)顯色和檢測，工作效率較低。對(duì)于土壤營養(yǎng)監(jiān)測來說， ISFET器件的技術(shù)關(guān)鍵是在于離子選擇性敏感膜的研制。儀器主要包括顯色試紙、含儀器校正和控制功能的條形碼、反射光度計(jì)表頭 3個(gè)部分。設(shè)施農(nóng)業(yè)是工廠化農(nóng)業(yè)的前提。 2．光合有效輻射的監(jiān)測 光合有效輻射的測量需要選擇光量子傳感器，它由硅太陽能電池和匹配濾光片系統(tǒng)組成，在光的照射下，輸出變化十分微弱的電流 (約幾個(gè)微安 )信號(hào)，光電流與輻射強(qiáng)度呈線性關(guān)系。溫室環(huán)境控制系統(tǒng)如圖所示。儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)測包括對(duì)溫度、濕度與 CO2濃度的監(jiān)測。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) (2)串行通信總線 實(shí)時(shí)采集、控制的單片機(jī)放置在現(xiàn)場作為下位機(jī)，系統(tǒng)機(jī)常設(shè)定為上位機(jī)進(jìn)行綜合管理，二者組成二級(jí)管理系統(tǒng)。該果品智能化實(shí)時(shí)檢測與分級(jí)生產(chǎn)線由水果品質(zhì)檢測與分級(jí)軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)以及使水果單列化并均勻翻轉(zhuǎn)的水果運(yùn)輸系統(tǒng)和能精確實(shí)施水果分級(jí)的自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)了檢測指標(biāo)的多元化，精確地按國家標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)完成果品大小、形狀、色澤、果面缺陷和損傷等全部外觀品質(zhì)指標(biāo)的檢測。 一、數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖所示，由信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī) I／ O接口、計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等部分組成。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) (3)微機(jī) I\O接口 微機(jī)接口是計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行信息交換的通道和窗口。 數(shù)據(jù)自動(dòng)處理是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的突出特點(diǎn)。 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)（ GIS） 4. 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫 建設(shè) 萊西市土壤數(shù)據(jù)庫建設(shè)的可行性 (1)通過搜集與整理已獲得萊西市土地利用現(xiàn)狀圖、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤類型圖、全國第二次土壤普查成果資料、 2023年測土配方施肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)， 為課題研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) ； (2) 實(shí)驗(yàn)室有 CONTEX G600大幅面工程掃描儀 1臺(tái)， HP 1050C 增強(qiáng)型打印機(jī) 1臺(tái)， 、 GIS軟件各 1套，良好的軟硬件環(huán)境， 保證 了課題研究 的順利 進(jìn)行 ； (3)具有一定土壤學(xué)的知識(shí)、理論、方法，能夠熟練應(yīng)用 ，使得完成 課題研究 成為可能。 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的又一特點(diǎn)。 (4)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 將微機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以完成計(jì)算機(jī)的輸出記錄和對(duì)外界設(shè)備的自動(dòng)控制。常用傳感器有熱敏傳感器、光敏傳感器、濕敏傳感器、壓力傳感器 .位移傳感器、電化學(xué)傳感器和生物傳感器等。 (2)電子鼻與電子舌在食品檢測中的應(yīng)用 隨著嗅覺與味覺傳感器技術(shù)的發(fā)展，電子鼻與電子舌技術(shù)在食品檢測中得到了不斷研究與發(fā)展。 (3)中心管理機(jī) 中心管理機(jī)為系統(tǒng)的管理中心，多選用工業(yè)控制機(jī)進(jìn)行管理。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場溫度信息并按數(shù)據(jù)格式儲(chǔ)存。即通過總結(jié)、收集、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、技術(shù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立基于溫室作物生長模型的溫室專家控制系統(tǒng)，將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與溫室自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)溫室的智能化管理與生產(chǎn)。 C02氣體對(duì) 4． 28腫的紅外光有強(qiáng)烈的吸收，而對(duì) 3． 9um的紅外光基本不吸收，利用雙波長的光分別通過氣室，由紅外探測器檢測兩束光的光強(qiáng)變化，即可監(jiān)測溫室中 CO2濃度。設(shè)施農(nóng)業(yè)的功能因種類不同而異，主要是調(diào)節(jié)環(huán)境和提高作業(yè)效率。如 EM38大地電導(dǎo)儀，重量較輕，長度也僅 lm，能以極好靈敏度快速地進(jìn)行勘查。也可以用 ISFET連續(xù)檢測土壤 pH值。該系統(tǒng)由取樣器、蠕動(dòng)泵、反應(yīng)倉、檢測器、記錄儀、打印機(jī)等 6臺(tái)設(shè)備依次連接而成。其方法大體上有：多元線性回歸、逐步回歸分析法 (SRA)、主成分回歸法 (PCR)、卡爾曼濾波 (KF)、偏最小二乘法 (PLS)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN)等。 (3)小波變換。在光譜檢測中，若以吸光度對(duì)波數(shù) (或波長 )的導(dǎo)數(shù)為縱坐標(biāo)，以波數(shù) (或波長 )為橫坐標(biāo)所記錄的光譜圖稱為導(dǎo)數(shù)光譜或微分光譜。信號(hào)調(diào)理是指采用電子硬件設(shè)備來改善信噪比，包括濾波器、積分器、調(diào)制解調(diào)器、鎖相放大器和廂車式積分器等。通常用電子硬件 (濾波器、鎖相放大器等 )或軟件算法 (整體平均、廂車式平均、傅里葉變換濾波、小波變換等 )獲得高的信噪比。在田間安裝可見紅外光譜傳感器，能夠檢測到包含農(nóng)田作物豐富的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其組成的漫反射光譜信息。 1．硬件部分 該系統(tǒng)硬件部分可分為：信息檢測系統(tǒng)、信息調(diào)理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。作物的微觀結(jié)構(gòu)指農(nóng)田作物生物大分子的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其組成成分，如組織中大量元素和微量元素的組成，以及有機(jī)成分如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪類、色素和激素等生長調(diào)節(jié)劑的成分與含量，作物的宏觀結(jié)構(gòu)包括：作物各個(gè)生長階段的生長狀況、生長速度、群體基本苗數(shù)、葉面積系數(shù)、覆蓋率、植株高度、分蘗數(shù)，以及單株的形態(tài)特征，包括葉片的長度、寬度、面積以及葉片的伸展?fàn)顩r等，根的生長速度和長度、作物根系在土壤中的分布狀況。石膏塊永久埋入土壤中，壽命為 3～ 5年，適用于干燥土壤環(huán)境 (張力計(jì)無法使用 )，測量范圍 3～100 KPa 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù) (五 )FDR土壤水分測定系統(tǒng) FDR(freqLlency domain reflectometry)頻域反射儀是一種用于測量土壤水分的儀器，它利用電磁脈沖原理，根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(shù)，從而得到土壤容積含水量。計(jì)數(shù)器用來監(jiān)測土壤散射的慢中子通道。負(fù)壓計(jì)瓷頭埋設(shè)于土壤中某一深度后，負(fù)壓計(jì)內(nèi)部的水分通過瓷頭上的微孔同土壤水分進(jìn)行交換，使內(nèi)外水勢漸趨平衡，儀器上所