農(nóng)作物的生長狀況與產(chǎn)量是全社會都十分關(guān)注的問題，對每一種作物在生長過程中會發(fā)生什么問題，能取得什么樣的收獲，是國家管理部門和農(nóng)民們在作物播種后到收獲的一段時間內(nèi)隨時都想了解的。因此，長期以來對農(nóng)作物產(chǎn)量的預(yù)測是農(nóng)業(yè)戰(zhàn)線的一項重要工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)測的方法和手段逐步完善和提高，不但能較準(zhǔn)確地估測出各種作物的最終產(chǎn)量，也能跟蹤監(jiān)測各類作物在不同生長期的長勢，從而根據(jù)需要及時采取有效措施，對農(nóng)作物的生長進(jìn)行監(jiān)控，保證當(dāng)年產(chǎn)量的穩(wěn)定增長。

      GIS農(nóng)業(yè)運用

      為了在農(nóng)作物監(jiān)測和估產(chǎn)中充分發(fā)揮和利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，提高快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地獲得監(jiān)測和估產(chǎn)信息，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，雖然農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測技術(shù)與理論十分復(fù)雜，若干問題還有待進(jìn)一步探索，但利用現(xiàn)有的遙感、地理信息技術(shù)和資料，從不同于傳統(tǒng)的統(tǒng)計部門得到信息的途徑，已經(jīng)能夠為決策部門提供輔助性的、快速的、客觀的決策信息。采用 GIS 技術(shù)，可在農(nóng)業(yè)資源管理中實現(xiàn)如下領(lǐng)域的應(yīng)用：

         精細(xì)農(nóng)業(yè)

         坡耕地分布

         農(nóng)作物監(jiān)測及估產(chǎn)

         農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)

         農(nóng)田監(jiān)管

         綠色農(nóng)業(yè)

         動物疫情管理

         植物病蟲害分析

         土壤養(yǎng)分測定

         農(nóng)田水淹沒分析

      1.精細(xì)農(nóng)業(yè)

      “精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上，把地理信息系統(tǒng)（ GIS ）、定位系統(tǒng)（ GPS ）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進(jìn)行集成，定量獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系中， GPS 的定位應(yīng)用以及 GIS 的應(yīng)用開發(fā)是實施“精細(xì)農(nóng)業(yè)”實踐的關(guān)鍵技術(shù)之一，即利用 GPS 定位引導(dǎo)定量獲取農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素的差異性信息，在 GIS 中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，制定經(jīng)濟(jì)、合理的生產(chǎn)決策方案，生成作物管理處方圖，指導(dǎo)農(nóng)田定位作業(yè)。

圖1  土壤養(yǎng)分堿解氮和產(chǎn)量空間差異信息分布圖 

      2.坡耕地分布

      山坡地的可持續(xù)發(fā)展研究關(guān)系當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)，有著十分重要的意義。生態(tài)環(huán)境的好壞，直接影響著整個流域。流域的坡耕地分布狀況與土地適宜性類型，區(qū)域內(nèi)既有經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的平原，也有經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的高原山區(qū)。目前在山坡地研究中，大多采用傳統(tǒng)的實地丈量，手工圈繪等方法。在研究中針對這種情況，采用先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（ GIS ）方法，通過空間分析、模型運算，對該地區(qū)的地理環(huán)境、土壤類型、土壤質(zhì)地等進(jìn)行了詳細(xì)地分析研究，劃分出該地區(qū)坡耕地分布范圍，并對該地區(qū)進(jìn)行土地適宜性評價，得到合理有效的結(jié)果。

圖2 土地宜農(nóng)、宜林、宜牧和評價體系圖

      3.農(nóng)作物監(jiān)測及估產(chǎn)

      農(nóng)作物的生長狀況與產(chǎn)量是全社會都十分關(guān)注的問題，對每一種作物在生長過程中會發(fā)生什么問題，能取得什么樣的收獲，是國家管理部門和農(nóng)民們在作物播種后到收獲的一段時間內(nèi)隨時都想了解的。因此，長期以來對農(nóng)作物產(chǎn)量的預(yù)測是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一項重要工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)測的方法和手段逐步完善和提高，不但能較準(zhǔn)確地估測出各種作物的最終產(chǎn)量，也能跟蹤監(jiān)測各類作物在不同生長期的長勢，從而根據(jù)需要及時采取有效措施，對農(nóng)作物的生長進(jìn)行監(jiān)控，保證當(dāng)年產(chǎn)量的穩(wěn)定增長。為了在農(nóng)作物監(jiān)測和估產(chǎn)中充分發(fā)揮和利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，提高快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地獲得監(jiān)測和估產(chǎn)信息，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，雖然農(nóng)作物估產(chǎn)和監(jiān)測技術(shù)與理論十分復(fù)雜，若干問題還有待進(jìn)一步探索，但利用現(xiàn)有的遙感、地理信息技術(shù)和資料，從不同于傳統(tǒng)的統(tǒng)計部門得到信息的途徑，已經(jīng)能夠為決策部門提供輔助性的、快速的、客觀的決策信息。

 圖3 農(nóng)作物監(jiān)測及估產(chǎn)

      4.農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)

      農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)是在 GIS 和 RS 平臺上開發(fā)的集農(nóng)業(yè)氣象、遙感應(yīng)用于一體的業(yè)務(wù)運行系統(tǒng)。它集成了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)為城市“菜籃子、米袋子”服務(wù)的科研成果；建立了遙感、地學(xué)、氣象、農(nóng)情、社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；建立適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新需求的服務(wù)產(chǎn)品；將 GIS 分析功能應(yīng)用于洪澇災(zāi)害監(jiān)測、災(zāi)害損失評估、資源合理布局等領(lǐng)域，獲取較好的服務(wù)效果。建立了下述分析模型。

 圖4 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)

      5.農(nóng)田監(jiān)管

      我國人多地少，耕地資源十分貧乏 , 人均耕地面積相當(dāng)于世界平均數(shù)的四分只一，中低產(chǎn)田占三分之二。由于環(huán)境污染、水土流失等原因，耕地總體質(zhì)量還在不斷下降。隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，各項建設(shè)占用耕地的問題越來越突出，造成耕地、特別是優(yōu)良耕地面積不斷減少，人地矛盾不斷加劇。因此，利用 GIS 和 RS 對基本農(nóng)田進(jìn)行特殊保護(hù)和監(jiān)管刻不容緩。

圖5 農(nóng)田監(jiān)管和保護(hù)

      6.綠色農(nóng)業(yè)

      進(jìn)行綠色農(nóng)業(yè)工程，對所有農(nóng)田的土壤重金屬含量進(jìn)行 GIS 分析，對綠色農(nóng)作物的生產(chǎn)進(jìn)行決策。

圖6 土壤重金屬含量分析

      7.動物疫情管理

       利用 GIS 技術(shù)，對重大動物疫情發(fā)生點進(jìn)行直觀有效的管理，并對動物疫情防擴(kuò)散進(jìn)行決策。

圖7 動物疫情發(fā)生點管理

      8. 植物病蟲害分析

      利用 GIS 和遙感技術(shù)，對植物病蟲害進(jìn)行分析，高光譜分析也是常用方法。

圖8 植物病蟲害分析

      9.土壤養(yǎng)分測定

      利用遙感技術(shù)，進(jìn)行土壤養(yǎng)分測定，為精確施肥服務(wù) 。

圖9 土壤養(yǎng)分測定

      10.農(nóng)田水淹沒分析

      利用 GIS 和遙感技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)田水淹沒分析，評估農(nóng)田損失情況。

圖10 農(nóng)田水淹沒分析