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精準農業

Precision Agriculture


適合大農制、高能源投入經營系統的合理化作物生產技術

基本精神:

農地的自然條件是不均勻的,因此各種耕種的措施最好能依各區的個別需要,作最適當的投入

定義:

在某特定農地上,配合各區的特殊情況,以最佳的科技,包括資訊的收集、分析、以及決策等,來釐定個別的土壤與作物管理方式,並且進行個別的耕作措施,以期達到資源的最佳利用,此種農耕技術稱為精準農業。

精準農業作業系統的六大要素:

  • 全球定位系統 Global Positioning System, GPS
  • 遙感探測 Remote Sensing
  • 農耕資料庫
  • 土壤資料庫
  • 地理資訊系統 Geographic Information Systems, GIS
  • 自動化農機操作系統。

由一套軟硬體將此六大要素整合串連,以進行偵 (檢) 測、整理、分析、決策及作業等。

精準農業作業系統的數據管理:數據蒐集、數據分析與研判、應用

全球定位系統 Global Positioning System, GPS 

利用衛星(NAVSTAR) 精確地計算定出地表任何地方的位置。地表接收器接受衛星的訊息,由三個不同衛星與該接收器的距離,利用三角方式可以計算出該接收器的位置,若接收四個衛星,則可以定出接收器位置的海拔。

遙感探測 Remote Sensing

利用遠距波長接收器來分析地表的各種反應,例如Advanced Thermal and Land Applications Sensor (ATLAS) 可以接受15個頻道,包括可見光(0.4-0.7 micron)、紅外光(0.8-2.4 micron)、thermal (8-12.5 micron)等波長範圍。根據所要判斷的對象(例如植物會強烈反射0.7 micron的波長),擷取所需要的的波長吸收數據,將地表的狀況以綠紅藍等三種顏色呈現出來。Thermal bands可用來測定植物體的溫度,用來測定是否缺水(植物體較熱)。

作物產量圖 Yield Mapping

利用裝備有定位系統,以及產量紀錄系統的聯合收穫機,每1.2秒鐘自動紀錄地點以及該地點的產量,最後將全區細部的產量以統計方法計算出等產量圖。

管理區(Management zone) 的規劃 

1. 設定整個田區,2. 蒐集田區的各項資訊,3. 計算評估小區的生產力以及所需的管理策略, 4. 劃分不同的管理區  

田區資訊包括:

  1. 下雨前後裸露土壤的空照圖
  2. 地表圖
  3. 土壤調查資料與土壤分析數據
  4. 各季節的植被空照圖
  5. 田區邊緣
  6. 產量圖
  7. 土壤異狀區(如坑洞、圍籬等)圖
  8. 病蟲害調查紀錄
  9. 排水管資料
  10. 過去田區管理歷史,包括作物種類、施肥狀況、過去是否為道路或灌溉水溝....等

資料層 (data layers): 同一田區的不同資訊構成該田區的若干資料層,藉此進行資料的總體評估

地理資訊系統 Geographic Information Systems, GIS 

是一套軟體系統,用來整合、計算、分析同一地區的多層次資料。

管理資訊系統 Management Information System, MIS

根據地理資訊,再配合作物模式、經驗、農場管理系統等,可以導出某特定方塊上農藝操作的最佳決策。

自動化農機操作系統

配合衛星定位系統的農機具,在操作到某定點時,根據衛星定位探測到正確位置,然後經由地理資訊系統、管理資訊系統等軟體即時計算出所應該進行的該定點正確操作,例如特定的施肥量。

參考資料

劉天成 2000 我國精準農業的發展方向與策略。農政與農情2000年一月。

NESPAL 精準農業網路    http://www.nespal.org/tapac/whatisprecag.html
http://www.nespal.org/tapac/educationalmaterials.html

Precision Agriculture (NASAGlobal Hydrology and Climate Center)
           http://wwwghcc.msfc.nasa.gov/precisionag/