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序言1

前言1

第一章　概述1

1.1　现代农业与精准农业1

1.1.1　农业的社会发展阶段1

1.1.2　农业技术革命3

1.1.3　农业信息化7

1.1.4　精准农业及其发展10

1.2　精准农业的基础理论11

1.3　精准农业的支撑技术12

第二章　地理信息系统技术与精准农业17

2.1　GIS技术概述17

2.2　GIS技术在精准农业中的应用19

2.2.1　从数据的角度看精准农业应用GIS的必要性19

2.2.2　精准农业中的GIS应用20

2.3.2　数据建设39

2.3.1　需求分析39

2.3　支持精准农业的地理信息系统建设39

2.3.3　专业模型研究40

2.3.4　系统软硬件平台建设40

2.3.5　系统设计40

2.3.6　系统实现和集成40

第三章　遥感技术与精准农业41

3.1　遥感的基本概念41

3.1.1　遥感的定义41

3.1.2　遥感的特性42

3.1.3　遥感的分类43

3.2　农业遥感监测机理43

3.2.1　地物的波谱特征43

3.2.2　气象卫星遥感46

3.2.3　高光谱遥感49

3.2.4　微波遥感51

3.3　作物类型及播种面积的遥感监测54

3.3.1　作物类型遥感图像识别的原理54

3.3.2　遥感图像分类方法55

3.3.3　高光谱遥感在作物识别分类中的应用58

3.4　农作物水分、养分、病虫害等的遥感监测59

3.4.1　土壤和作物水分的遥感监测59

3.4.2　作物养分的遥感监测63

3.4.3　农作物病虫害遥感监测64

3.5　农作物长势与产量的遥感估算66

3.5.1　作物长势监测67

3.5.2　农作物遥感估产70

第四章　卫星定位技术与精准农业74

4.1　全球导航卫星系统及其定位原理75

4.1.1　卫星定位系统的应用与发展75

4.1.2　全球导航卫星系统概述77

4.1.3　GPS原理及其数据处理87

4.2　卫星定位系统在精准农业中的应用100

4.2.1　卫星定位系统的作用100

4.2.2　卫星定位系统在精准农业中的应用概况101

4.2.3　卫星定位系统在精准农业中的具体应用102

4.3　农用卫星定位系统110

4.3.1　系统组成110

4.3.2　工作方式115

4.3.3　应用实例117

第五章　网络技术与精准农业121

5.1　计算机网络技术基础121

5.1.1　计算机网络的基本概念121

5.1.2　局域网126

5.1.3　Internet技术基础133

5.1.4　www服务141

5.2　农业信息采集与监控中的网络技术147

5.2.1　农业信息采集与监控中的串行通信技术148

5.2.2　现场总线技术151

5.2.3　农业机械自动化中的网络技术154

5.2.4　农业自动监测系统中的网络技术156

5.3　农业信息网160

5.3.1　农业信息服务160

5.3.2　网络农业专家系统168

5.3.3　农业电子商务171

第六章　快速自动分析监测技术与精准农业175

6.1　土壤信息采集与制图175

6.1.1　土壤采样方法175

6.1.2　土壤养分的快速测定180

6.1.3　土壤水分快速采集183

6.1.4　土壤养分的快速制图技术189

6.2.1　农作物长势监测199

6.2　农作物长势监测与产量测定199

6.2.2　农作物产量的遥感估测204

6.2.3　农作物计产收获211

6.3　农作物病虫草害监测215

6.3.1　农作物病虫害遥感监测215

6.3.2　计算机视觉技术识别杂草219

6.3.3　田间调查处方图生成方法223

第七章　全自动化农业机械电子监控技术与精准农业227

7.1　拖拉机的自动控制技术228

7.1.1　拖拉机的全自动导航技术229

7.1.2　多台机器的伺服控制与导向技术236

7.1.3　拖拉机——农业机械标准总线与系统集成239

7.2　变量作业机械的自动控制技术242

7.2.1　精准播种与施肥设备243

7.2.2　精准农药喷洒设备248

7.3　农作物产量自动监测技术及设备249

7.3.1　应用于谷物联合收割机的测产系统250

7.3.2　采棉机的测产系统260

7.4.1　基于近红外分光技术的土壤在线分析仪264

7.4　车载式精准农业自动作业系统264

7.4.2　激光控制平地系统266

7.4.3　土壤电导率（EC）实时测试系统268

7.5　精准灌溉技术及设备271

7.5.1　精准灌溉的基本思路272

7.5.2　基于固定式喷灌与滴灌设备的精准灌溉技术272

7.5.3　基于大型平移式喷灌机的精准灌溉技术274

8.1.1　精准农业技术体系284

第八章　精准农业技术集成与应用284

8.1　精准农业技术集成284

8.1.2　信息获取285

8.1.3　信息处理与分析286

8.1.4　田间实施288

8.2　精准农业实践过程288

8.2.1　信息采集290

8.2.2　信息处理292

8.2.3　田间实施295

8.3　应用范例——北京小汤山国家精准农业示范295

8.3.1　北京小汤山国家精准农业示范基地介绍297

8.3.2　高光谱遥感技术用于作物苗情诊断和生化组分测试的研究297

8.3.3　精准农业资源管理地理信息系统建设299

8.3.4　精准农业农田信息采集系统300

8.3.5　变量作业机具的研制303

8.3.6　产量填图的方法及应用307

9.1　精准园艺——自动控制蔬菜、水果栽培管理设备316

第九章　精准农业的延伸应用316

9.1.1　收获机器人317

9.1.2　栽培、管理机器人319

9.2　精准养殖——自动养殖技术与设备323

9.2.1　家畜饲养中的电子识别装置324

9.2.2　全自动奶牛饲养机器人325

9.2.3　全自动家蚕饲养机器人327

9.3.1　水果、蔬菜品质检测技术329

9.3　精准食品加工——农产品品质分析检测技术329

9.3.2　谷物品质检测技术332

9.4　精准林业334

9.4.1　精准林业导论334

9.4.2　遥感技术在精准林业中的应用336

9.4.3　专家系统在精准林业中的应用337

9.4.4　精准林木检测技术338

9.4.5　精准林业管理平台341

结语345

参考文献348