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第1篇 现代农林业精细化管理基本理论 2

第1章 概论 2

1.1 现代农林业精细化管理的基本概念 2

1.1.1 基本概念 2

1.1.2 现代农林业精细化管理的基本要求 2

1.2 现代农林业精细化管理的技术思想 3

1.2.1 现代农林业精细化管理思想 3

1.2.2 现代农业与传统农业的区别 4

1.3 现代农林业精细化管理的支撑技术 5

1.3.1 全球定位系统 5

1.3.2 地理信息系统与地图软件 5

1.3.3 遥感技术 5

1.3.4 现代农业信息检测技术 5

1.3.5 农业现场信息获取无线传感器网络技术 6

1.4 国内外现代农林业精细化管理的发展 7

1.4.1 国外精细农业的发展 7

1.4.2 国内精细农业的发展 7

思考题 9

第2章 全球定位系统及其应用 10

2.1 卫星定位技术的发展 10

2.1.1 早期的卫星定位技术 10

2.1.2 卫星多普勒定位系统 10

2.2 GPS系统构成 11

2.2.1 空间星座部分 11

2.2.2 卫星监控部分 12

2.2.3 用户部分 13

2.3 GPS基本原理和方法 14

2.3.1 GPS基本原理 14

2.3.2 GPS使用方法 16

2.4 GPS系统的特点及其应用 17

2.4.1 GPS系统的特点 17

2.4.2 GPS在各领域的应用 18

2.5 GPS在精细农业装备中的应用 20

2.5.1 CASE2366轴流谷物联合收割机产量监测及成图系统 21

2.5.2 变量施肥播种机 22

2.5.3 变量喷雾机 22

2.6 其他卫星定位系统的介绍 23

思考题 26

第3章 地理信息系统及其应用 27

3.1 地理信息系统 27

3.1.1 地理信息与地理信息系统 27

3.1.2 GIS分类 28

3.1.3 GIS的组成 29

3.2 GIS的特点和功能 32

3.2.1 GIS的特点 32

3.2.2 GIS的基本功能 32

3.3 GIS软件平台简介 34

3.3.1 GeoMap简介及功能 34

3.3.2 ArcView软件 35

3.3.3 国内外主要的GIS平台 36

3.4 GIS的发展趋势 37

3.5 GIS在精细农业中的应用 39

3.5.1 概述 39

3.5.2 国内外农业GIS发展现状 39

3.5.3 GIS技术在农业应急平台中的适用性研究 39

思考题 41

第4章 遥感技术及其应用 42

4.1 遥感的概念及特点 42

4.1.1 遥感概念 42

4.1.2 遥感的基本原理 42

4.1.3 遥感基本过程 43

4.1.4 遥感技术的特点 43

4.1.5 遥感技术系统 44

4.2 遥感技术的分类 44

4.2.1 按遥感探测的对象分 44

4.2.2 按遥感平台分 45

4.2.3 按遥感获取的数据形式分 45

4.2.4 按传感器工作方式分 45

4.2.5 按遥感探测的电磁波分 45

4.2.6 按遥感应用分 45

4.3 遥感的农业应用 46

4.3.1 作物生长状况遥感监测 46

4.3.2 作物产量的遥感估测 48

4.3.3 农作物种植面积的遥感估算 48

4.3.4 农业气象灾害监测、评估与预测 50

4.3.5 农作物生长状况及其生态环境的监测 50

4.3.6 农用土地资源的监测与保护 53

思考题 53

第5章 现代农业信息检测技术 54

5.1 植物生长信息检测与解析 54

5.1.1 植物营养信息快速检测与解析 54

5.1.2 植物生理生态信息快速检测与解析 55

5.1.3 植物形态信息快速获取与解析 56

5.1.4 植物病、虫、草害信息检测与解析 56

5.2 土壤信息检测与解析 60

5.2.1 土壤含水量检测 60

5.2.2 土壤营养成分检测 61

5.2.3 土壤物理特性检测 61

5.2.4 地表状态检测 62

5.2.5 土壤盐分检测 62

5.3 农业小气候信息检测与解析 62

5.3.1 农业小气候温度检测 62

5.3.2 农业小气候湿度检测 62

5.2.3 风速与风向检测 63

5.2.4 太阳辐射能检测 63

5.2.5 二氧化碳检测 63

5.4 农产品信息检测与解析 64

5.4.1 农产品形态信息检测与解析 64

5.4.2 农产品色泽信息检测与解析 64

5.4.3 农产品品质指标检测与解析 65

5.4.4 农产品安全指标检测与解析 66

5.5 谷物自动测产技术 69

5.5.1 测产系统的作用 70

5.5.2 国外产量监测系统与产量图的研究 70

5.5.3 国内产量监测系统研究 71

5.6 农产品品质检测技术 72

5.6.1 农产品品质检测概述 72

5.6.2 高光谱成像系统检测 72

5.7 农产品冷链物流中的监测与传感技术 74

5.7.1 农产品冷链物流概述 74

5.7.2 RFID技术在我国生鲜食品冷链物流管理中的应用 77

5.7.3 基于HACCP监测的冷链物流 79

思考题 81

第6章 农业现场信息获取无线传感器网络技术 82

6.1 物联网 82

6.1.1 物联网的国内外现状 83

6.1.2 物联网概述 84

6.1.3 物联网核心模块简介 85

6.1.4 物联网关键技术 86

6.2 农田信息获取无线传感器网络技术 87

6.2.1 短距离无线技术的发展现状 87

6.2.2 系统设计方案 89

6.2.3 无线传感器网络应用于现代农业的优势 89

6.3 农田温湿度信息采集系统的设计 90

6.3.1 农田温湿度信息采集系统的架构 91

6.3.2 传感器节点构成 92

6.4 系统硬件设计 94

6.5 无线传感网络概述 95

6.5.1 国外无线传感器网络的研究概况 95

6.5.2 国内无线传感器网络的研究概况 97

思考题 98

第2篇 现代农林业精细化管理应用案例 100

第7章 基于Zigbee的无线传感节点开发设计 100

7.1 臭氧传感器无线节点 101

7.2 二氧化碳传感器无线节点 107

7.3 无线控制器节点 112

思考题 114

第8章 温室大棚精细化管理示范案例 115

8.1 系统总体概况 115

8.2 系统布局设计 116

8.3 系统架构设计 117

8.4 系统硬件介绍 118

8.4.1 设备清单 118

8.4.2 设备性能 118

8.5 系统效果展示 122

8.5.1 实时数据模块 124

8.5.2 实时视频模块 125

8.5.3 历史数据模块 125

8.5.4 农用材料和大户信息模块 126

8.5.5 致灾指标模块 127

8.5.6 精细化天气模块 127

8.5.7 远程控制模块 128

8.5.8 后台管理模块 128

8.5.9 移动端管理平台 129

思考题 129

第9章 果园精细化管理技术应用示范 130

9.1 概述 130

9.2 果园精细化管理建设内容 130

9.3 果园精细化管理技术路线 132

9.3.1 环境信息（墒情气象）采集系统 132

9.3.2 视频监控系统 136

9.3.3 灌溉控制系统 137

9.3.4 控制中心 137

思考题 139

第10章 现代农林业精细化管理技术在大田中的应用 140

10.1 概述 140

10.2 农业物联网 141

10.2.1 农业物联网应用发展现状 141

10.2.2 农业物联网产业发展现状 142

10.2.3 农业物联网应用相关标准化进程发展状况 143

10.3 大田农业物联网系统组成 144

10.3.1 智能感知平台 144

10.3.2 无线传输平台 146

10.3.3 运维管理平台 147

10.3.4 应用平台 147

10.4 大田农业物联网系统应用案例分析 147

10.4.1 基于物联网技术的大田水稻智能化种植管理解决方案 147

10.4.2 现代农业大田自动灌溉系统 150

思考题 154

第11章 现代农林业精细化管理技术在山林中的应用 155

11.1 精准林业概况 155

11.2 精准林业的概念与特点 155

11.3 精细化林业资源管理 156

11.4 “3S”技术的集成应用 157

11.4.1 “3S”技术在林业生产管理领域的现实意义 157

11.4.2 “3S”技术国内外发展状况 159

11.5 物联网在林业信息化中的应用 159

11.5.1 传感器网络及ZigBee技术 160

11.5.2 RFID技术 161

11.5.3 智能技术 162

11.5.4 物联网在其他林业相关领域的应用 162

思考题 165

第12章 其他现代农林业精细化管理技术应用案例 166

12.1 近红外光谱技术在珍稀木材鉴别领域的应用 166

12.1.1 概述 166

12.1.2 近红外光谱技术的理论基础 169

12.1.3 化学计量学软件 172

12.1.4 近红外光谱技术对木材的检测 176

12.1.5 珍稀木材快速鉴别物联网系统设计 176

12.1.6 用近红外光谱技术鉴别珍稀木材的实验过程 179

12.2 近红外光谱技术在铁皮石斛鉴别领域的应用 187

12.2.1 铁皮石斛的概述 187

12.2.2 研究背景 190

12.2.3 用近红外光谱技术鉴别3种易混淆石斛的实验过程 196

参考文献 202