1 概述 1
1.1 精细农业的基本概念 1
1.2 精细农业的技术思想 5
1.3 精细农业的技术支撑 9
1.3.1 全球定位系统 9
1.3.2 地理信息系统与地图软件 10
1.3.3 产量分布图生成系统 11
1.3.4 变量控制技术 13
1.3.5 农业生物信息采集技术 15
1.3.6 遥感技术 16
1.3.7 作物生产模型 18
1.3.8 决策支持系统 19
1.3.9 智能化变量农作机械 20
1.4 国内外精细农业的发展概况 21
1.4.1 国外精细农业的发展 21
1.4.2 国内精细农业的发展 24
2 全球定位系统及其应用 30
2.1 卫星定位技术的发展 30
2.2 GPS系统构成 34
2.2.1 空间部分 34
2.2.2 地面监控部分 35
2.2.3 用户设备部分 37
2.3 GPS基本原理和方法 41
2.3.1 GPS卫星信号 41
2.3.2 GPS坐标系统 43
2.3.3 GPS基本原理 44
2.3.4 GPS定位中的误差源 47
2.3.5 差分GPS 51
2.3.6 GPS数据格式 55
2.3.7 GPS定位信息由大地坐标转换为平面导航坐标 56
2.4 GPS系统的特点及其应用 57
2.4.1 GPS系统的特点 57
2.4.2 GPS的广泛应用 59
2.5 GPS在精细农业装备中的应用示例 67
2.5.1 农业车辆自动导航集成定位系统 67
2.5.2 便携式GPS面积测绘仪 72
2.5.3 基于GPS定位的土壤水分快速测量仪 75
2.6 其他卫星定位系统的介绍 78
2.6.1 俄罗斯GLONASS系统 78
2.6.2 伽利略系统 79
2.6.3 中国北斗卫星导航系统 81
3 地理信息系统及其应用 83
3.1 地理信息系统概述 83
3.1.1 地理信息与地理信息系统 83
3.1.2 GIS的特征及分类 84
3.1.3 GIS的组成 85
3.2 GIS的数据组织管理 89
3.2.1 空间数据及其特征 89
3.2.2 空间数据结构简介 94
3.3 GIS的基本功能 102
3.3.1 数据的输入 103
3.3.2 图形与文本编辑功能 104
3.3.3 数据的存储与管理功能 106
3.3.4 空间查询与空间分析功能 108
3.3.5 数据输出与表达功能 111
3.4 GIS软件平台简介 111
3.4.1 MapInfo Professional软件 111
3.4.2 ArcView软件 116
3.4.3 其它GIS软件平台 122
3.5 GIS的发展趋势 122
3.6 GIS在精细农业中的应用 127
3.6.1 概述 127
3.6.2 GIS在草原资源调查中的应用 127
3.6.3 GIS在变量施肥系统中的应用 134
3.6.4 小汤山精细农业示范基地GIS的组成与应用 136
3.6.5 基于WebGIS的应用 143
4 遥感技术及其应用 154
4.1 遥感的概念及特点 154
4.1.1 遥感的概念 154
4.1.2 遥感技术的特点 154
4.1.3 遥感的基本原理 155
4.1.4 遥感系统组成 156
4.2 遥感技术的分类 157
4.2.1 按遥感平台高度 158
4.2.2 按传感器探测波段 158
4.2.3 按成像信号能量来源 158
4.2.4 按应用特点 158
4.3 大气的透过特性和大气窗口 159
4.3.1 大气的透过特性和大气窗口 159
4.3.2 透射特性与遥感信息的关系 160
4.4 航空遥感技术 160
4.4.1 航空遥感平台 161
4.4.2 传感器 161
4.4.3 信息的传输与处理 161
4.4.4 航空摄像机 162
4.4.5 航空像片的特征 162
4.5 航天遥感技术 164
4.5.1 航天遥感的数据获取 165
4.5.2 陆地卫星Landsat 166
4.5.3 卫星像片特征 168
4.5.4 RBV像片 169
4.5.5 多光谱扫描仪（MSS） 170
4.5.6 专题制图仪（TM）图像 171
4.6 地物、植物光谱反射特性 172
4.6.1 地物光谱特性的概念 172
4.6.2 地物的反射光谱特性 173
4.6.3 地物的发射光谱特性 175
4.6.4 地物的透射光谱特性 176
4.6.5 环境对地物光谱特性的影响 176
4.7 典型遥感软件介绍 177
4.7.1 ENVI 177
4.7.2 ERDAS 179
4.7.3 PCI 180
4.8 遥感的农业应用 181
4.8.1 土壤分析和调查 182
4.8.2 农用土地资源的监测与保护 186
4.8.3 农业气象灾害监测、评估与预测 189
4.8.4 农作物的长势与产量的遥感监测与估算 192
4.8.5 农作物生态环境监测和保护 193
4.8.6 遥感技术在国际上的应用状况简介 194
5 信息检测与解析 196
5.1 植物生长信息检测与解析 196
5.1.1 植物营养信息快速检测与解析 196
5.1.2 植物生理生态信息快速检测与解析 201
5.1.3 植物形态信息快速获取与解析 201
5.1.4 植物病、虫、草害信息检测与解析 203
5.2 土壤信息检测与解析 207
5.3 农业小气候信息检测与解析 209
5.4 农产品信息检测与解析 212
5.4.1 农产品形态信息检测与解析 212
5.4.2 农产品色泽信息检测与解析 213
5.4.3 农产品品质指标检测与解析 213
5.4.4 农产品安全指标检测与解析 214
6 智能决策处方生成 218
6.1 决策支持系统的概念、类型与特征 218
6.1.1 决策支持系统的基本概念和结构 218
6.1.2 农业决策支持系统的类型与特征 220
6.2 农业智能管理分区技术 222
6.2.1 农业基础要素的空间插值分析 222
6.2.2 农业智能管理单元的划分 224
6.3 基于模型和3S的精确管理决策支持系统 224
6.3.1 模型和RS技术的耦合机制与功能 225
6.3.2 模型和GIS技术的耦合机制与功能 226
6.3.3 精确管理决策支持系统的结构与功能 227
6.4 精确管理决策支持系统的应用案例 229
7 智能化农业机械装备技术 232
7.1 农业机械自动导航技术及其应用 232
7.1.1 农业机械自动导航技术概述 232
7.1.2 农业机械导航技术及应用 234
7.1.3 农业机械导航控制 242
7.1.4 发展农业导航要注意的问题 244
7.2 智能化农业作业技术装备 245
7.2.1 精细变量施肥机 245
7.2.2 精细变量喷药机 247
7.2.3 精确变量播种机 250
7.2.4 精确变量处方灌溉设备 252
7.3 具有测产功能的谷物联合收获机 253
7.3.1 结构原理 254
7.3.2 谷物联合收获机产量传感器和部件 254
7.3.3 产量图的形成 260
7.3.4 美国“绿色之星”精准农业技术系统简介 261
7.3.5 美国CASE2366谷物联合收割机AFS系统简介 263
7.4 农业机械通信总线 标准ISO 11783 266
7.4.1 CAN协议概述 267
7.4.2 ISO 11783总线标准介绍 267
7.4.3 ISO 11783农机总线应用举例 271
7.5 精细农业的发展前景 272
7.5.1 精细农业研究展望 272
7.5.2 开展精细农业面临的问题 274
8 精细农业技术集成与应用 276
8.1 精细农业数据模型与交换标准 277
8.1.1 精细农业数据概念模型 277
8.1.2 精细农业数据逻辑模型 280
8.2 精细农业软件集成平台 281
8.2.1 平台架构 282
8.2.2 基础运行环境与工具 284
8.2.3 软构件及其组装规范 286
8.2.4 平台运行机制与应用系统开发 292
8.3 精细农业通讯与智能控制技术集成 300
8.3.1 硬件通讯技术集成平台 300
8.3.2 农机作业单元通讯与控制 303
8.3.3 农田信息获取无线传感器网络 312
8.3.4 农机作业远程通讯与监控 319
9 精细农业典型示范案例 326
9.1 大田精准生产技术集成示范 326
9.1.1 精细农业技术装备引进与应用基地建设 327
9.1.2 精细农业技术应用 329
9.1.3 应用效果与效益 333
9.2 果园精细管理技术集成应用 334
9.2.1 基本情况 334
9.2.2 果园精细管理技术体系规划 335
9.2.3 山地果园营养分布现状图制作与精准施肥技术 336
9.2.4 果园旱情预警与精准水分管理技术 340
9.2.5 柑橘果实品质非损伤检测与熟期预测技术建立 343
9.2.6 果园产量估测技术与采收管理信息系统建立 345
9.3 设施农业精细管理技术集成示范 348
9.3.1 北京市大兴区设施农业精准生产技术应用总体情况 349
9.3.2 大兴区采育镇鲜切菊花生产基地精细农业应用典型案例 352
9.3.3 大兴区苗圃花卉生产基地精细农业典型应用案例 357
9.3.4 应用效益分析 362
9.4 水产精细养殖技术集成示范 363
9.4.1 基本概况 363
9.4.2 硬件系统 365
9.4.3 软件系统 369
9.4.4 软硬件系统的集成 371
9.4.5 应用效果与效益 372
9.5 畜禽精细养殖技术集成示范 380
9.5.1 主要畜禽精细养殖技术的研发情况 380
9.5.2 种猪与商品猪精细饲养技术与信息平台的构建 381
9.5.3 泌乳奶牛精细饲养技术与信息平台的构建 389
9.6 精细农业技术应用总结分析 395
参考文献 398