测绘地理信息技术在农作物生产中的应用.pdf

Value Engineering0 引言测绘地理信息技术是地理测绘信息与现代信息技术相结合的产物，指运用信息技术手段将地理测绘信息转化为特定格式的数据，并与空间信息科学、光电技术等相结合，实现对地理信息的精准模拟。1本文以云南省热带作物科学研究所热带果树试验基地水肥一体化建设项目（以下简称热带果树建设项目）为例，对测绘地理信息技术在农作物生产的应用进行论述。1 在农作物规划中的应用通过测绘地理信息技术对农业展开规划，把自然生态资源、社会经济数据库、新产业项目规划建设进行有机融合，实时生成一系列农业规划统计的评估图文。此外，可以把遥感系统与地理信息系统进行融合，通过地理信息系统遥感内容，利用各式各样的系统规划图件，评定图件等，对农业规划结果进行至关定量的呈现。2利用测绘地理信息技术对目标区域的农业用地适宜性及农业土地进行规划，相比于传统测量技术，测绘地理信息技术的优势在于测绘结果更贴近于农业用地的真实土地状况，农业用地的主要地理特点更加突出，所得的关于农业用地的相关信息更加全面，而这样的优势正是建立合理农业土地规划的前提。除此之外，地理信息系统中包含诸多农业用地基础数据，如农业土地种类、土地有机物含量等。相关工作人员可以根据产品规划中的不同问题，依照实际土地状况，对不同数据赋予不同权重，从而有侧重点地评定该农业用地的适宜性。热带果树建设项目，项目地理坐标为东经 100毅45忆59义-100毅46忆26义，北纬 22毅00忆29义-22毅01忆01义；属景洪断陷盆地澜沧江冲积域级阶地，地形为丘陵和缓坡地，海拔 567-590m；项目区属抗震设防烈度 8度第三组，域类场地；属北热带半湿润季风气候，长夏无冬、干湿分明、高温、高湿、静风；年平均气温 22.0益，年平均降水量 1148mm，降水集中在 5-9 月份，占全年的 85%，相对湿度 83%，雾日 125 天，干燥指数 1.04，年平均日照2096 小时，年平均风速 0.5 米/秒；项目区土壤为砖红壤，成土母质为老冲积物，土层深厚，肥力中等。根据 1:500 现状地形图和地理信息现状特点分析后进行热带果树规划，规划建设建设标准化热带果树试验基地 272.69 亩如图 1要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院丰玉云（1984-），男，云南寻甸人，高级工程师，主要从事测绘、土地管理、农业工程等方向的工作。测绘地理信息技术在农作物生产中的应用Application of Surveying and Mapping Geographic Information Technology in Crop Production丰玉云淤FENG Yu-yun曰王勇方淤WANG Yong-fang曰单红梅于SHAN Hong-mei（淤云南省热带作物科学研究所，西双版纳666100；于云南云金地科技有限公司，西双版纳666100）（淤Yunnan Tropical Crop Science Research Institute，Xishuangbanna 666100，China；于Yunnan Yunjindi Technology Co.，Ltd.，Xishuangbanna 666100，China）摘要院测绘地理信息技术对于农作物的生产起着及其重要的作用，我国作为全球农业大国，农作物规划、播种定植、栽培及其配套产业链体系的创新发展多年来备受重视，其中“三农”的工作任务更可谓是推进全面建设社会主义国家现代化科技强国工作的重中之重。农业农村部对十三届全国人大四次会议第7120号建议的答复中表示，农业农村部将会同教育部等部门，积极落实 关于加快推进乡村人才振兴的意见，加快发展新农科，大力培育知农爱农新型人才，加强农业领域重大科技创新平台建设，强化农业科技创新源头供给，为乡村振兴作出更大的贡献。为迎合国家发展需求，促进农产品产量、质量的提升，相关工作人员将测绘地理信息技术等新型技术运用到农作物的生产中去具有非常重要的意义。Abstract:Surveying and mapping geographic information technology plays an important role in the production of crops.As a largeagricultural country in the world,China has attached great importance to the innovative development of crop planning,planting,cultivationand supporting industrial chain system for many years.Among them,the task of agriculture,rural areas and farmers can be said to be themost important task in promoting the comprehensive construction of a modern scientific and technological power in socialist countries.Thereply of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs to the No.7120 Recommendation of the Fourth Session of the 13th National PeoplesCongress said that the Ministry of Agriculture and Rural Affairs would work with the Ministry of Education and other departments to activelyimplement the Opinions on Accelerating the Revitalization of Rural Talents,accelerate the development of new agricultural sciences,vigorously cultivate new talents who know agriculture and love agriculture,strengthen the construction of major scientific and technologicalinnovation platforms in the agricultural field,strengthen the supply of agricultural scientific and technological innovation sources,and makegreater contributions to rural revitalization.In order to meet the needs of national development and promote the improvement of agriculturalproduction and quality,it is of great significance for relevant staff to apply new technologies such as mapping geographic informationtechnology to crop production.关键词院测绘地理信息技术；农作物规划；农作物生产Key words:surveying and mapping geographic information technology；crop planning；crop production中图分类号院P208文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）23-139-04doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.23.043价值工程所示，其中新植柚子 66.14 亩，新植菠萝 13.19 亩，新植火龙果 10.11 亩等，再配套建设水肥一体化灌溉系统等基础设施。在进行全国农作物产业规划工作的过程中，有关人员利用依托遥感信息技术、地域信息体系、自动定位控制系统和三维模型等新型技术，更高效地完成了对于当地农作物产业规划的设计。除了完成设计，通过对高新技术的应用，还能够提高全国农业科研管理水平，改善农业用地的地理信息测绘品质，完善我国农业用地的地理信息库；同时，还可以针对全国农业用地进行动态监测管理，从而有效促进全国农业用地确权管理工作的开展。2 在开垦种植中的应用2.1 测绘地理信息技术在农田开垦中的应用在农田土地后开垦、复垦、整理及重新开发的建设过程中，最为重要的工作内容就是实地进行对农业用地地形图的准确描绘，由于大量土地在整理、复垦工作及重新开发的建设工作中会出现较为严重的土壤质量下降或土地营养流失问题，因此掌握当地地形的准确资料也就更显得十分重要。这些关于农业用地的地理资料的准确性将直接影响农业用地的开垦、复垦、整理及重新开发的效果及后期在农业用地的耕作中，土地的质量如何，以及预计的农业农作物生产活动能否得到顺利进行。而地理测绘技术可以提供相关的精确数据，从而减少了测绘人员测绘带来的人力成本及误差风险。2.2 测绘地理信息技术在农作物种植中的应用对于农作物的种植主要分为整地和播种定植两个阶段。对于农业用地的整地工作可以为农作物的播种和后期正常生长发育提供适宜的土壤条件。而对农作物的播种方法及播种手段是否合理，将直接影响农作物的生长情况及该农业用地的产量。热带果树建设项目以其中的菠萝、柚子为例：菠萝怕渍水，喜通风透气，种植技术流程如图 2。园地深翻深度最好达到 30cm，并除净宿根恶性杂草。深翻、平整后做畦，采用平畦。全垦后，幅内分畦，畦面宽 100cm、畦沟宽 50cm、深 25cm。幅宽、畦宽要规范化，以利各种作业。雨季为防止种后雨水冲刷造成根系裸露和阻塞畦沟，防止畦面杂草滋生，施肥起畦后通常用地膜或草覆盖畦面，再等候种植。施用基肥的成本小，效果好。一般用农家肥 1t/亩加复合肥 50kg/亩混合堆沃后施用，在整畦时施用。品种亩植 3000 株，4-9 月均可定植，采用双行种植，小行距 40-50cm，株距 25-30cm，叶片伸向畦间生长，能充分利用阳光和自行荫蔽，且减少畦沟的杂草。定植时应按各类芽苗分类、分级、分片种植，以使植后生长势和收获期一致，利于管理和采收。种植时将芽苗基部几片小叶剥去，露出根点，图1规划建设建设标准化热带果树试验基地图序号指标单位数量11.11.1.11.1.21.1.31.1.41.1.51.1.6项目建设规模热带作物及水果种植区柚子澳洲坚果辣木菠萝莲雾火龙果亩亩亩亩亩亩亩亩272.69233.60100.2152.7439.5313.1910.4117.52Value Engineering以利发根。种植深度，吸芽可种深达 10cm，裔芽可浅些，约6cm，冠芽更浅，约 4cm，以生长点不没入土中为原则。种植时须将小苗周围的泥土压紧，以防倒伏。柚子的生长特性，宜选择海拔高度相对较低，东北、北或东向的缓坡地或冲积地；土质疏松、土层较厚、肥力较高、pH6-6.5、有机质含量最好在 1.5%以上、水位较低的砂壤地作种植园。易受强烈日照的西向高坡位山地和土壤通透性差的平地不宜建园。挖穴宜在冬季进行，穴坑规格：长伊宽伊深为 1m伊1m伊0.6m，有条件的挖成壕沟更好，穴内施基肥，基肥主要采用有机肥及钙镁磷肥，每亩施用有机肥 2t，钙镁磷肥 100kg，基肥与表土混合填入，填土要高出地面约 10cm，避免种后土实苗木下降现象，柚树属柑桔类树冠高大的品种，一般采用株行距 3伊5m，每亩栽 45 株左右。嫁接苗在春梢萌发前或春梢老熟时（立夏）定植为宜。东试早柚大苗带土在 1-2 月春植或 10-12 月秋植，成活率高，速生，定植后第 3 年开始挂果试产，可缩短非生产期1-2 年时间。定植时嫁接口宜高于地面 7cm，山地宜种植于梯面中间，以便根群扩展。移栽前苗木先用黄泥浆沾根，移栽时，土穴挖开，苗木放在中间，植株要竖立，把根向四周舒展，然后填上表土并将土压实，即浇定根水，再盖上松土，为防止土壤下沉或积水，再铺上草覆盖，以利保湿，有条件的最好带土定植，如晴天要连续浇水 3-5d，以保证成活，柚子种植技术流程如图 3。2.2.1 对于农业用地的整地工作在农业用地的整地工作中，首先要通过翻耕、深松耕、耙地等方式来疏松土壤。如果经过整地工作后，农业用地的土壤没有达到一定的松软程度，就会导致农作物的根部发育不良，甚至出现烂根、黄叶的情况，从而导致农业用地的农作物产量大幅度减少。在疏松土壤后，还要进行镇压和平地等工作来保持农业用地的总体平整性。保证农业用地的平整性，一方面是为了防止在点播过程中出现农作物播种深浅不一的情况，另一方面也是为了保证在农作物灌溉的过程中，水流不会因土地不平整而流通不畅，从而保证了农作物的正常生长。热带果树建设项目柚子新植区土地平整拟采取坡地改台地、小台归并大台的方式进行平整，以地块为平整单位。平整过程中遇到高压线铁塔、双电杆、军事通信电杆时，按相关规范预留不平整区域，保留原地貌。各田块内梯地的平整趋势基本上平行等高线，按“大弯就势，小弯取直”，小型侵蚀沟填平的原则进行场地平整并计算挖填土方工程量。种植田块的布置适应地形变化和遵循“大弯就势、小弯裁直”的原则，沿等高线方向（横坡）布设耕作田块，田块由各级道路、水系分隔，格田长度控制在 100-300m 以内，宽度控制在 5-20m，宽度不小于 3.0m，实际宽度根据项目区的地形情况具体确定，坎高规划控制在 0.4-1.5m。对于平整区采取先推表土 30cm，表土就近集中堆放（平整完成后再均匀回填表土），然后挖生土，平均坎高结合不同地块坡度设置，最小台面宽 3.0m。然而，在实际操作过程中，人为很难保证土壤的松软性与土地的平整性。人工使用钉齿耙耙地时，不仅无法碎土至合适的松软程度，还容易造成土地表面不平整的状况。当需要整地的农业用地占地过大时，凭借人眼也很难观察土地整体是否平整，从而无法判断整地效果是否达到预期标准。通过利用无人机对农业用地进行遥感测绘，人们能够轻易获得待整地农业用地的相关数据，进而可以有效利用多种图像处理和数字分析技术对这些数据进行处理，最后可以得到农业用地的最佳整地规划，为实现预计的种植水平奠定基础；除此之外，在实施整地工作的过程中，无人机还可以进行对农业用地的实时遥感测绘，通过计算实际整地情况与整地规划的偏差，进行对整地工作的指挥工作；同时，在进行整地的过程中，由于不同土地区块的土壤种类、土壤疏松状况等土壤状况不同，就需要工作人员依据无人机传回的相关数据，根据不同的土壤情况改变整地策略。2.2.2 农作物的播种定植工作农作物的播种方式可以分为撒播、点播和条播三类。具体选择哪种播种方式，要通过农作物的种类及其生长方式来判断。但无论运用哪种播种方式，都要保证农作物株距的合理与均匀。在人工播种过程中，只能通过人眼来判断农作物之间的株距是否合理、均匀。但通过无人机的遥感测绘，则可以得到关于农作物株距的精准、详细数据，从而指导农作物的播种，保证农作物的后期生长达到预期效图2菠萝种植技术流程选地做畦施基肥定植覆膜水肥管理病虫防治催花催芽催熟采收图3柚子种植技术流程选地挖穴施基肥定植中耕培土杂草治理水肥管理套袋采收整形修剪花果管理病虫防治价值工程果。热带果树建设项目菠萝定植工程，园地深翻深度最好达到 30cm。全垦后，幅内分畦，畦面宽 100cm、畦沟宽50cm、深 25cm。幅宽、畦宽要规范化，以利各种作业。种亩植 3000 株，每亩定植穴挖方 83.4m3；东试早柚定植工程。柚树属柑桔类树冠高大的品种，一般采用株行距 3伊5m，每亩栽 45 株左右，挖穴宜在冬季进行，穴坑规格：上顶宽1m伊深 1m伊下底宽 0.6m，每亩定植穴挖方 52.2m3。除此之外，利用现代测绘地理信息等技术能够对我国不同地区农业用地的自然条件、农作物种子的发芽状况，及其生长趋势等数据进行实时的精准捕捉与分析，从而设计出不同地区农业用地的最佳种植作物与最佳种植方法，以有效保证农业用地的农作物产量与经济效益。除此之外，利用现代测绘地理信息技术还将可以有效保证整个农业地区的地理生态环境建设和其他自然资源的持续有效开发利用，从而减少耕地浪费，更快地实现高效的现代农业建设和农业的可持续发展。3 在农业基础设施建设中的应用农业基础设施建设一般包括：农田水利建设，农产品流通重点设施建设，生产基地、用材林生产基础和防护林建设，农业教育、科研、技术推广和气象基础设施等。利用现代地理测绘技术建立的地理信息库中所储存的，关于农业用地的基础数据及周边环境数据是进行基础设施建设的依据。相比于传统测绘手段，现代测绘地理信息技术的地理信息库中的数据更加精确、全面，测绘方式也更加智能、简单。直接利用地理信息库中所储存的地理信息来进行基础设施建设，一方面减少了因测绘不准确带来的经济损失与安全隐患，一方面也为基础设施建设设计奠定了良好的基础。热带果树建设项目，配套建设水肥一体化覆盖面积 279.6 亩灌溉系统，完善园区围护工程，建设围栏1182m，建设首部管理房 1 栋，61.69m2，仓储及业务用房 1栋 61.69m2等，通过建设有效地改善试验基地生产条件等基础设施，试验基地得到稳定充足的灌溉用水量，灌溉条件明显改善，热带果树产量和品质都得到了提高。除了作为基础设施建设的依据，现代测绘地理信息技术在基础建设中的应用还体现在预防地质灾害方面。通过分析地理信息系统关于单个种植地区的历年地质灾害数据，有利于人们找出地质灾害多发季节或月份，并根据分析结果建设相应的地质灾害防治基础设施，以减小地质灾害来临时对农业用地带来的损失。比如，对于多发泥石流的种植地区，可以通过在农业用地上方建设拦挡坝或种植防护林的方式来减少泥石流对于农田的伤害。通过分析地理信息系统中关于多个种植地区的历年地质灾害数据，有利于人们找出相应地质灾害多发地区，并经过对比分析找出地质灾害原因，甚至进行未来相应地质灾害的发生地预测，并通过预测结果对当地的基础设施进行加固和优化。4 在农作物观测中的应用在高效农业开发中，现代数字测绘及地理信息技术既可帮助人们对各类农田信息点进行农业空间坐标定位，同时他们可以据此获取到农业用地中农作物的生长区域环境、生长发育状况变化等农作物状况，从而实现农作物的观测，建立起农田资源信息一体化管理监控系统，帮助各地相关开发部门尽快找出更加适合于当地农业用地土地类型与当地气候条件的农作物，从而稳步提高各地农作物产品的总产量。相比于传统的人工采样，人工观测方法，现代测绘地理信息技术能更加精确地反应出农作物生长状况，从而为后期的种植方法调整奠定基础。在农业数字装备技术试验中，相关技术人员通过无人机的遥感测绘技术与三维成像技术，可以将农业用地中田埂、水渠、树木等主要要素具体、清晰地呈现在了三维成像图中。在农作物的生长过程中，工作人员可以通过三维成像图实时观测农作物的动态生长状况，同时可以为预防虫害与恶劣天气提供科学数据。35 在农作物产业链中的应用农业产品产业链是指农产品从原料、加工、生产到销售等各个环节的关联。农作物产品市场竞争力强，市场发展空间大，但也存在由于供求关系和价格因素变化对项目生产造成损失的可能性。具体可能为市场信息不对称、供求量偏差，以及实际价格与预测价格偏差、市场调节的滞后性等原因造成，它的损失主要表现在项目产品销路不畅，产品价格低迷，以至于销售收入达不到预期的目标。可以将现代测绘地理信息技术与物联网技术联系起来。通过物联网了解农作物产业链中对于农作物种植生产的主要需求，结合现代地理测绘技术中的主要数据，判断改变农业用地的种植作物或农作物的种植方法与种植侧重点。这种将现代测绘地理信息技术与物联网技术联系起来的方法，更有利于农作物生产对农作物产业链的需求变动做出迅速反应，从而使农作物的种植更贴近于市场需求，增加农作物种植带来的利润，有效减少了因市场变动带来的经济损失风险。6 结束语综上所述，根据建设的标准化热带果树试验基地272.69 亩，配套基础设施。项目建成后项目建成后可年产菠萝 39.57t，坚果 10.02t，辣木新稍 3.68t，辣木籽 3587kg，莲雾 10.41t，火龙果 52.56t，柚子 200.42t。项目建成后重点开展热带作物及果树优质高产配套栽培技术示范；加强机械化技术应用；加强节本增效技术集成应用；加强病虫害防控、营养评价、质量控制，提高产品质量安全水平；研究完善生产标准体系，打造热带作物及果树精品品牌。本文以热带果树试验基地项目为例从规划、种植、基础设施、观测和产业链方面论述测绘地理信息技术在农作物发展中的应用，在实际应用中，测绘地理信息技术可以实时提供当地详细的地理信息，在后期经过其它设备或人为的分析，即可作为优化农作物产业规划、开垦种植方法、基础建设、农作物观测及农作物产业链的根据。运用现代测绘地理信息技术来实现农作物的发展，不仅可以提高农作物的产量与质量，还可以有效规避风险，提高利润，推进中国农业发展的转型升级。参考文献院1钟秀燕，蔡有兄，陈艳，等.论测绘地理信息技术在地质勘查中的应用发展J.有色金属设计，2022，49（01）：85-86，89.2刘艺.基于农业生产过程的农业物联网数据处理若干关键技术的研究D.北京邮电大学，2014.3苏瑞东.无人机在现代农业中的应用综述J.江苏农业科学，2019，47（21）：75-79.