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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