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河南省精准农业发展现状调查与研究.rar

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    河南省 精准 农业 发展 现状 调查 研究
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    第 1 页 共 (23 )页编号:09009110229南阳师范学院 2013 届毕业生毕业论文(设计)题 目: 河南省精准农业发展现状调查与研究 完 成 人: 仙春贺 班 级: 2009-02 学 制: 4 年 专 业: 地理科学 指导教师: 戚鹏程 完成日期: 2 2013-4-16 第 2 页 共 (23 )页目 录摘要...............................................................................................................(1)0 引言 ...........................................................................................................(1)1 河南省概况 ..............................................................................................(2)2 农业产业化和农业现代化基础 ..............................................................(3)3 河南省发展精准农业的条件 ...................................................................(5)3.1 自然条件 ........................................................................................(5)3.2 政策优势 ......................................................................................(8)3.3 河南省精准农业的科研支持能力 ..............................................(10)4 河南省精准农业的发展策略 ................................................................(11)参考文献 ....................................................................................................(13)Abstract......................................................................................................(14)第 3 页 共 (23 )页第 0 页 (共 1234 页)河南省精准农业发展现状调查与研究作 者:仙春贺指导老师:戚鹏程摘要:精准农业(precision agriculture)代表着未来农业的发展潮流。河南省是农业大省,发展精准农业对于河南省农业资源的合理利用,实现农业的现代化,维护本省:精准农业(precision agriculture)代表着未来农业的发展潮流。河南省是农业大省,发展精准农业对于河南省农业资源的合理利用,实现农业的现代化,维护本省乃至全国的粮食安全具有重要意义。本文对河南省发展精准农业的策略进行了研究。首先介绍了国内外精准农业的发展概况,阐述了发展精准农业对于河南省的重大意义。然后介绍了河南省概况及现代农业的发展历程,分析了河南省发展精准农业所具备的的自然基础以及社会经济基础。最后提出了关于在河南发展精准农业的几点意见。乃至全国的粮食安全具有重要意义。本文对河南省发展精准农业的策略进行了研究。首先介绍了国内外精准农业的发展概况,阐述了发展精准农业对于河南省的重大意义。然后介绍了河南省概况及现代农业的发展历程,分析了河南省发展精准农业所具备的的自然基础以及社会经济基础。最后提出了关于在河南发展精准农业的几点意见关键词:精准农业;农业现代化;农业机械化0 引言农业信息化代表着 21 世纪全球性农业潮流,也是是农业现代化的重要保证与根本标志。充分利用信息技术等高新技术发展现代化农业,已成为全球农业发展的热点与新的增长点。而传统农业用统一的耕作、播种、施肥、喷药等农艺措施对耕地进行生产管理,,存在农业生产成本高、作物产量和经济效益低以及污染环境等诸多问题。为了从根本上解决传统农业存在的一系列问题,,精准农业(precision agriculture)于 20 世纪 80 年代初在国际农业领域被倡导且得到了迅速发展。精准农业是质量效益型农业,,以优质高效为目标,追求以最少投入获得优质高产 [1]。目前,,美国在精准农业的研究与应用领域处于国际领先地位。于 20 世纪 80 年代初提Comment [A1]: 。Comment [A2]: 第 1 页 (共 1234 页)出了精确农业的理念和设想, 并在 20世纪 90年代初进入生产实际应用。,其部分技术和设备已经成熟和成型,,且取得了极大的经济效益,,但尚未形成系统,,仍处于研究发展阶段 [ 6]。精准农业是在发达国家大规模经营和机械化条件下发展起来的,目前已在世界许多国家展开了研究和应用实践。例如,英国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西、意大利、俄罗斯等国家都有开展精准农业(precision agriculture)研究和应用的报道 [ 1·57] 。 相比之下, 美、英等国以施肥上的应用最为成熟。日本、韩国等国家近年来也加快开展了精准农业(precision agriculture)的研究工作,其中日本开展的研究项目重点着眼于传感和控制等有关农业机械化 [6]。精准农业技术除美国和加拿大进入商业用途外,其他国家仍处于示范试验过程中,还没有真正进入推广阶段。主要原因可能是其关键技术开发尚未在实用价值上产生突破,信息采集技术以及费用比较昂贵等。总之,目前国际上对精准农业(precision agriculture)技术的发展潜力及应用前景有了广泛共识,将其作为发展农业高新技术应用的重要内容,将其公认为是发展可持续农业的重要途径。我国学者在精确农业领域也开展了大量的研究。王远路等人对于发展精确农业的模式进行了相对细致的探析 [7]程一松等人对于高光谱遥感在现代农业中的应用进行了比较深入的研究而且取得非常好的成果 [8]。首先明确精准农业的内涵。精准农业(precision agriculture)是美国等经济发达国家在20世纪80年代末期继LISA (低投入可持续农业)后,为适应信息化社会发展要求而对农业发展提出的一个新的课题。 精准农业( Precision agriculture)又称精细农业、精准农业、精准农作,是一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统。精准农业采用3S ( GPS、GIS和RS)等高新技术与现代农业技术相结合,对农资、农作实施精确定时、定位、定量控制的现代化农业生产技术,可最大限度地提高农业生产力,是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。对于河南省来说,发展精准农业(precision agriculture)具有有重大战略意义。河南是农业大省,又是人口大省,农村人口占绝大多数,农村稳定和农民增收一直是经济发展中的难题。因此,河南现代农业的发展不仅关系到河南的“三农”问题,还直接涉及社会经济的全面发展问题。所以,研究如何启动和推进精准农业(precision agriculture)的发展对于河南省农业现代化战Comment [微微微微3]: 全文中,都要注意分号、逗号和括号等标点的全角半角问题。第 2 页 (共 1234 页)略的实现具有十分深远的意义。本文在查阅大量资料的基础上,对河南省农业精确现状进行的调查研究,针对河南省应优先在哪些方面的开展3S应用、如何发展3S精准农业这个等几个策略性的问题进行探索,以期为政府和企业提供参考和思路。1.河南省概况河南省界于北纬31°23'-36°22',东经110°21'-116°39'之间,东接安徽、山东,北界河北、山西,西连陕西,南临湖北,呈望北向南、承东启西之势。河南地理位置优越,古时即为驿道、漕运必经之地,商贾云集之所。今天,河南地处沿海开放地区与中西部地区的结合部,是我国经济由东向西梯次推进发展的中间地带。国家促进中部地区崛起的战略部署,更加凸显了河南独特的区位优势。全省总面积16.7万平方公里,居全国各省区市第17位,占全国总面积的1.73%。地势西高东低,北、西、南三面由太行山、伏牛山、桐柏山、大别山沿省界呈半环形分布;中、东部为黄淮海冲积平原;西南部为南阳盆地。平原和盆地、山地、丘陵分别占总面积的55.7%、26.6%、17.7%。灵宝市境内的老鸦岔为全省最高峰,海拔2413.8米;海拔最低处在固始县淮河出省处,仅23.2米。2007年,全省耕地面积11889万亩,人均耕地1.21亩。2.农业产业化和农业现代化基础精准农业的发展依赖于两个基础,即农业产业化和农业现代化。下面分析近年来河南省农业产业化和农业现代化的发展情况。(1)农业产业化:近年来,河南各地紧紧围绕农业增效、农民增收和农产品竞争力增强的目标,创新思路、强化措施,积极探索用现代工业理念、先进科技成果建设现代农业的新途径,着力加快农业产业化进程,第 3 页 (共 1234 页)实现了粮食稳定发展,农民持续增收。截止 2007 年上半年底,全省符合农业部统计标准的各类农业产业化组织总数达 9102 个,其中属龙头企业带动型的有 3918 家,占总数的 43%;龙头企业年销售收入达 1399 亿元,有 287 家龙头企业销售收入达 1 亿元以上。全省各类农业产业化组织带动农户 1022 万个,占全省农户总数的 50.9%,平均每户从中增收 1025 元(国家统计局调查总队) [ ]。其主要成效表现在一下几点:1)基地规模逐渐扩大;2)综合实力明显提高;3)品牌优势更加突出;4)带动能力稳步增强。(2)农业现代 化:图 1 反映的是近 20 年河南省农业现代化的重要表征指标的变化情况。可以看出,农村用电量、农用塑料薄膜用量、农用机械总动力等指标都翻了 5 倍左右。在农业现代化的推动下,河南粮食总产连续 5 年稳定在 1000 亿斤以上,以占全国 1/16 的耕地,生产了占全国 1/10 以上的粮食(其中有占全国 1/4 的小麦),可支持 3 亿多人口的粮食需求。河南每年输出的原粮及制成品就有 400 亿斤左右,是全国重要的粮食净调出省之一。这体现了我省发展农业现代化的辉煌成就。河南农业现代化的历程可为我们将来发展新形式的现代农业——精准农业提供许多宝贵经验。第 4 页 (共 1234 页)在农业现代化的推动下,河南粮食总产连续 5 年稳定在 1000 亿斤以上,以占全国 1/16 的耕地,生产了占全国 1/10 以上的粮食(其中有占全国 1/4 的小麦),可支持 3 亿多人口的粮食需求。河南每年输出的原粮及制成品就有 400 亿斤左右,是全国重要的粮食净调出省之一。这体现了我省发展农业现代化的辉煌成就。河南农业现代化的历程可为我们将来发展新形式的现代农业——精准农业提供许多宝贵经验。3 河南省发展精准农业的条件3.1 自然条件农业机械化是精准农业的基础。地形地貌是影响一个地区发展农业机械化2 河南省发展精准农业的条件2.1 自然条件农业机械化是精准农业(precision agriculture)的基础。地形地貌是影响一个地区发展农业机械化发展的重要因素,从而也是影响其发展精准农业的重要因素。本项目文中,采用各县耕地中平地所占的面积比例表征河南省各县地形条件,这种方法在全国“十二五”农业机械化发展区域划分研究中曾被采用(张宗毅,2011)。数据来源与数据处理和分析方法:采用 SRTM C-Band DEM(Shuttle Radar Topography Mission C-图 1 1990-2008 年河南省农业现代化指标变化第 5 页 (共 1234 页)Band Digital Elevation)来获取高程数据。2000 年 2 月 11-22 日,美国奋进号航天飞机获得了地球表面 60°N 至 56°S、覆盖陆地表面 80 %以上的三维雷达数据,生成了 1″×1″分辨率的栅格数据。USGS、CGIAR等机构对数据又进行了完善。中国学者的研究表明,其研究区(中国西北部高山高原地区)58%以上的部分误差小于 20m,90%以上误差小于50m(刘勇,2008)。从 DEM 提取坡度的算法为:(1) SLOPE=Arctan (1)()57tan22dyzxArcSLOPE[dz/dx]=[(c+2f+i)-(a+2d+g)]/(8*90) (2) (2)[dz/dx]=[(g+2h+i)-(a+2b+c)]/(8*90) (3) (3)式中,a,b,...i 指的是 DEM 的栅格值,如图2 所示。图 2 代表 DEM 的一个局部,是一个3*3 的窗口,窗口中心的像元代表计算坡度的目标像元。计算所得河南省坡度图如图 3 所示。利用 Terra\Aqua 卫星 MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的 3 级数据产品 MCD12Q1 生成了河南省土地利用数据(图略) ,从其中提取了河南省农田分布情况(图 4) 。图中可见,第 6 页 (共 1234 页)河南省农田占了全省土地的最大一部分,仅在西部和南部区域存在连片的无农田区域;图中斑块和斑点状的无农田区域是城市、农村的所在。图 3 河南省坡度图 图 3 河南省坡度图
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