隨著知識經濟時代的到來，傳統的農業向“精細農業（Precision Agriculture）”發展。農業革命的基礎是生物技術和信息技術的突破性進展及其在農業領域的成功應用（見圖）。20世紀90年代以來，3S（RS、GPS、GIS），即遙感、全球定位系統和地理信息系統在農業上的應用已成為最有吸引力的前沿性研究領域，主要包括利用3S技術實現：合理利用農業資源、提高農作物產量、降低生產成本、改善生態環境等。
農業生產中的導航應用
1）降低生產成本
現代農業正走向大農業和機械化道路，大量采用飛機播種、除草、施肥等工作。利用GPS合理地布設航線和準確地引導飛機，可以大大節省飛機作業的費用，據報道，可降低成本約50%。
2）控制化肥數量
由于農田的土地性質不同，要求施加的肥料品種和數量也不相同。利用GIS和 GPS技術可有效地解決這一問題。首先，利用空中攝影或土地采樣方法區別不同土地類型，及對施肥的要求，利用GIS技術繪制成土地施肥圖，在作業時利用GPS進行精密定位，嚴格按照已設計好的土地施肥圖和標準進行施肥，真正做到按需施肥和肥盡其用，據報導可節約化肥和提高效率達10%以上。
3）在品種資源研究中的應用
在野外考察和引種研究中，利用GPS技術可以準確定位野生群落和引種區的經緯度和高度，結合GIS技術，可在二維、三維地圖上加以標注，并計算出區域的面積，查詢該區域的氣候條件等。通過定期考察，可進一步觀察到特定野生群落區域的變遷，并掌握當地生態環境的狀況。GPS的應用前景十分廣闊，研究人員可從自身的研究對象出發，開發新的應用，開拓新的研究領域。
農業生產中增加產量和提高效益是根本目的。要達到增產高效的目的，除了適時種植高產作物，加強田間管理等技術措施外，弄清土壤性質，檢測農作物產量、分布、合理施肥以及播種和噴灑農藥等也是農業生產中重要的管理技術。尤其是現代農業生產走向大農業和機械化道路，大量采用飛機撒播和噴藥，為降低投資成本，如何引導飛機作業做到準確投放，也是十分重要的。
利用GPS技術，配合遙感技術（RS）和地理信息系統（GIS），能夠做到監測農作物產量分布、土壤成分和性質分布，做到合理施肥、播種和噴灑農藥，節約費用、降低成本，達到增加產量提高效益的目的。利用差分GPS技術可以做到以下幾個方面。
1）土壤養分分布調查
在播種之前，可用一種適用于在農田中運行的采樣車輛按一定的要求在農田中采集土壤樣品。車輛上配置有GPS接收機和計算機，計算機中配置地理信息系統軟件。采集樣品時，GPS接收機把樣品采集點的位置精確地測定出來，將其輸入計算機，計算機依據地理信息系統將采樣點標定，繪出一幅土壤樣品點位分布圖。
2）監測作物產量
在聯合收割機上配置計算機、產量監視器和GPS接收機，就構成了農作物產量監視系統。對不同的農作物需配備不同的監視器。例如，監視玉米產量的監視器，當收割玉米時，監視器記錄下玉米所接穗數和產量，同時GPS接收機記錄下收割該株玉米所處位置，通過計算機最終繪制出一幅關于每塊土地產量的產量分布圖。通過對土壤養分含量分布圖的綜合分析，可以找出影響作物產量的相關因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。
3）合理施肥，精確農業管理
依據農田土壤養分含量分布圖，設置有GPS接收機的“受控應用”的噴施器，在GPS的控制下，依據土壤養分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點施肥，施用的化肥種類和數量由計算機根據養分含量分布圖控制。
在作物生長期的管理中，利用遙感圖像并結合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數量的土壤及作物樣品進行分析，可以繪制出作物生長的不同時期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到對作物生長進行精確管理。
利用飛機進行播種、施肥、除草等工作，作業費用昂貴。合理地布設航線和準確地引導飛機，將大大節省飛機作業的費用。據國外介紹，利用差分GPS對飛機精密導航，估計會使投資降低50%。具體應用中，利用GPS差分定位技術可以使飛機在噴灑化肥和除草劑時減少橫向重疊，節省化肥和除草劑用量，避免過多的用量影響農作物生長。還可以減少轉彎重疊，避免浪費，節省資源。對于在夜間噴施，更有其優越性。因為夜間蒸發和漂移損失小，另外夜間植物氣孔是張開的，更容易吸收除草劑和肥料，提高除草和施肥效率。依靠差分GPS進行精密導航，引導農機具進行夜間噴施和田間作業，可以節省大量的農藥和化肥。
GPS技術在農業領域中的應用不僅是大面積種植，在小面積的農田，特別是在格網種植的小面積內，應用小型自動化設備，配合差分GPS導航設備、電子監測和控制電路，能夠適應科學種田的需要，做到精確管理。這樣投資低、安裝方便、操作靈活。
總之，GPS技術在農業領域將發揮重要作用。在我國，尚需積極開展在農業中的應用研究以及相關設備的研制，特別在大平原地區，利用大規模的機械化生產的地區，應當重視GPS技術在農田作業和管理中的應用。
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