时间：2023-07-13 17:22:51
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇农业机械智能化前景，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：农业机械；精细化；绿色农业
随着科技的日益发展，越来越多的新技术被应用于农业生产。我国农业机械逐步向大型化，智能化，自动化，绿色化方向发展。农机新技术在农业的应用，使得农业生产的效率提高，成本降低，并且使得农机安全性与舒适性得到提高，因此，农业机械新技术的应用会越来越广泛。
1 农业新技术的应用
第一，CAD技术在农业机械中的应用。在农机企业中越来越多的二维交互式绘图软件得到了应用，当前，随着CAD技术的不断发展，农机行业中三维参数绘图软件也开始得到应用。基于特征设计的ProE三维造型软件已经应用在农业机械设计和制造中，CAD软件的应用，使得农业机械的生产与零件的配置实现了标准化，促进了农业机械的发展。
第二，液压技术在农业机械中的应用。随着新技术的不断发展，液压技术被越来越多的应用到农业机械中，基于工业传感技术，微电子技术以及控制技术的液压技术，实现了对农业机械故障的监控，农业机械数据的处理与应用方面。液压技术的应用，使农业机械机器系统的效率大幅度提高，从而使得农业机械的动态特性，动力学性能得到提高，因此，也就使得农业机械的安全性与可靠性提高。例如农业机械中路由变量泵与顶差压力进行控制的负载系统的应用，实现了对机械负载变化的控制。
第三，智能化，自动化技术在农业机械中的应用。在农业机械设备中，电子智能化，自动化技术得到了越来越广泛的应用。农机中智能化的应用，使得农业生产实现了精细化。农业机械智能化自动化的应用具有非常重要的作用：①农业机械自动化与智能化使得农业机械作业技术的效率大幅度提高，同时实现了在农业生产中全程监控，通信；②通过农业机械自动化与智能化技术的应用，使得农业生产降低了成本，并且和环境友好共存，因为农业机械自动化与智能化的应用，能够使得农药，化肥，燃料以及水资源等得到节约，从而降低了成本，使得环境得到了保护，从而降低了对水体，土壤等的污染；③农业机械自动化与智能化技术的应用，能够对于土地信息及时获取，从而实现了农业生产的精准操作；④农业机械自动化与智能化技术的应用使得劳动环境以及操作条件得到了大幅度的改善，通过机械智能化使得机械操作更加方便，安全。
第四，计算机视觉技术在农业机械中的应用。基于图象处理技术，计算机视觉技术被越来越多的应用到农业机械中。计算机视觉技术在农业生产中的应用，对于提高农业现代化具有非常重要的意义。通过计算机视觉技术实现了对于农业生产中农产品的品质鉴定，利用计算机视觉技术，对于农产品不需要进行接触，就能够对农产品表明图象的信息进行获取，从而进行农产品品质的评定。和传统的人工检验相比，基于计算机视觉的有着更高的优越性，一方面，其检测的效率非常高，另外一方面，其检测的效果和标准也更高。
2 农业新技术的发展前景
首先，为了实现农业生产的可持续发展，实现农业生产与环境的协调共存，要大力发展绿色农业，因此，必须重视农业生产中对于农业的生态环境以及农业的资源能够有效利用的农业机械的使用。充分利用水资源，农药，化肥，土壤，能源等农业资源，优先发展具有节能型的机械，微灌，喷，滴等节水灌溉机械，大力推广复合联合作业机械以及化肥深施机械的使用。
第二，加大农业生产中新技术的应用，不断使得农业机械中科技含量提高，在农业机械中要大幅度提高自动化，计算机，机电一体化，智能化等技术的利用程度。确保农业生产效率提高，并且要使得农业机械作业性能得到保证。
第三，提高农业机械品质。在进行农业机械产品的设计时期，为了确保其质量，必须通过CAD技术，不但要求产品的外在造型以及外观，同时更要注重机械产品的机械处理，耐久性。加强对机械装机前在质量的检验，对于重要的零件，进行装机前必须进行性能的测试，合格后才能进行装机。为了确保农业机械产品的质量以及可靠性，必须加强对农业机械品质的监控。
【关键词】农业现代化；设施农业；机械化管理
我国目前的设施农业科研投入不足，技术创新不够，在温室设计和制造等关键环节发展滞后。另外我国设施农业中农业机械化的程度非常低，存在设备简易和机械化自动化程度低的突出问题。专业的农业技术人员也严重缺乏，使得农户技术水平低与设施农业发展的要求极不适应。
1.设施农业的组成体系
设施农业的组成包含塑料大棚、温室和工厂化栽培三种不同的技术层次。目前发展和应用最多的主要是塑料大棚、温室大棚和连栋温室,也有少量采用先进工程技术的智能型温室和大型温室。这反映出现阶段设施农业的技术水平,而智能型温室则更是代表了设施农业的发展方向,是设施农业的最高技术层次。
2.设施农业机械的现状
设施农业机械就是指适合设施农业耕作、栽培和收获等农艺特点，并主要在各类设施中工作的农业机械。国外对温室中作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用,许多作业项目都已实现了机械化。我国设施农业起步晚,设施农业机械发展缓慢,应用配套水平也不高。设施农业的机械化作业水平低，与发达国家相比存在很大差距,这是我国综合设施技术中的薄弱环节。
2.1我国目前的耕作机械
我国设施农业机械所需作业机具有些还是空白,而设施或大棚内的耕作机械更是用户急需的,现有产品的机型不多,应用不够普遍,多为借用现有的露地用小型耕耘机械,其存在适应性差和生产效率低的问题而且作业质量也不稳定。近几年针对温室大棚等特殊耕作环境研制生产了一些小型耕作机械,有的微耕机还设计有多种作业功能,这就考虑了兼顾露地作业使得机械的使用效率相对提高，但是还存在喝多问题使其不能很好地推广。如外型尺寸及结构质量大,操作不灵便。特别是从露地简单转移到大棚内的机械,在设施内转向和转移都十分困难,而且边角地带无法工作,漏耕现象严重。另外，还存在生产率低,适应性差的问题,当土壤含水率较高时其碎土性能就会变差,耕作阻力变大。
2.2配套栽培机械种类
设施内作物的栽培方法各种各样,与之配套的作业机械也各有特点,各不相同，以下主要介绍几种常见的配套栽培机械。
2.2.1移栽机
目前的配套机械主要有穴盘育苗及钵盘育苗设备、高效机械化制钵机等。移栽机能保证移栽深浅一致、间距均匀,有利于作物成活和生长。很多国家的小型移栽机广泛应用于设施内作物的栽培,我国目前尚无此类小型移栽机。国家通过机械化育苗移栽工艺和机具设备的研究已研制成功自动钵苗移栽机及配套高效机械化制钵机,并取得了较好的试验效果,但目前还不能进入设施内作业。
2.2.2穴盘播种成套设备
地膜作物精播机和施肥铺膜播种机已有不少研究成果,但也仅限于露地作业。国产穴盘播种机主要是真空吸附式播种器,播种精度不高,而且大多数穴播机不能满足播种时行距和穴距可调的要求,急需开发小型精密或精量播种机,能达到行距、穴距及播深可调且控制准确适应设施内的作业要求。育苗播种成套设备配套的高效机械化能够大大降低了劳动强度,提高了生产率,有利于培育健壮的钵苗。
2.3其他机械
与耕作及栽培有关的配套设施农业机械还有地膜回收机和农作物嫁接机等。机械回收残膜有利于降低劳动强度,提高生产率,保护设施内土质使其符合环保要求。而合理嫁接可培育优良品种,生产名优产品,有效提高设施栽培效益。目前我国的这些配套机械的研制还处于起步试验阶段，应用还不广泛。
3.设施农业机械的研究方向及发展重点
各地资源状况、气候条件、生产水平和耕作制度有差异，所以各个地方应该分别针对不同类别设施农业的发展要求，科学规划了本地设施农业的发展战略。我国设施农业机械的发展应在吸取国外先进经验的基础上,注重与设施农业的特殊农艺紧密结合，近期的研究方向及发展重点有以下几点。
3.1开发专用微耕机合理选择配套动力
设施农业机械要求机体和质量小、动力足,操作舒适,符合人机工程学的设计原理,这样才能有效减轻操作者的劳动强度,尽量减少发动机对设施环境的污染。
3.2增强作业功能提高配套比
要求配套机具性能稳定,工作可靠,操作方便,更换便捷,能分别进行旋耕、犁耕、开沟、做畦、起垄、筑埂、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、植保、灌溉和施肥等多种作业,操作手柄能上下左右调整,以适应设施内的工作条件并方便田间转移。
3.3开发穴盘育苗播种成套设备
在机械化育苗移栽工艺和机具设备研究成果的基础上,应该着重研究与微耕机配套的小型钵苗移栽机,先以半自动机型为主,逐步向标准化、系列化和规范化方向发展。
3.4研制播种机和地膜回收机
针对设施农业的需求，研制适合设施内作业的小型精密或精量播种机和地膜回收机。要求能达到精播机行距、穴距及播深可调,且控制准确,能适应设施内的作业。兼顾露地作业,作业机械可用于蔬菜露地、苗圃及果园的作业。
4.设施农业机械的发展前景
由于设施农业的环境由人工控制,条件比一般大田简单得多,智能化仪器、设备和机器等人工智能技术得到普遍应用,所以智能化系统有可能在智能型温室中率先实现。智能型设施农业机械大量采用机电一体化技术,使传统机械无法作业的项目实现了机械化。未来农业工程的发展重点是农业人工智能化。智能化技术在设施农业上的研究运用将直接推进智能型设施农业机械的发展,使设施农业整体机械化水平大大提高。
研发推广适合于我国国情的温室结构及其配套设施、提高机械化作业水平，加大对环境污染清理和控制装备、农产品冷藏保鲜设备的推广应用。各地按照当地实际情况开展包括技术培训和法律知识、职业道德培训等多种形式的教育培训。完善监测系统，加强对设施园艺生产作业过程的监测和对设施养殖室环境建设的监督检查，加大对设施农产品的卫生质量监测，保证食品质量安全。
5.结语
设总体而言，我国设施农业的科研投入力度不足，技术创新不够，在温室设计和制造等关键环节我国拥有自主知识产权的技术和创新技术很少。设施农业装备发展比较滞后，设备比较简易，环境控制能力差。另外我国农业技术人员相对缺乏，农户技术水平低，这与我国设施农业的发展目标还相差甚远，所以加强机械化管理在设施农业中的应用任重而道远。 [科]
【参考文献】
［1］罗炳兰.加快基层农机管理服务体系建设之我见[J].北京农业,2011,(09).
关键词:设施农业 机械化 摆脱 发展现状
中图分类号S232.3:文献标识码:A
一、设施农业的技术体系
设施农业包含塑料大棚、温室和工厂化栽培3种不同的技术层次。目前发展和应用较多的主要有塑料大棚、温室大棚和连栋温室,也有少量采用先进工程技术的智能型温室和大型温室。前者反映现阶段设施农业的技术水平,而智能型温室则更接近“工厂化农业”,代表设施农业的发展方向,是设施农业的最高技术层次。
二、设施农业机械的现状
适合设施农业耕作、栽培和收获等农艺特点并主要在各类设施中工作的农业机械简称为设施农业机械。我国设施农业起步晚,相比之下,设施农业机械发展较慢,应用较少,配套水平也不高。国外对温室中作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用,许多作业项目如耕整地、播种、间苗、中耕和除草都已实现了机械化。我国设施农业的机械化作业水平低,所有劳动和作业均为原始的手工劳动,强度大,工作环境差,效率低,人均管理面积仅相当于荷兰的1/4,而且作业质量差,产出不尽如人意,平均单产约为荷兰的1/3～1/4,与发达国家相比存在很大差距,是综合设施技术中的薄弱环节,对设施技术的进一步发展已形成制约。
1.耕作机械
我国设施农业机械特别是各种栽培方法所需作业机具有些还是空白,而设施或大棚内的耕作机械更是用户急需的,现有产品的机型不多,应用不普遍,多为借用现有的露地用小型耕耘机械,其适应性差,生产效率低,而且作业质量不稳定。近几年针对温室、大棚等特殊耕作环境,国内研制生产了一些小型耕作机械,有的微耕机还设计有多种作业功能,考虑了兼顾露地作业,提高了机械的使用效率。但是由于产品大多存在以下问题,均未能很好地推广。①外型尺寸及结构质量大,操作不灵便。特别是从露地简单转移到大棚内的机械,在设施内转向和转移都十分困难,而且边角地带无法工作,漏耕严重。②生产率低,适应性较差,当土壤含水率较高(超过20%以上)时,其碎土性能就会变差,耕作阻力变大。③作业性能、可靠性和耐久性等方面还存在一些问题。
2.配套栽培机械
设施内作物的栽培方法各种各样,与之配套的作业机械也各有特点,各不相同。
(1)移栽机。设施内钵苗栽植技术关键是钵苗移栽机,配套机械主要有穴盘育苗及钵盘育苗设备、高效机械化制钵机等。移栽机能保证移栽深浅一致、间距均匀,有利于作物成活和生长,促进高产。德国、意大利等国的小型移栽机广泛应用于设施内作物的栽培,动力为2.94~4 . 41 kW的汽油机。我国目前尚无此类小型移栽机。国家“九五”攻关课题“机械化育苗移栽工艺和机具设备的研究”已研制成功4行自动钵苗移栽机、2行半自动钵苗移栽机及配套高效机械化制钵机,并取得了较好的试验效果,但不是明确针对设施农业而研制开发的,不能进入设施内作业。
(2)穴盘播种成套设备。地膜作物精播机和施肥铺膜播种机有不少单位研究,也有成熟产品,但也仅限于露地作业。国产穴盘播种机主要是真空吸附式播种器,播种精度不高,而且大多数穴播机不能满足播种时行距和穴距可调的要求,急需开发小型精密或精量播种机,要求行距、穴距及播深可调,且控制准确,能适应设施内的作业要求。与钵盘育苗播种成套设备配套的高效机械化制钵机生产率达5万钵/h,可依次完成钵盘装土、刮平、压窝、播种、覆土和浇水等多道工序,已由南京农机化研究所研制成功,该机大大降低了劳动强度,提高了生产率,有利于培育健壮的钵苗。
3.其他机械
与耕作及栽培有关的配套设施农业机械还有地膜(残膜)回收机、农作物嫁接机等。机械回收残膜有利于降低劳动强度,提高生产率,保护设施内土质,使其符合环保要求。合理嫁接可培育优良品种,生产名优产品,提高设施栽培效益。目前这些配套机械的研制正处于起步试验阶段。
三、近期的研究方向及发展重点
我国设施农业机械的发展应根据各地的气候特点及土壤环境,在汲取国外先进经验的基础上,注重与设施农业的特殊农艺紧密结合。近期的研究方向及发展重点有以下几点。
(1)开发专用微耕机,合理选择配套动力。要求机体和质量小、动力足,操作舒适,符合人机工程学的设计原理,减轻操作者的劳动强度,尽量减少发动机对设施环境的污染。动力以2. 21～4.41 kW为宜,最好是汽油机。
(2)增强作业功能,提高配套比。要求配套机具性能稳定,工作可靠,操作方便,更换便捷,能分别进行旋耕、犁耕、开沟、做畦、起垄、筑埂、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、植保、灌溉和施肥等多种作业,操作手柄能上下左右调整,以适应设施内的工作条件并方便田间转移。
(3)开发穴盘育苗播种成套设备。在机械化育苗移栽工艺和机具设备研究成果的基础上,着重研究与微耕机配套的小型钵苗移栽机,先以半自动机型为主,逐步向标准化、系列化和规范化方向发展。
(4)研制适合设施内作业的小型精密或精量播种机和地膜回收机。要求精播机行距、穴距及播深可调,且控制准确,能适应设施内的作业要求。
(5)兼顾露地作业,作业机械可用于蔬菜露地、苗圃及果园的作业,提高机械的利用率。
四、发展前景展望
【关键词】农业机械产业模块化技术成本
美国的IBM公司首先应用了模块化的技术，开创了模块化时代，继而模块化应用在不同的行业。在我国现阶段对于模块化技术的应用还不够广泛，尤其是在农业机械中，本文对我国农业机械产业中的模块化理论和技术进行了讨论，预测了模块化在农业机械产业中的使用前途。
一、模块化在农业机械中应用的含义
模块化是指可以独立的半自律的子系统。模块化在农业中的应用包括机械产品的设计和模块化的生产制造。模块化可以划分机械产品的结构和功能，这样就会形成模块的设计标准，这样的模块通过一系列的集成后能够组装成完整的产品。依据模块化设计的要求，对生产制造系统进行配置以及布局，模块制造完后，组装成成品，这就是一个完整的生产制造模块化的过程。组织上的模块化外包就是供应商参与到制造商对模块化设计中来，按照农机产品模块化设计的要求，独自的完成模块化的内部的设计，设计的模块要达到制造商的要求。然后采购各零配件，以此来达到模块化的制造以及组装，并配送给制造商。由上面的介绍可以知道，农业机械的模块化可由一个独立的企业完成，而组织的模块化就需要许多的不同企业通过合理的分工来一起完成。
二、模块化在农业机械中的应用效果
1.模块化在农业机械的设计、质量以及成本中的应用效果
目前农业产品以及零件的设计存在着重复的现象，这样样就增加了农机的研发周期，对于技术资源是一种严重的浪费。此外，一些农业机械功能单一、单机的利用工率低、附加值也不高、技术性能较差，这些农业机械的整体安全性差、制造的质量低。
模块化的设计能够减少结构的复杂程度，使农机研发的过程减少，还可以增加研发过程的成功率，耗时减少。模块化具备产业的经济性和网络的经济性，在农业机械的改进和开发过程中，采用已有的模块能够减少不必要的设计，这样就会减少时间和费用。模块化能够很大程度的缩短开发的周期、减少研发的费、提高产品的安全性和产品的质量。同时可以降低成本，对于开发中高端农机产品起到了一定的推动作用。
2.模块化可以满足农业机械的多样性、个性化
目前的农业机械的品种少，类型业非常的单一，无法满足个性化的需要，这样就使得农户的购买意愿不高，严重的障碍了农业机械的普及。
产品化的生产具有品种的类型多、结构的复杂程度高以及专业性强的特点，这就是把产品的共性以及个性的不同部分区别开，将共性部分的零件进行批量制造，在个性部分的时候，根据客户的需求完成制造以及成品的装配，这样就会缩短周期，提高制造效率。
以产业化的制造价格低廉，提供小批量、专业化、丰富化、个性化的农业机械就可以达到不同农户的个性化、多样化的需求，有利于开发新的市场，使农业机械的普及率更加的广泛，提高农业机械的实际使用效果。
3.目前农业机械技能水平的全面提高状况包括的产业现状
我国的产业现状大多数的农用器具，至今还停留在国外20世纪八十年代的阶段，也就是说宏观看我们的技术水平还是相当落伍，创新能力薄弱也不够积极，高技术农用设施还要依靠进口。
模块化的作用效果：农机产品构造要采取模块化，因为此方案的实施有利于事后的选择，所以说模块化绝对是农用时的优先选择。不同地方的模块连结综合使用能让系统产生全新的改变，从而制造出新的体系。完成创造超前化，彻底除去旧的机械运作，模块化的隐蔽技能躲避在黑箱里，也就是允许不确定性的现存，而且具备相对的适应性。比如，在农机产品买卖场地，买主的需求理念随着时代的再进步也有所改变，农业机械上也就要求更高。从而看出农业机械市场需求变化和技能在发展上又上了一台阶，但某个地方还需改进时，可以对相关的某个部位模块采取改进策划，而且可以在复古的老产品，使用新模块取代旧模块的方法。所以一个模块是可以远离整个产品，能采取自行完善的。当然此状况的产生也引发了模块供应商间的激烈竞争，不过这倒是加快了市场模块的改进技术，而且还能直接使用经过专业人员研究后的农业机械。每个独立模块的日趋前进，加快了农机产品引进新技能的速度，也促进了产品的全面发展，比如进行智能芯片的装配，智能化农机产品，芯片的硬件和软件升级后，局部可以调换成智能防控模块，要尽早的提升农机，智能化，操作技术，不可以忽视整个农机设施。
模块化的发展前景：利用农机产品需要进行某个部位的改进，就是尽早的抓住全新技术从而加以使用，完成更新换代的理念，实现农用机械的超前发展。热卖中的农机机械配置可以根据实际需要进行选择，以满足各个层次的消费水平。供应商之间有力竞争使模块设计又得到了一次质的飞跃。
加快农业技能结构整合，与企业竞争力有密切的联系。产业实际状况分析：据统计，当今本国有机械制造企业8000多家，相关作业人员41万人，可是80~90%的企业年销售收入还不到500万元，而且中档机械产品和低档农业机械产品，成构造过多的状况，生产集中度慢，企业缺少创新观念，市场竞争意识、管理不严密、设施工艺相当落后、规模太小、效益不好、乱竞争、导致了产业内部恶性循环的形成，各个产业的发展前景受到了一定的影响。
三、结论
模块化理论与实际操作技术水平，使我国农业机械产业得到了更好的发展，采取模块化的解决方案，可使产业实际出现的问题和当前产业困难得到解决，所以要求全面发展有特色农业，原生态农业，进行农产品的跨越式发展，使农业和农村经济更上一台阶。
参考文献：
[1]张庶萍，郝春晖.大批量定制技术在农业机械制造中的应用[[J].中国农机化，2005（2) : 39-42.
[2]伦冠德.我国农业机械化现状及发展趋势[J].农机化研究, 2006（6）17-18.
变量技术在精准农业中的应用彻底解放了劳动力，提高了农业生产效率，为精准的农业发展创造了条件。简要介绍的变量技术在精准农业从耕作、灌溉、播种、施肥到收割过程中机械化用作的方式，旨在为变量技术的进一步发展提供依据。
关键词
精准农业；变量技术；农业机械；应用
精准农业的本质是通过现代化的投入、生产及管理技术，以最节省的投入达到最高效的收入，实现各方面资源的可持续利用发展。它充分体现了因地制宜和可持续发展的理念。在精准农业的发展过程中，变量技术的发展为其提供了技术保障。近年来，变量技术普遍应用于精准农业中。变量技术的应用是依据农业机械所处的位置，包括土壤性质、农作物生长情况和气候因素，自动调节农业物料使用情况的技术。变量作业的核心技术是使用智能化技术控制，系统建模、自动定位调节，进行农业生产。
1变量技术的工作原理
变量系统包括计算机控制器、定位系统、定时传感器、地理信息系统和农机具。计算机控制器作为变量系统的中心，依靠其他系统定位地理信息并将其输入到计算机，系统中心依据经过计算和校正的地理和物料信息，确定实际排放速率，连续控制变量作业。变量系统应用于耕作、播种、除草、施肥、病虫害控制、栽培以及灌溉等农业生产中，其精度越高，系统越复杂，成本越高。
2变量化农业设备
大型农业装备在我国精准农业及变量技术发展过程中起到了关键作用。除了实时配肥技术的施肥机，还有可自动选择作物品种、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；按配方进行实时配肥，按定位系统和处方管理系统的要求进行变量施肥机；基于计算机视觉技术的实时探测与控制技术的智能化精准除草机；联合收割机产量分布实时检测方法及具有我国自主知识产权的产量流量测量方法[1]。另外，可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品。目前，变量化的农业机械设备还在不断的完善与研发中。
3变量技术施用设备在国内外的应用
3.1变量技术在国内农场的应用
我国大型化农场相继引进、投入使用变量化农业生产设备，如2002年黑龙江精准化农业示范基地引进的变量机械设备，包括播种机、施肥机和耕种机，已经充分发挥了变量技术的作用，实现了自走式、均等化、智能化的变量操作，对示范基地的农业精准化作业起到了推动作用。根据变量技术的应用，迪尔公司设计生产的变量施肥播种机、自走式喷药机于2003年被黑龙江大西江农场引进，进一步完善了变量相关技术，成为农业专业化发展的强劲推力。其基本原理是通过空气式输送，计算机中枢系统职能调控，根据反馈的信息制成处方图，留档备查。变量化机械在作业时，根据生成的处方图自动化控制变量作业。现今，变量技术发展迅猛，已经广泛应用于大型农业产业化生产基地。几乎全部的农产品加工行业的龙头企业在制定投资方案时，都将机械的变量化技术水平放在首要考虑的位置争取尽快把数据处理的单项信息管理提升到全面信息化水平；其他大中型企业也都纷纷行动起来,进行项目论证和资金筹集，准备尽快完成信息化所需要的机器设备和技术等装备。大型农垦区的公共信息资源数据库建立已经具备成熟的条件,变量技术的发展必将受到工业企业和广大农户的普遍欢迎,应用前景十分广阔。在现代化精准农业中，变量技术已经广泛应用于农业生产的过程中，播种、施肥、喷药、灌溉等设备中变量技术的应用，大大的提高了农业生产效率。
3.2变量技术在施肥机械中的应用
以美国的变量施肥播种机及日本的水稻变量施肥机为代表，国外的变量技术研究以及应用已经相当成熟。美国公司研制的肥料播种车是精细化农业播种作业的典型代表[2]。它采用吹气原理，在工作室内设置可以显示施肥机器的仪表。操作员在驾驶室内就可以清楚的观测到肥料使用状况，通过观察这些具体信息来监视施肥的行走轨迹。日本的水稻变量施肥研制公司，研制出的施肥机，配备了马达、侧连、喷肥管和施肥箱的装置，在机器的行走过程中，根据机器所在的地为位置，变量化作业。高度智能化的操作方式及设备是国外再次领域的显著特点。此外，俄罗斯研制的施肥机精细化了排肥口的装置，用共振磁片智能化控制排肥速率和排肥的数量。德国在变量化装置的感应器上有了新的突破，通过安装作业传感器和液压马达，测得农作物需要元素的含量，通过中央控制调配所需肥料的含量。法国的自动喷雾机，运用旋转式的喷洒装置，有效地解决了机器作业喷洒不均的问题，但也存在控制起来比较困难的问题。我国自主研发的变量施肥设备目前拥有的核心技术包括单片机连续控制施肥技术、田间作业实事计算、终端控制、低俗信号采集、辅助平行作业和电液比例阀控马达等，基本上实现了变量机械化大面积作业。经过积极研发，一种新的实时监测系统在田间的应用，实现了前进速度与施肥量相适应的信息数据交换与共享。变量技术施肥机械自动化流程是先通过感应器读取DGPS信号，继而经过网络识别，读取IC卡，控制施肥量。在此过程中，根据地轮脉冲调整前进速度，控制电机转速，实现变量施肥。
3.3变量技术在喷药机中的应用
在喷药机的应用中，操作员通过采集的土壤、植物空气等样本，为农作物开具处方，变量喷药机根据开具的处方和定位系统，进行药剂调节，在喷洒过程中还要根据具体情况进行雾滴大小的调节。变量设备的操作中心是计算机控制器，参与设备有行走传感器、注射器、泵、流量传感器和吊杆阀。计算机一般在喷洒过程中起到中枢系统作用，药剂箱中的药物是根据处方调配好的合适比例的药物，通过流量控制阀对注入吊杆阀中的药剂进行实时监测，系统间相互协调配合，实现药剂智能化喷洒。
3.4变量技术在灌溉机中的应用
在全球范围内水资源紧缺的大环境下，实现精准灌溉是提高水资源利用效率的必经之路。囿于条件及经济实力限制，变量技术灌溉，包括喷灌、滴灌、微灌和渗灌等高科技灌溉技术还不能广泛应用于灌溉的各个领域。根据不同作物、不同生育期间土壤墒情和作物需水量，实施实时灌溉，一劳永逸，将从根本上改变农业领域水资源浪费现象，在很大程度上节约了水资源，有效提高水资源利用效率。
3.5变量技术在播种机中应用
变量技术在播种机中的应用原理类似于变量施肥，只是更多地将重点放在土壤监测上，通过对土壤土质、肥力的鉴定及对播种机播种轴的控制，调解播种深度和播种数量。变量技术的应用解放了人力，机械化运作又能使苗床整齐划一，并且提高农作物产量。
3.6变量技术在联合收割机中的应用
变量技术在联合收割机系统中的应用表现在装有智能化损失监测设备和数据反馈系统，其基于GPS配备的智能化传感器及其拥有的丰富接口、充足的数据存储空间，不但能进行精确导航，还能监测土质和水分，确保损失率停留在一定单位内[3]。变量技术应用于农业机械中，以实用性强、省工省力、低耗能和可持续的有点，成为我国现代化农业发展强劲的推动力。继续研发并且推广变量技术在农业生产中的应用，具有极其重要的意义。
作者：张小莉 丁强 单位：新疆石河子职业技术学院 新疆科神农业装备科技开发股份有限公司
参考文献
[1]蔡泽祺.产业化经营集约化发展大力发展生态高效热带农业[J].中国农垦,2013(12):27-28.
关键词：农业机械；故障诊断；技术研究
因为各个地区的天气或者季节的影响，就会使农业机械经常出现各方面的故障问题，尤其是在田间进行工作的时候，会因为地域或者时间上的不便，就会使机械设备无法得到及时的维修，从而就很容易就造成比较严重的经济损失。因此要对农业机械发展的现状进行相应的结合，也是农业机械故障的诊断进行快速的发展，尽量的使农业机械的故障造成的损失进行逐渐的减少，也是我国现阶段农业机械发展的过程当中需要及时进行解决的问题。
1研究的现状
1.1震动的诊断。在农业机械工作的时候，其中内部的轴承的转动，机械运转的时候，齿轮和叶片的转动都会引起相应的振动，使用者也应该对机械的这些部位在正常情况下转动的声音进行合理的掌握，在机械实际工作的时候，使用者就可以通过对振动的声音和频率来对机械判断是否存在故障，这种方法也是我国目前对农业机械故障的诊断最好掌握的一种技术，并且也在我国的各个地区进行广泛的推广和应用。在正常的情况下，振动诊断的技术不会对机械的正常工作进行干扰，而且非常容易进行掌握和实施，而从实际应用的角度来看，非常简单而且方便。
1.2油样的分析。农业机械在农忙的时节应用的频率也是最高的，也是最容易出现农业机械故障问题的时候。一般机械在工作时候的环境会比较恶劣，会受到大风和土地以及季节的严重影响，机械在田间进行实际的运行当中，会将一些砂土卷到机械内部的零件当中，轴承的转动在带动机械运行的时候，就会将这些砂土卷入油当中，而且齿轮在进行工作的时候也会因为相互的摩擦从而产生碎屑，这些碎屑最终也都会进入到油当中。因此通过对油进行提取，并且依据里面所含的杂质成分和油体的粘稠程度以及污染的程度，就可以对机械目前的磨损情况进行深入的分析，并且可以找出机械当中存在的故障，从而对安全隐患进行排除。
1.3噪声的监测。随着农业机械在工作过程当中产生的机械振动，也会出现各种类别的音频的噪音，农业机械在正常运转时候的噪音和故障时产生的噪音，在声音上会有很大的区别，使用者就可以依据不同部位的噪音来对机械产生故障的位置进行合理的分辨。在进行农业机械使用的时候，我们主要可以采取两种方法来对噪音进行鉴别。一是人工检测法，主要是对人的耳朵以及声音的放大器进行利用，并且针对机械发出来的噪音来对机械的运转是否出现故障问题进行深入的分辨，并且还要找出故障的大概位置。二是频谱的分析法。主要是在机械发出噪音的几个部分对分析噪音的仪器进行合理的安装，并且通过采集噪音的级别和频率生成的图谱，从而来对机械在运转的时候是否存在故障进行深入的分析。
1.4红外测温。农业机械在工作的时候，内部的零配件会产生摩擦的现象，红外的测温主要是对红外的测温仪进行利用，从而对摩擦的温度进行监测，通过检测寻找机械内部是否存在温度异常的地方。红外的测温仪也会将测温处的温度仪以数据的形式呈现在计算机的终端，如果机械的某个部位的温度异常，系统就会自动报警提示使用人员，这一诊断技术也为了工作人员在维修设备的时候带来了方便，并且对事故发生的次数逐渐的减少，也将农业机械损坏的程度降到最低，对使用的年限进行延长。
2发展趋势
2.1通用机械诊断技术的引入。我国目前的通用机械故障诊断的技术已经比较成熟，应用和农业机械故障的诊断主要有两种，一是提取机械振动产生的信号为主的基础的诊断技术，这类技术主要是将汽车部件的诊断技术移植到了农业的机械上，主要包括信号的处理和计算机的网络以及控制理论等专业的技术，二是针对性的对技术进行监测，就是对关键的部位进行技术诊断，这个技术可以对农机故障部位监测的准确性不断的提高，从而对机械内部的情况进行更好的了解。
2.2智能化程度的提高。随着我国农业生产的不断加快和农业化水平的不断提高，农业机械的类型也变得多种多样，结构也更加复杂，在操作时候的智能性也在不断的增强，对于农业机械故障的诊断技术和对日常的监测技术也越来越完善。在未来的农业机械的诊断过程当中，将会针对故障的特点来选用针对性的遗传算法，和神经网络以及模糊逻辑等智能化的故障诊断的技术。我国现有的诊断技术为基础，要依据农业机械化运行当中故障产生的不同智能的故障，有针对性的研发出解决的措施，从而对农机故障诊断的技术和综合化的发展进行不断的推动。
2.3多种技术的协调。随着我国农业机械类型不断的增加，其他的结构也越来越复杂化，也就使农机故障的产生也变得多样化，传统的单一的解决措施已经不能对农机诊断现在的要求进行相应的满足，为了有针对性的对农机的各类故障进行解决，就要采用多种技术相结合的方法，将各类诊断技术进行合理的融合，也已经成为了我国农机故障诊断技术向前发展和进步的一个必然的趋势，并且也越来越受到了人们的重视和关注，除了对故障的诊断之外，还不断的发展起了多故障的诊断模式。
结束语
综合上文所述，根据实际情况的分析，我国现阶段农业机械故障的诊断技术虽然发展的比较快，各方面的技术水平也比较高，但是还是无法对复杂多样的农业机械故障的要求进行满足，在实际的过程当中还存在着一定的不平衡性。因此只有不断的对科学技术的发展进行推动，并且深入的对导致农机故障的原因进行了解，也要对农机故障诊断技术的研究进行不断的加大，从而也对农机能够正常的运行进行保障，也是对农机使用寿命进行延长的一个非常重要的手段。
参考文献
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关键词：农业生产；人工智能；作用与前景
在农业机械化程度不断提升的进程中，农业规模化种植面积不断扩大。不同类型的计算机智能技术的应用，促使农业生产呈现出了现代化、信息化、科学化特点，在一定程度上降低了农业生产者劳动强度，提升了农业生产经济效益。因此，为充分发挥农业生产中智能农业的应用优势，对智能农业在农业生产中的应用进行适当分析就变得非常必要。
1智能农业在农业生产中的作用
一方面，我国地大物博，各地自然条件复杂程度较高。由于多种因素影响，我国有一部分农业生产技术仍然处于人工劳作阶段，整体管理模式存在严重的低效率、资源浪费严重问题。而利用智能化农业技术可以进一步细化灌溉、施肥技术、农药施用标准，降低生产成本及资源浪费率，为我国农业科技水平及生产效益稳步提升提供依据。另一方面，智能农业是以优质高效为目标的质量效益型农业。其可以在作物田块内，根据特定区域作业生长潜力，设置不同水平的播种量、喷药量、施肥量。在降低作物中有毒物质残留量的同时，也可以有效保护环境，保障农业可持续发展[1]。
2智能农业在农业生产中的应用前景
2.1农业设备智能化
不断进行的城市化，不仅进一步压缩了农村劳动力，而且为人工智能农业的应用提供了良好的机遇。在未来农业生产过程中，基于人工智能系统的农业设备将大范围应用，进一步缓解农业生产者负荷，降低土地对农村劳动力需求量。通过远程播种、远程采摘、远程分拣、远程田间管理等机器人远程自动化作业，可以有效提高农业设备生产质量，为农业生产效率稳步提升提供依据。如利用智能播种机器人Prospero，可以通过探测装置的合理设置，自动获取土壤信息。随后经过神经网络算法，获得最优化的播种密度指标。以此为依据，开展自动播种作业；而利用SeeSpray机器人，可以通过电脑图像识别，获取农作物生长状况。随后通过机器学习，判定农田中需要清除的杂草范围及施肥、浇灌、除草剂喷洒等作业范围。实现精准作业，降低农田中除草剂过度喷洒导致的农田污染情况。
2.2蔬菜果实生产预测及质量分级鉴定
1）在现有农业生产模式中，农业生产决策主要是通过农作物、农产品外观判定实现的，如农作物病虫害检测、杂草辨别、水果品质分级、果实成熟度判断等。而在深度学习对机器应用发展进程中，可以通过机器智能代替人工感官，实现对不同蔬菜果实生产品质检测识别。如利用Plantix深度学习应用，可以预测不同温度、环境湿度下农作物表皮应力。达到控制环境变量、降低农作物表皮造成损失的目的；而VineView云端人工智能算法，可以收集无人机捕获数据，构建神经网络模型。利用水果汁或蔬菜汁的近红谱折射系数，与人们对水果或蔬菜味觉质量的相关系数对比，确定水果或蔬菜味觉质量。随后利用神经网络的BP算法，结合经济学中线性计量经济学信息，确定水果或蔬菜果实生产参数。2）通过将计算机图像所采集的果实顶部外形特征输入神经特征，可以鉴别破损、变形、弯曲或其他发育不良的果实。同时利用果实色彩强度、酸碱度、亮度等输入参数，可以将果实成熟度划分为全熟、过熟、未熟、半熟等几个程度，确定最佳收获时期。在这个基础上，通过计算机获取图像特征，将果实表面所获取表面曲率特征及亮度、表面积等外部形态特征，可以区分果实表面伤痕、正常凹凸情况。进而为果实质量鉴定分级提供依据。
2.3农作物种植全过程优化改进
智能农业所具备的大数据集优化功能，可以优化单个或者一系列关键目标，解决农业生产过程中出现的疾病预防、成本效益等问题。因此，从农业生产过程各环节（育种、生产、消费、经营）进行分析，可以利用人工智能及机器学习等智能农业，精准生产决策及市场营销。并挖掘数据之间关联特征，判定事物发展趋势，实现农业智慧化生产。如利用世界新型农业操作系统AOS，可以根据市场，确定农产品数量[2]。同时以数据为基础，引入土质分析、天气模拟、农作物根部特征等数据，构建农作物自然灾害保险应急生产决策模型，降低农业生产风险。同时利用数据挖掘、深度学习等人工智能技术，可以实时获得应用于农事的不同类型操作过程反馈信息。进而优化农业生产管理流程，为农业生产利益最大化的实现提供依据。此外，利用PepsiCo公司及PrecisionPlanting企业最新研制的农作物管理系统、土壤相关数据分析软件，可以根据不同区域位置、不同土壤情况变化，调整农业生产模式，实现分区均匀播种及差异化施肥、灌溉，最大程度优化各区域农作物种植参数，达到农作物增收的目的。
一 、我国农业机械制造技术的发展现状
改革开放以后，虽然我国的制造业一直是国家重点发展的行业，但由干起步较晚，基础设施落后，与工业发达国家相比还有不小的差距。其主要表现有：
1.设计方案及制造工业落后。西方发达国家完整经历了蒸汽时代和电气时代的改革，传统制造工艺手法成熟，制造业的高速发展时期也高于我国。相比工业强国的制造业技术，我国的制造业工艺粗糙，现在化水平较低，尖端技术仍在开发中。比如工业发达国家已经开始普及纳米技术、微激光加工技术、复合型加工技术等，而我国大部分的制造业仍是农间作坊的模式，虽有一定的机械工艺雏形，但仍缺乏高新技术。
2.制造行业的落后。工业强国经过原始资本的积累和发展已经制定出一套科学的行业制度，在体制内的所有制造业企业都具备相应的准则，而且企业的管理广泛采用计算机管理，生产系统运行精确高校，生产模式更新换代的周期短。二我国的制造业企业大都还处在摸索阶段，只有少数的企业运用了计算机管理模式，而大部分小型企业仍然处于人工管理阶段。
3.自动化生产程度低。发达国家已经普及了计算机集成管理系统、自动化数控机床、柔性制造系统等全自动机械，实现了生产自动化、集成化以及智能化。而我国仅有极少的大型企业采用柔性制造系统，大部分民间的制造企业处在刚性自动化阶段，非常依赖人工管理。
4.企业管理方面。信息时代的到来使得发达国家将计算机运用制造业管理中。国外的企业更加重视企业的生产模式和组织管理，提出了精益生产、准时生产、高效生产都全新的管理思想。而我国进入信息时代较晚。计算机管理模式运用并不广泛。
二、 农业机械绿色制造的特点
我国对于农业发展投资力度不断加大，促进了农业发展的进程，也同时为农业机械提供了强大的发展空间。农业机械绿色制造在传统机械生产的基础上融入了现代先进微电子、仪器等信息控制技术，综合我国农业发展的特点以及基本环境，创造出的更适合可持续发展的农业应用机械设备，对农业绿色经济发展做出贡献。现代农业机械绿色制造涉及到电子信息技术、机械制造技术、农业以及气象环境等多方面领域，整个生产制造是多领域共同参与的系统工程。除了具备一般机械生产的共性特征与需求条件，农业机械绿色制造业具有其自身的特点。
1.现代农业机械绿色制造具有自动化程度高，作业速度快的优势
农业机械绿色制造的不断发展，为我国农业复式作业机具与专业化生产机械的协调发展奠定了良好的基础，不仅促进了机械制造技术的快速进步，提高自动化水平，也同时促进了我国农业生产的效率、质量等方面的提升。提高自动化程度，改善了农业生产过程中机械使用的安全性与舒适性，为推广使用新技术、进一步降低作业成本创造了条件，顺应了现代农业发展趋势。
2.农业机械绿色制造具有减少环境污染，提高生产效率的优势
随着世界经济的不断发展，人们在生产制作的过程中消耗掉大量的自然能源，并造成一定的能源再利用不足等现象，在很大程度上阻碍了可持续经济的发展；同时，由于人们关注度的不足，大量的开发生产作业产生的废气物质对周边环境造成巨大的影响，污染世界环境。利用先进的农业机械绿色制造应用于农业生产中，可以进一步收集和积累农业发展信息，对于肥料、农药、以及能源的使用上利用绿色环保的观念精确使用份量和时间，大大提高了农作物的单位面积产量，减少了环境污染，在农业绿色可持续经济观念的正确引导下，更好地满足人类对农产品的需求。
3.对于现阶段农业机械绿色制造的发展在一定程度上缓解了传统机械生产使用产生的原材料与能源的浪费
传统农业机械产品周期缺乏全局性与一致性，在使用年限后不能继续作业，废旧或者闲置设备的回收率也没有得到充分的重视，造成了每年均要消耗大量的资源和能源，同时废弃的农机产品给环境带来极大的压力。机械的绿色制造，很大程度上改善了以上难题，节约人力、物质、能源和财力的投入，从而在全生命周期意义上实现资源利用率高和环境污染小的绿色设计制造，以计算机模拟仿真等技术投入，在农业机械制造上产生明显的“绿色经济效应”，提高信息共享度。
三、 农业机械绿色制造的发展趋势
对于现代农业机械绿色制造来说其是从社会、经济、环境3个主要因素的系统结构出发，利用高科技的手段和方式，实现 3 者之间的协调发展，促进农业经济的健康可持续发展。由于农业机械绿色制造涉及科学、环境等多方领域的综合研究和发展，因此，目前还处于不断完善的情况中。在带动农业，甚至国家经济发展同时，还将在我国可持续发展经济的道路上具有非常好的前景，并在今后的发展过程中出现更加完美的发展趋势。
另外，绿色设计与制造的决策目标体系是现有制造系统目标体系与环境影响和资源消耗的集成，农业机械绿色制造需要人工智能技术的参与，并且绿色设计与制造的实施将导致一批新?d产业的形成，包括废弃物的回收处理装备制造业、废弃物回收处理的服务产业、绿色产品设计与制造业以及实施绿色设计与制造的软件产业等。
关键词：机械设计制造；自动化；发展前景；综合技术
在机械设计和生产的过程中，需要用到计算机技术、信息化技术等许多知识，这绝不只是单纯的简单的制造业而已。机械设计制造及自动化是依托于现代化的科学技术和理论知识，不断的改善工业生产中遇到的问题，最终将工业机械的水平提升到一个新台阶。
一、机械设计制造及其自动化的优势以及作用
（一）生产能力强，工作质量高
全新的自动化设施在投入使用后，能够直接分析出输入者的意图，从而指挥各个部分的机器进行自动化生产。比起过去的人力调配和管理，能够在工作效率上得到极大的进步。先进的科学技术为我们带来了全新的工作体验，调配机器进行生产不再是耗时费力的工作，完全能够满足现在工业生产速率提高对相应设备的要求，并且在系统的统一调配下可以保证生产不出差错，能够提升产品的质量。
（二）应用安全
我们在进行机械设计生产过程中，能否获得经济利益和机械应用过程中是否安全是两个基本点，我们必须要提起十二分的重视，工作中的一切努力都是为了提升产品的经济收益和使用安全性能。而应用自动化的机械设计生产流程后，能够提升生产流水线的安全性，即使在工作岗位无人监管的时候，也能够避免发生安全事故。
二、机械设计制造及其自动化的实际应用在农业领域，
（一）在农业领域的应用
我国是农业大国，农业是我们国家经济发展的支柱，提升农业生产水平和速度对于推进中国经济社会发展有着非同寻常的意义，而机械自动化设备的应用就能够很好的满足当前农业发展的需求，为我国农业生产的顺利进行保驾护航。比起美国的已经比较成熟的农场式农业经营模式，我们国家在农业机械化生产方面还存在着许多不足。经过实际的调查和资料的查阅我们可以发现，中国农业的缺陷大概包括水资源和肥料的浪费两方面，为了解决这种状况，我们可以把自动化的农业机械加以应用并推广开来，举个例子来说，如果我们能够利用自动化的机械，就能够对每天每个时段的给水量进行非常准确的控制，既能保证农作物正常生长，又能在水的节约方面收到很好的成果。为了全面推进机械设计生产自动化进程，我们要不断的将高精尖的技术引进来，在农业生产上下大功夫，依据多年来农业生产低效化的生产实际，立足于不断发展的高新科技，生产出更加符合现代农业要求、节省资源的自动化农业生产机械，为农业生产的标准化、高效化打下坚实基础。
（二）在工业领域的应用
在工业领域，机械生产的自动化的优良性能更加能够得到体现。举個例子来说，Pro/E数控加工的过程中，最为重要的一点就是数字控制系统的编写，根据工作人员输入的指令和设计图纸，通过信息化的运算，将产品的各项数据转变为数字信号，进而完成整个生产过程。在我们对各项数据进行收集和核对的过程中，如果能够应用到机械生产自动化技术，将能够大大的提升工作效率，减少工作时间，增加单位时间内生产的产品数量，更能够减少生产行业对于人力资源的依赖性，进而减少员工培养以及聘请上的资金投入，获取更大的经济效益，不断推动零件生产行业的迅猛发展。
三、机械设计制造及其自动化的创新发展
（一）与大数据产业相互结合
随着科学技术的不断发展，大数据分析已经成功的应用到了许多行业之中，机械设计制造及自动化中也可以推广大数据分析，从而提升生产数据的归纳整理和探究速率，为机械生产行业的快速发展提供保障。提到自动化，有的人可能会提到传感器，有的人则会想起网络技术发展，这从一个侧面反应出了自动化系统的多样性和普适性，在我们将大数据分析与机械制造业有机的结合之后，能够节省许多不必要的工作步骤和工作时间，有效的提升工作质量。除了机械生产制造行业以外，大数据还有着许多应用，比如说在结合交通行业的时候，就能够利用自动化的智能传感器、影像传输等等，将交通行业中获取的数据准确、高效的整理归纳出来，而在结合气象预报工作的时候，就可以通过智能化的温度湿度检测系统，收集到大气中的气象变化，进而利用大数据进行分析，从而准确的预判出未来一段时间内的天气情况。
（二）基于“互联网+”的机械设计制造及其自动化
随着互联网技术逐渐发展，“互联网+”模式的影响范围逐渐扩大，机械设计制造及其自动化在数据信息安全方面的管理备受关注。为了提升设备数据信息安全，大数据不断地研发，与机械设计制造及其自动化分析处于以及数据信息的深度挖掘相互结合。在这样的技术结合模式下，能够改善传统数据信息保护中存在的问题。在传统的信息模式下，当信息安全出现危机时，系统需要对信息进行事后修补，在信息管理中处于被动地位。而引入了大数据技术，能够对数据信息的安全进行事前预测。并且，在自动化技术下，基于“互联网+”的机械设计制造及其自动化能够实现对数据信息的安全测评，并自动制定应急处理方案。换言之，在机械设计制造及其自动化数据信息能够进行自动防护。
四、结语
综上所述，机械设计制造及其自动化正在向机电一体化、智能化、模块化、网络化、微型化和绿色化方向发展。它增强了机械制造的可靠性和安全性，为自身发展提供了广阔的空间。照目前而言，我国的机械技术制造应该克服当前存在的技术问题，不断进行完善，适应世界的发展，加快发展机械制造产业，树立中国的良好国际形象，为中国的经济发展提供动力，使中国成长为经济强国。
（作者单位：邵阳学院）
指导老师：邓巍伟
作者简介：李亚龙（1994～），男，学士学位，研究方向为机械设计制造及其自动化。
21世纪，人类将逐步进入知识经济的时代，迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，发展节本增效生产方式，改善和保护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中，九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践，就是一种具有创新意义的技术思想，已经引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会（NationalResearchCouncil）为此曾专门立项组织了一批多学科著名专家对有关发展研究进行了评估，研究报告经过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究专著，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状，面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。
近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的发展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。
主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上，目前国外关于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。
“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。“精细农作”技术思想的核心，是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。
千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。
之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据，并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理，生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出，这一技术思想是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响，利用生产潜力的处方措施，还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标，因此，其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上，目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上，对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理，生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作，因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步，特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破，农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著提高耕地的生产潜力，节约良种、化肥农药和能源投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。
“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着重要的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠全球卫星差分定位系统（DGPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS)的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。
迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。
“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。
为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题：
加强对国际有关发展信息和经验的研究，提出符合国情的发展战略。九十年代以来，国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点，注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义，即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性，实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的，在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区，力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小，生产手段仍较落后，实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程，有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究，并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中，开拓出新的服务领域。这样，既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨，又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。
关键词：多功能；收割机；环保；智能；便捷
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.204
1 引言
1.1 研究背景及意x
本产品其创新之处在于其集合自动收割、捆绑、施肥于一体，其一体化的设计很好地解决了手工方式耗时时间长、工作效率低、工作质量差等问题，大大满足了农业生产的需要。[1]传统的韭菜收割机仅仅支持收割技术，其工作方式比较单一，而我们的全自动韭菜收割机在此基础上添价了电机传输动力、自动捆绑、自动施肥等技术，使收割机的功能更加全面。 其次其项目成本低、效率高，有效地提高我国韭菜的加工质量和水平，将会在未来市场赢得先机，应用前景十分广阔。
1.2 研究现状分析
据了解，韭菜属于葱科多年生宿根蔬菜，适应性强，抗寒耐热，全国各地到处都有栽培，南方不少地区可常年种植。近年来，随着蔬菜生产机械化的快速发展，涉及韭菜的种植面积逐渐扩大并形成产业，这对于实现韭菜优质高效的周年供应具有非常重要的意义。[2]但是，相对于国外韭菜生产的全程机械化而言，国内很多地方设施韭菜的机械化水平仍然较低，机械应用的覆盖范围还不高，许多种植户在韭菜生产过程仍然使用大量的人工劳力，而随着劳动力紧缺、人工费用上涨，韭菜的生产成本迅速增加，急需设施韭菜的全程机械化生产技术。因此，全自动韭菜收割机有很好的开发市场，将来的需求量也一定很高，所以该收割机有很好的研发价值。
2 技术指标
3 机械结构设计
3.1 传送机构设计
在传送机构的设计过程中，我们采用了传送独立电机的动力传输方式，整个传送过程共用了三个电机，在调试的过程中，大大方便了传送带速度的调节，为了更好了调节韭菜传送的速度，以及传送过程中韭菜的损失。[3] 其中输送链条对轴的扭矩T=9550*（0.0733/24.72）=28.32N・m。
在小传送带的传送部分，有水平传送和旋转传送两种选择，但是，考虑到韭菜有一定质量，以及采用水平传送会增大其生产成本，因此我们最终选用了旋转传送的方法，利用两个旋转90度设计的传送带，利用传送带的速度以及传送带之间的摩擦，将收割后的韭菜很好的传送至大传送带上。输送带速度则应该按指定的蔬菜堆厚度使输送带单位时间内的韭菜输送量和机器收量相等而确定[4]。
式中
―机器前进速度（ m/s）；
―韭菜生产密度（株/）；
―割幅（ m）；
一输送带速度（ m/s）；
d―韭菜在输送带的夹持厚度（ mm）；
―为蔬菜在输送带上的集聚密度（m/s）；
输送带受力条件：
式中 m―蔬菜的质量（ kg） ；
r―输送轮的半径（ mm） ；
ω ―输送带轮的角速度（ rad /s） ；
g―重力加速度（）；
α ―输送带的倾角。因此有
又因
所以
当 cosα =1 时为最不利的情况，其最低极限值为
其中，为输送带的最低极限值。所以综上所述二级输送带的速度大于。
3.2 原地旋转机构设计
采用链轮与链条传动。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，
过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小。
4 分析与结论
4.1 设计创新点
（1）全自动韭菜收割机操作简单，结构简单。
（2） 可实现自动收割，捆绑，施肥于一体，保证机械运行的高效性。
（3）一体机运行非常平稳，安全系数高。
（4）体积和质量都不大，成本低。
（5）市场上无同类产品，有较好的前景。
4.2 前景展望
相对于国外韭菜生产的全程机械化而言，国内很多地方设施韭菜的机械化水平仍然较低，机械应用的覆盖范围还不高，许多种植户在韭菜生产过程仍然使用大量的人工劳力，而随着劳动力紧缺、人工费用上涨，韭菜的生产成本迅速增加，急需设施韭菜的全程机械化生产技术。[7]
本产品的主要功能是对于韭菜的收割流程以及对韭菜进行施肥，在目前国内的市场，没有能够满足大众需要的韭菜收割机，而我们的收割机，面对的主要对象就是大众消费群体，其操作简单，制作成本较低，能够达到大众的消费观念。鉴于该产品功能强大，但是出售价格相对比较合理，因此，该产品有很好的应用前景，尤其在当今社会，随着工业4.0的到来，机械劳动渐渐的代替人工劳动，智能化的韭菜收割机更加会受到广大消费者的喜爱。
4.3 结论
全自动韭菜收割机设计理念是一切为了便捷、实用，保证使用者最大化利益。其中全自动的特点大大节约了人力资源，而且该装置通过运用收割机构、传送机构、施肥机构和原地旋转机构，实现了自动收割、捆绑、施肥功能。此外，独立电机动力传输机构也大大减少了故障的发生。但为了更好保证收割的质量，我们还需对整机进行大量的实地试验。
相比传统的收割装置，本文所设计的全自动韭菜收割机具有操作简单，功能多样化，工作效率高的特点。此外，目前市场上缺少同类产品。因此，全自动韭菜收割机具有很大的推广价值和应用前景，但在装置中我们还需更进一步改进，以确保设备最优化、农民利益最大化。
参考文献
[1]赵匀.农业机械分析与综合[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]周振和，吕维.韭菜种植技术[M].北京：清华大学出版社，2005.
[3]高国训.韭菜栽培与病虫害防治[M].天津：天津科技翻译出版公司，2009.
[4]高国训，靳力.韭菜生产关键技术百问百答（第2版）[M].北京：中国农业出版社出版社，2009.
论文关键词：精确林业 GPS GIS
论文摘要：概述了“精确林业”的内涵及其主要支撑技术 (包括 GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等 )、操作过程和国内外研究现状 ，并对精确林业在中国的发展前景进行了探讨。
在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术的推动下，林业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识林业发展阶段，于是，“精确林业(Precision Forestry)”应运而生。所谓精确林业，即在林业生产过程中运用视觉传感器、卫星定位等高新技术，实时测知工作对象所需工作的质、量和时机等数据，通过对影响林木生长的环境因素实际存在的时空差异性的分析，判别林木长势优劣，确定影响长势的原因，提出科学处方，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，消除和减少这些差异，按需定量实施灌溉、施肥和喷药，以实现最小资源投入、最大林业收益和最少环境危害。
1、精确林业的主要支撑技术
精确林业以3S技术、信息技术、智能化决策技术、可变量控制技术等为技术支撑体系，以生态学、造林学、工程学、系统学、控制学、测绘学为指导，能在自动化、智能化、一体化、时效性、准确性、可靠性等方面满足人们的需要，它的建立依赖于地球空间信息基础理论及其它高新科学技术的发展。
1.1 全球定位系统
全球定位系统(GPS)是＿种可供全球享用的空间信息资源，具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆盖范围广、定位速度快、抗干扰性强和自动化程度高等特点。在精确林业中，它主要实现对采集的林间信息进行空间定位，实时、快速地提供包括各类传感器(如CCD摄像头)和运载平台(如作业车辆、飞机等)目标的空间位置，辅助作业机械完成处方实施.
1.2 地理信息系统
地理信息系统(GIS)可以在计算机硬件、软件系统的支持下，存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据，把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户需要将空间信息及属性信息准确真实、图文并茂地输出。在精确林业中，它主要实现对多种来源的时空数据进行存储、分析和处理，根据数据绘制电子地图，作为新的集成系统的基础平台。
1.3 遥感
遥感(RS)是一种多平台、多波段、高分辨率和全天候的对地观测技术，主要通过遥感器获取地球表面(层)自然界目标的波谱特征信息及对这些信息进行加工、处理，从而达到认识自然界的目的。在精确林业中，它主要用于实时地获取树木生长环境、生长状况和空间差异的大量时空变化信息，及时对GIS进行数据更新。
1.4 数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS)使存储和查找数据最优化，实现了﹁体化存储和初步的一体化查询，具有很好的完整性，避免了数据过于琐碎带来的不便。在精确林业中，它主要用于建立包含林木长势、自然条件和历史数据等信息的数据库，同时，它使GIS软件能充分利用商用数据库已经成熟的众多特性，如快速索引、数据完整性和一致性保证、安全和恢复机制及分布式处理机制，明显提高GIS软件管理空间数据的能力。
1.5 决策支持系统
决策支持系统(DSS)综合了专家系统(ES)和模型系统(SS)，它根据专家在长期生产中积累的知识，建立作物栽培模型、统计趋势分析与预测模
1.6 可变量控制技术
可变量控制技术(VRT)就是根据不同位置及要求自动改变施用比率的技术。它通过计算机控制，对林木所需用的水、肥料、农药等变量的类别和数量进行判断，根据需要调控如植保机械向林间喷洒这些变量的速率，使系统能在特定时间对特定目标进行操作规划，以达到精确定量地灌溉、施肥、喷药的目的，体现了“对症下药”、“按需给予、”“变量投入”的原则，它的实施可有效避免传统粗放型林业生产活动中造成的资源浪费和伴随的环境污染问题。在精确林业中，它主要实现对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药等措施。GIS绘制电子地图，生成林木长势情况分布图，分析此图，获得林区内树木长势的差异程度一根据该图，对影响树木成长的各项因素进行分析，将地形、土质、土壤肥力、土壤含水量、气候状况、虫害、病害发生情况空间数据输入计算机，利用树木生长发育模型、相关作业的专家知识库等建立空间智能决策支持系统，确定产生长势差异的原因，生成林木管理处方图一根据处方图，生成响应林业机械的智能控制软件，按照按需投入、区别对待的原则，利用可变量控制技术实施施肥、喷药等操作一对其执行效果进行评估。
2、精确林业的基本操作过程
精确林业的出现，使定量获取影响树木长势情况的因素及最终生成的空间差异性信息，实施可变量投入，达到低成本、低消耗、高效率、环保好等目标成为可能。图1是精确林业基本操作过程的示意图，其实施过程可描述为：带GPS和实时传感器的作业机械随时间和空间变化自动采集林间定位及对应林班的树木长势情况数据一通过型、空间分析与技术经济分析模型，通过用户选择最优模型，输入模型的参数，获得仿真运算结果，从而为决策提供辅助支持的依据。在精确林业中，它主要实现对树木长势、病害、虫害的发生趋势进行分析模拟，针对林木生长环境和生长条件的时空差异性，生成处方图，提供各林班施肥喷药方案，对精确林业的实施效果、经济效益进行评估。
3、精确林业的研究现状
3.1 国外研究动态
一些发达国家在精确林业相关技术的研究方面发展较快，如在森林土壤类型分析、林地适应性评价、森林生态环境模拟、林木育种以及生长监测和森林收获等领域已有成熟的应用。
美国林务局为每个林管局和林业研究所配备了资源级GPS接收机，主要用于灾害监测和防治的飞机导航、林相图的自动更新和林区作业的定位服务。
美国林务局和伊利诺大学联合开发的Smart Forest软件，实现了森林景观的可视化，以DTM三维显示技术为基础，使用GIS作为决策支持媒介来考察景观尺度的资源状况，在林业信息的支持下，可以从不同视角模拟观察森林景观及其变化。
美国太空成像公司对原有的利用卫星RS数据监测火灾的技术和方法进行了归纳、整理和合并，形成了一套基于Internet影像查询系统的、实用的火灾探测算法，该算法具有自适应和区域性敏感的特点，所以适合于区域和全球火灾监测，可以实时获取火灾位置等信息。
Reid等人(2001)研究开发了FIAMODEI。来存储和分析林业数据，主要具有森林现状分析、发展趋势预测、森林生态景观分析、观光风景区内的森林布局等功能，同时，它还可提供林道、河流、边界等数据的查询。
Dimitru和Olson运用空间信息系统集成和卫星数据来确定森林覆盖率。技术路线是，通过像素尺寸的变化来判别树种是否有所增加，对比Landsat TM和SPOY—XS遥感卫星摄像2、3、4波段得到的数据，可以得到林区内较为准确的信息。
美国克罗拉多大学研究开发了一套航空录像的自动配准和校正系统，它是实时获取资源信息的RS工具，克服了影像配准与几何校正的时间太长、费用太高、与精确GIS匹配能力有限的缺点，在不增加过多硬件的基础上，极大降低了人为干预的操作，主要用于监测森林病虫害。
3.2 国内研究动态
福建农林大学交通学院研究开发了基于GIS的木材运输决策支持计划系统，它综合运用线形规划和GIS技术，可以协助计划者确定最小费用集运材路径、确定最佳楞场空间位置和木材流分配，目标是在需材单位定货和森林资源条件的约束下，木材集运综合成本最低。
东北林业大学完成了基于WEB和3S技术的森林防火智能决策支持系统的研究，实现了林火数据库、林火预报预防、林火蔓延模型、扑火指挥决策等方面的智能化、网络化管理，使系统能够在互联网上实现运行和信息传输，自动优化系统参数和自动修正模型参数，形成扑火指挥决策支持专家系统。
南京林业大学机电学院开展了利用以机器视觉、图像处理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT为代表的高新技术从事精确林业的构成、实现、应用等研究，开发了基于机器视觉的室内农药自动精确施用系统。该系统以实验室环境中所建的试验模型为研究对象，模拟农药施用的真实情况，用总结出的一套算法进行图像处理，并以此为依据做出决策控制喷头实现农药的精确施用，分析和探索了在自然环境中基于实时视觉传感技术的农药精确施用的可行性和效果。在实验室内开展了一系列的试验和研究，对施药过程中的运动模拟、树木图像采集、图像分割、施药决策、数据交换、喷雾执行等主要问题和技术难点做了较为深入的探讨和研究，涵盖了基于实时视觉传感技术的农药精确施用的主要技术要点。实验室测试表明，该系统运行良好并有很好的户外应用前景，特别适用于路旁树木的病虫害防治，林木栽植株距较大时，和常规施药方法相比，可节省50%以上的用药量。
此外，该学院还开展了农药精确喷雾机时空数据分析与融合研究，目标是建立集CCD摄像头、GPS、GIS为一体的移动式农药精确喷雾系统，图2为该系统的技术路线图，它的设计思路是：将CCD实时立体摄像系统、GPS、GIS在线地安装在高射程喷雾机上，随着喷雾机的行驶，所有系统均在同一时间脉冲控制下进行实时工作，把GPS精确定位数据和CCD获取的林木数字图像通过处理随时送人GIS中，而G1S中已经存储有电子地图信息和林班图，在GIS平台上有效集成时空数据、属性数据以及历史数据，根据历史上病虫害发生情况和植物保护专家在长期生产中获得的知识，进行病虫害统计趋势模型和技术经济分析，建立农药使用技术专家系统，并根据实时数据分析、图像处理、喷雾目标特征和病虫害防治目标阈值，建立智能决策支持系统，从而可针对当时当地的森林病虫害防治实际需要确定农药投入的种类、数量等，指导自动执行变量投入决策，控制可变量喷头实现农药精确定量喷雾。根据不同林业生产情况及病虫害发生类型、程度，利用此系统来对应控制特定区域做出可变量控制决策而实现农药精确对靶喷雾，在最大程度上杜绝非目标农药沉积，减轻环境污染。
4、精确林业在我国的发展前景
我国已经进行了一定规模的精确农业试点工作，部分技术、产品已趋成型，如由北京农业信息技术中心承担的北京市小汤山精确农业示范工程已进行了谷物测量、水分在线测量、田间信息采集、RS监测作物长势、水分、病虫草害、防治环境监测、GPS采样定位、导航、农业ES分析、农业机械的实时在线控制等试验。林业与农业相比有诸多不同，如森林资源类型多、区域差异大、周期长、干扰多、变化快、条件复杂，决定了精确林业实现的难度要比精确农业大。
