談農業機械衛星導航精準管理

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摘要：農業機械通過衛星導航實現精準化管理是一項復雜的系統工程，在農業生產實踐活動中，農業機械的精準化管理與操作面臨著作業面大、數據統計復雜、宏觀管理難度大等困難。為滿足農業機械精準化管理的需要，本文借助北斗衛星導航，通過導航定位、地理信息等技術手段采集農業機械的實時作業信息和相關數據，實現影像監測、地塊測量、遠程調度等，以期提高農業機械的作業效率。

關鍵詞：精準管理；信息系統；北斗導航；關鍵技術

在我國傳統的農業生產中，人工體力勞動是普遍做法，但是會造成效率低下、人工成本較高、作業標準化程度較低、相關數據難以收集及勞動成果難以量化等問題。因此，利用現代精準管理操作的農業機械進行作業是解決這一問題的有效手段。為實現精準管理，農業機械需要導航系統的高度配合。近年來我國各地均采取了相關的政策扶持，提高了智能農業機械在農業作業中的利用程度，取得了顯著的效果，提高了農業生產活動的作業效率。但是，我們看到，機械化作業在實踐中也凸顯出一些問題，主要表現在：一是相關部門不能實現實時的數據獲取及匯總，相關工作的整體性和宏觀性管理缺乏保障；二是相關作業統計面積存在誤差，數據的真實性缺乏保障；三是機械作業的質量無法保證，只能進行抽查，這顯然并不科學。因此，本文旨在通過優化導航管理系統，實現農業機械的精準化管理。

1機械化作業精準管理信息系統的技術支持

長期以來，在我國農機領域，一貫利用GPS定位系統實現農業機械的定位、監控以及調度工作，取得了一定的成效。但是，其中存在較大的隱患與弊端，國外的GPS定位系統在某種程度上限制了國內一些行業的應用。可喜的是，伴隨著我國自主研發的北斗衛星導航系統投入使用，且逐步取代傳統的GPS運用到包括農業在內的許多行業中，“北斗”成為我國現代化農業機械自主化、智能化的必然選擇。本文正是利用北斗導航技術，結合地信技術，重組與優化農業機械作業的管理系統，實現農業機械定位、數據采集及處理的實時精準管理，提升農業機械作業的信息化程度。

2機械化作業精準管理信息系統設計

2.1業務流程設計

新疆維吾爾自治區是傳統的農業大區，也是農業機械大區。長期以來，自治區政府職能部門及相關的涉農科研院所一直致力于信息化、智能化農機作業的研究與推廣工作。基于歷史經驗，筆者認為農機作業流程主要由作業分配、調度、監控及數據采集、反饋等環節構成。

2.2總體架構設計

農業機械作業精準化管理系統由感應、傳輸、服務、應用這四大體系構成。其中：感應系統由農機車載傳感器、北斗導航、攝影設備及車載信息收集終端設備構成，目的是進行精準定位及獲取高清影像信息；傳輸系統借助移動網絡實現對感應獲取的數據信息進行遠程實時傳輸；服務系統借助于實時傳送的數據，運用SOA、體系結構設計等工具對技術進行有效組合，規范操作設計；應用系統對數據資源面向涉農的管理部門和農業集體經濟組織及農機手共享，并提供相關服務。

2.3農機車載終端設計

2.3.1高精度定位模塊GGA依次經過GSNN、CPU、GPRS的傳遞，借助定位地基，通過NTRIP協議獲取差分數據，再將其經GNSS解析，最后，將處理后的數據經GPRS輸送到服務器。

2.3.2高分辨率攝像設備農業機械車載高分辨率影像設備的硬件要求是具備防污、防水、抗震等必備功能。高清影像設備根據所搭載的農機速度、農機作業周期、農機定位信息自動選取拍攝時機，實現高清影像數據記錄的智能化。

3機械化作業精準管理信息系統功能設計

機械化作業精準管理信息系統功能設計由以下七大功能實現。一是作業概覽。主要展示的是作業地塊與農業機械的分布情況。二是作業監控。對農業機械作業的周圍環境、農機動態參數、作業過程進行全程跟蹤監管。三是作業審核。對農機作業面積和作業效果進行判斷，通過高清影像畫面進行審核。四是作業調度。此項功能分配農機作業區域，并根據作業情況進行動態調整。五是信息維護。為涉農單位及個人用戶提供信息查詢功能。六是作業分析。對農機作業位置、進度和完成質量等情況進行反饋，并繪制相關圖表，以供參考。七是地塊統計。統計依據提供多種方式，從不同角度展示地塊分布情況，以供后臺參考。

4關鍵技術分析

農業機械由北斗進行定位，但是定位信息量巨大，農業機械行駛軌跡較為復雜，精準識別地塊是核心問題。筆者采用地空區域聚類方法識別地塊信息。4.1農機行駛軌跡農業機械的運行軌跡依靠行車點X1、作業點X2和停車點X3進行判斷。其中，實際的作業點為識別地塊提供可靠的數據支撐。其中，對X1、X2、X3三點坐標之差的野值點予以排除；農業機械運行時速超過10千米的點予以排除；對時速小于0.01千米的給定閾值點予以排除。

參考文獻：

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[3]楊方,劉華,樊禹銘.北斗農機自動導航系統的設計與應用[J].農業科技與裝備,2015(10).

作者：王維民 單位：新疆博樂第五師九十團農業發展服務中心