談農(nóng)業(yè)機(jī)械衛(wèi)星導(dǎo)航精準(zhǔn)管理

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摘要：農(nóng)業(yè)機(jī)械通過衛(wèi)星導(dǎo)航實現(xiàn)精準(zhǔn)化管理是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐活動中，農(nóng)業(yè)機(jī)械的精準(zhǔn)化管理與操作面臨著作業(yè)面大、數(shù)據(jù)統(tǒng)計復(fù)雜、宏觀管理難度大等困難。為滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械精準(zhǔn)化管理的需要，本文借助北斗衛(wèi)星導(dǎo)航，通過導(dǎo)航定位、地理信息等技術(shù)手段采集農(nóng)業(yè)機(jī)械的實時作業(yè)信息和相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)影像監(jiān)測、地塊測量、遠(yuǎn)程調(diào)度等，以期提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)管理；信息系統(tǒng)；北斗導(dǎo)航；關(guān)鍵技術(shù)

在我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度較低、相關(guān)數(shù)據(jù)難以收集及勞動成果難以量化等問題。因此，利用現(xiàn)代精準(zhǔn)管理操作的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)是解決這一問題的有效手段。為實現(xiàn)精準(zhǔn)管理，農(nóng)業(yè)機(jī)械需要導(dǎo)航系統(tǒng)的高度配合。近年來我國各地均采取了相關(guān)的政策扶持，提高了智能農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)作業(yè)中的利用程度，取得了顯著的效果，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的作業(yè)效率。但是，我們看到，機(jī)械化作業(yè)在實踐中也凸顯出一些問題，主要表現(xiàn)在：一是相關(guān)部門不能實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)獲取及匯總，相關(guān)工作的整體性和宏觀性管理缺乏保障；二是相關(guān)作業(yè)統(tǒng)計面積存在誤差，數(shù)據(jù)的真實性缺乏保障；三是機(jī)械作業(yè)的質(zhì)量無法保證，只能進(jìn)行抽查，這顯然并不科學(xué)。因此，本文旨在通過優(yōu)化導(dǎo)航管理系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的精準(zhǔn)化管理。

1機(jī)械化作業(yè)精準(zhǔn)管理信息系統(tǒng)的技術(shù)支持

長期以來，在我國農(nóng)機(jī)領(lǐng)域，一貫利用GPS定位系統(tǒng)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的定位、監(jiān)控以及調(diào)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(tǒng)在某種程度上限制了國內(nèi)一些行業(yè)的應(yīng)用。可喜的是，伴隨著我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入使用，且逐步取代傳統(tǒng)的GPS運用到包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)中，“北斗”成為我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械自主化、智能化的必然選擇。本文正是利用北斗導(dǎo)航技術(shù)，結(jié)合地信技術(shù)，重組與優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械定位、數(shù)據(jù)采集及處理的實時精準(zhǔn)管理，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的信息化程度。

2機(jī)械化作業(yè)精準(zhǔn)管理信息系統(tǒng)設(shè)計

2.1業(yè)務(wù)流程設(shè)計

新疆維吾爾自治區(qū)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大區(qū)，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械大區(qū)。長期以來，自治區(qū)政府職能部門及相關(guān)的涉農(nóng)科研院所一直致力于信息化、智能化農(nóng)機(jī)作業(yè)的研究與推廣工作?；跉v史經(jīng)驗，筆者認(rèn)為農(nóng)機(jī)作業(yè)流程主要由作業(yè)分配、調(diào)度、監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、反饋等環(huán)節(jié)構(gòu)成。

2.2總體架構(gòu)設(shè)計

農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)精準(zhǔn)化管理系統(tǒng)由感應(yīng)、傳輸、服務(wù)、應(yīng)用這四大體系構(gòu)成。其中：感應(yīng)系統(tǒng)由農(nóng)機(jī)車載傳感器、北斗導(dǎo)航、攝影設(shè)備及車載信息收集終端設(shè)備構(gòu)成，目的是進(jìn)行精準(zhǔn)定位及獲取高清影像信息；傳輸系統(tǒng)借助移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對感應(yīng)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程實時傳輸；服務(wù)系統(tǒng)借助于實時傳送的數(shù)據(jù)，運用SOA、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計等工具對技術(shù)進(jìn)行有效組合，規(guī)范操作設(shè)計；應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)資源面向涉農(nóng)的管理部門和農(nóng)業(yè)集體經(jīng)濟(jì)組織及農(nóng)機(jī)手共享，并提供相關(guān)服務(wù)。

2.3農(nóng)機(jī)車載終端設(shè)計

2.3.1高精度定位模塊GGA依次經(jīng)過GSNN、CPU、GPRS的傳遞，借助定位地基，通過NTRIP協(xié)議獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)，再將其經(jīng)GNSS解析，最后，將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS輸送到服務(wù)器。

2.3.2高分辨率攝像設(shè)備農(nóng)業(yè)機(jī)械車載高分辨率影像設(shè)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(shè)備根據(jù)所搭載的農(nóng)機(jī)速度、農(nóng)機(jī)作業(yè)周期、農(nóng)機(jī)定位信息自動選取拍攝時機(jī)，實現(xiàn)高清影像數(shù)據(jù)記錄的智能化。

3機(jī)械化作業(yè)精準(zhǔn)管理信息系統(tǒng)功能設(shè)計

機(jī)械化作業(yè)精準(zhǔn)管理信息系統(tǒng)功能設(shè)計由以下七大功能實現(xiàn)。一是作業(yè)概覽。主要展示的是作業(yè)地塊與農(nóng)業(yè)機(jī)械的分布情況。二是作業(yè)監(jiān)控。對農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的周圍環(huán)境、農(nóng)機(jī)動態(tài)參數(shù)、作業(yè)過程進(jìn)行全程跟蹤監(jiān)管。三是作業(yè)審核。對農(nóng)機(jī)作業(yè)面積和作業(yè)效果進(jìn)行判斷，通過高清影像畫面進(jìn)行審核。四是作業(yè)調(diào)度。此項功能分配農(nóng)機(jī)作業(yè)區(qū)域，并根據(jù)作業(yè)情況進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。五是信息維護(hù)。為涉農(nóng)單位及個人用戶提供信息查詢功能。六是作業(yè)分析。對農(nóng)機(jī)作業(yè)位置、進(jìn)度和完成質(zhì)量等情況進(jìn)行反饋，并繪制相關(guān)圖表，以供參考。七是地塊統(tǒng)計。統(tǒng)計依據(jù)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(guān)鍵技術(shù)分析

農(nóng)業(yè)機(jī)械由北斗進(jìn)行定位，但是定位信息量巨大，農(nóng)業(yè)機(jī)械行駛軌跡較為復(fù)雜，精準(zhǔn)識別地塊是核心問題。筆者采用地空區(qū)域聚類方法識別地塊信息。4.1農(nóng)機(jī)行駛軌跡農(nóng)業(yè)機(jī)械的運行軌跡依靠行車點X1、作業(yè)點X2和停車點X3進(jìn)行判斷。其中，實際的作業(yè)點為識別地塊提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。其中，對X1、X2、X3三點坐標(biāo)之差的野值點予以排除；農(nóng)業(yè)機(jī)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(xiàn)：

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作者：王維民 單位：新疆博樂第五師九十團(tuán)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心