汪懋华 中国农业大学教授、中国工程院院士

一、农业发展历史及对GNSS的应用需求

人类有着非常悠久的农耕文化历史。在漫长的农业耕种过程中，人们积累了非常丰富的耕种经验。人们通过自己的直观感受来获取农田、农作物等的信息，通过对这些信息进行加工整理，然后形成判断和决策，最终指导人们的生产作业。但是随着越来越多的大面积耕种，以及人们对劳动生产率提高的期望，仅仅凭农民的直观判断已经很难满足这些要求。人们需要定量地获取农田和农作物的差异化信息，比如不同地理空间上土壤的成分、肥沃程度、湿度，农作物的长势、病虫害情况等等。在获取这些差异化信息之后，需要进行科学的分析，对不同地理空间的土壤和农作物进行差异化的操作和处理，比如施不同量的肥料，浇不同量的水以及喷洒不同量的农药，这就是精准农业的雏形。在以上的整个流程中，有一个最基本的要素贯穿始终，那就是需要实时判断出不同的地理空间。于是，GNSS 应用于精准农业的需求就应运而生，形成了精准农业中对导航定位测量装备的需求，也催生了一批新兴产业的发展。

二、精准农业的基本理念及对卫星导航定位技术的应用需求

精准农业的基本理念是集信息和知识管理于一体，利用信息技术实现农田的精耕细作，基于农田空间差异性信息进行精细农作管理，是由传统的经验型、定性为主的粗放型农业向知识性、精细化管理的现代农业经营方式转化的技术体系。现代农业对卫星导航定位技术的应用需求主要表现在定位、导航、测绘三个方面。定位，农田信息获取定位测量技术用于获取农田、农作物空间分布信息的差异性；自动导航驾驶技术用于实现拖拉机、农业机械农田作业自动精准导航，引导动力机械精准作业，使其按设计的标准路线行驶；农业资源环境测绘技术用于支持划定永久性基本农田、农地承包经营权确权登记与优化集体农用地管理。农村高标准基本农田建设规划验收、农业技术推广财政补贴面积监测等。土地承包经营权流转、适度规模经营发展的承包耕地面积精准测量与管理，农村基础设施工程建设的精准测量技术。

三、GNSS在我国农业上的应用历程

上世纪90 年代中后期，随着GPS 民用化进程的推进，国际农机制造商和相关IT 提供商开始探索中国广袤的农业市场。在相关部门的推动下，北京市在国内率先建设了一个2400 亩的农机导航示范应用基地，开始尝试将GPS 应用于农业生产。随后，在上海的五四农场也建设了相当规模的农机导航示范应用基地，并取得了良好的示范效果。在遥感领域，GPS 与GIS 两种新兴技术开始相互结合应用于农业生产。GPS 与GIS的结合进一步为差异性农业管理提供了便利，使变量施肥和变量施药等变得更加容易，进而催生了一批装备制造业。然而，居高不下的GNSS 导航定位设备价格限制了其在农业生产上的大面积推广。

近十多年来，包括新一代信息技术、移动互联、大数据、云计算等在内的新型技术为精准农业的发展提供了更好的土壤。主要表现在四个方面：第一，作物生长实时监控技术，农作物的长势、病虫害情况、产量等能够被实时监控和跟踪；第二，变量作业应用技术，根据不同地理位置土壤的土质情况、肥沃程度，不同地理位置农作物的长势、病虫害情况进行变量浇水、变量施肥等；第三，农业机械自动导航技术，实施掌握农机作业所在的地理位置，自动控制农业机械的行进路线、方向、姿态和速度等；第四，全球卫星定位系统地理测绘技术，土地是农民的命根子，农民对土地面积的掌控尤为重要，利用卫星导航的测绘技术是土地确权的最重要手段。

四、我国精准农业发展建议

由于我国精准农业发展起步较晚，目前与发达国家的发展水平还有很大差距。我们应该虚心地向国外先进的生产方式学习，学习他们先进的作业方式和生产装备，认清自己的不足，强化我们的问题意识，坚持解决实际需求对技术革新的导向作用。现代社会信息技术的快速发展为我国发展精准农业提供了便利条件，能够加快传统农业向现代农业转化进程。适逢我国自主建设的全球卫星导航定位系统已经正式提供亚太地区的导航定位服务，全球导航定位服务能力正在形成。我国的卫星导航产业和农业应该加强沟通交流，实现信息互通、资源共享。推进我国北斗产业化、农业现代化和市场的深度融合，通过跨界的理念、共享的理念、协同的理念、绿色的理念，推动农业的技术创新已势在必行。

精准农业技术能够有效地提高土地利用效率，减轻人们劳动强度，是农业现代化发展的必然趋势。但这一趋势的进程会受到支撑精准农业的作业装备成本和价格的降低以及其安装和操作容易性的影响。精准农业的发展不仅仅取决于技术的革新，还要取决于市场的认可。我们面对的是要建设现代农业产业工程体系的问题，工程绝不仅仅是科学的简单应用，工程除了要懂得基础科学的基本原理、理论和方法，还必须善于处理好科学要素、技术要素、经济要素、管理要素、社会要素、环境要素等多种要素的集成、选择和优化。