精准农业是将现代网络技术、生物工程技术、农业生产土肥水治理技术和农机工程装备技术相结合的新型农业技术。精准农业技术体系由3个部份组成：田间信息获取系统、信息处置系统与智能化的农业机械，其中田间信息获取技术是精准农业的关键技术。
1.GPS的应用
全世界定位技术（GPS）在精准农业中要紧应用于以下3个方面：① 智能化农业机械作业的动态定位，即依照治理信息系统发出的指令，实施田间的精准定位；② 农业信息搜集样点定位，即在农田设置的数据搜集点、自动或人工数据搜集点和环境监测点均需GPS定位数据；③ 遥感信息GPS定位，即对遥感信息中的特点点用GPS搜集定位数据，以便于与GIS配套应用。
由于GPS存在较大的误差，因这人们愈来愈重视差分GPS（Differential Global Position System，DGPS）的研究。差分GPS能够排除卫星钟差、星历误差、电离层和对流层延迟误差等，使得定位精度大幅度提高。
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美国天宝公司（Trimble）专门为精准农业研制了系列化DGPS系统。包括：① 亚米级的信标导航差分DGPS接收系统，如AgGPS12二、AgGPS 124、AgGPS 132等；② 载波相位差分技术（RTK）的厘米级测量型DGPS接收系统，如AgGPS 214等；③ 农业机械对行操纵指示器（见图1）；④ GPS机载运算机系统，如AgGPS 170等；⑤ GPS用于农业机械的田间定位软件，其中包括土壤状况采样、种植谷物情形调查、产量图绘制、农田地形图的测量等；⑥ GPS应用于农用飞机的自动导航系统；⑦ GPS数据处置、数据库和GIS软件包。
谌容图1 GPS对行操作指示器
2.遥感技术的应用
遥感系统（RS）包括遥感平台（飞机、人造地球卫星和载人航天器等）、传感器和遥感信息的接收和处置三大部份。通过不同高度的平台搜集地物（发出的或反射）的电磁波信息，再将这些信息以遥感图像的形式传输到地面，并加以解译处置，从而实现对地物的识别与动态监测的全进程。
遥感（RS）技术是以后精准农业技术体系中取得田间数据的重要来源。它能够提供大量的田间时空转变信息。遥感技术在精准农业中的应用要紧有：① 作物长势及其背景的监测：运用高空间分辨率传感器，在不同的作物生长期实施全面监测，依照光谱信息进行空间定性、定位分析，为农作物的土肥水精准治理提供依据。② 作物冠层多光谱监测：利用地物光谱仪和多光谱相机获取的信息，监测叶绿素密度的转变，并分析其转变与养分的关系。③ 运用多光谱遥感信息（红外波段），在有作物条件下监测土壤水分。
3.粮食产量散布信息获取
由于采纳多种先进传感技术和微处置器用以搜集和处置各类数据，通过软件的运算和处置，完成诸如作业面积、耗油率、产量计算、产量散布图（图2）等智能化功能。
图2 带有产量传感器的联合收割机生成产量散布图
粮食产量散布信息获取系统是精准农业信息获取技术的重要环节之一，也是精准农业系统信息反馈操纵信号。常见的粮食产量传感方式如下：
冲击式测力传感技术
通过在籽粒提升机出口安装测力传感器，可测量谷物流量，从而取得粮食产量信息。如图3在籽粒提升器出口处，谷物沿引导装置周期性地撞击测力板，通过放大器将测力信号传给A/D转换器，转换为数字信号后存入运算机存储器中。该测量方式的精度取决于籽粒提升器的速度、谷物的类型和粮食的湿度。动态实验说明,该方式能够达到4%的精度，假设用压电晶体板的方式能够达到5%的精度。
| 欲望教师 1-籽粒提升器； 2-引导板； 3-测力传感器； 4-测力板 | 一体化
图3 冲击式产量传感器 |
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他者
容积式测量技术
传统的翻斗式容积计量器由于联合收割机的机械振动问题而无法正常利用，因此各类新的方式应运而生。
将光电装置安装在刮板式籽粒提升机双侧，光束横穿升运器，可将刮板上的谷物厚度信息转化为光电信号的亮、暗时刻比，借助运算机按时计数接口搜集不同状态的时刻信息，再依照事前标定的产量/时刻占空比来计算联合收割机的产量。该测量方式的精度取决于标定精度、谷物密度和光电器件对污染的靠得住性程度。
图4 容积式产量传感器
另一种容积式产量传感器如图4示，通过刮板式籽粒提升机流出的粮食进入产量计量仪的容器中。开始时该容器中的计量螺旋输送器处于静止状态，当积存到上料位传感器动作时，
计量螺旋输送器当即启动，开始计量粮食产量；当下料位传感器动作时，那么当即停止，通过计算、计量螺旋输送器的粮食容积流量和时刻即可取得联合收割机瞬时产量。在已知粮食密度的条件下，该方式的计量精度能够达到±1%。
射线流量传感技术
图5为英国福格森公司研制的粮食产量传感器，该产品采纳透射式射线技术，C137S从铅制的容器中射出，穿过粮层被碘化钠晶体所接收而发出闪光，其频率与被测物体厚度呈指数关系，闪光由光电器件转换为电脉冲进行检测。作业时，由信号发射器2发射的稳固信号穿过谷层后抵达信号接收器3，因此接收信号反映了瞬态产量的高低及其波动情形。该装置的误差为±%～±2%，但该方式需要采取平安方法。
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推敲教学设计1 籽粒提升器 | 2 射线源 | 3 信号接收器 |
图5 射线粮食产量传感器 |
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目前Case和John Deere公司在北美生产的谷物联合收割机，50%～70%的产品带有谷物流量传感器、产量监视器和谷物含水量在线测量传感器。同时，带有DGPS和产量测量系统的机械约占1/3。
4 土壤养分、作物营养和土壤水分测量
土壤养分的快速测量一直是精准农业信息获取技术的难题。在西方发达国家精准农业之因此能够取得普遍的应用。其中一个重要的缘故确实是土壤信息的数字化和该信息的长期积累。土壤养分快速测量的研究在国外极受重视。
土壤养分的快速测量
日本东京农业与技术大学的Shibusawa在1999年研究成功了应用近红外反射技术的土壤水分、有机质、pH值和硝态氮的快速测量方式。应用波长为700～2500 nm的近红外光谱进行分析，将被测玉米地土壤水分在1450 nm、1940 nm、2200 nm波长点吸光度与常规方式测量值进行相关分析，在单光谱线性回归分析条件下，平方相关系数R2可达到1872 nm。土壤有机物在710 nm、920 nm、1170 nm、1700 nm波长点有吸收峰，其线性回归平方相关系数R2可达1700 nm。研究指出，硝态氮的光谱吸收带在1350～1 450 cm-1波数范围，已超出近红外的波段，但对近红外光谱有阻碍，在波长824 nm、1 280 nm、1 768 nm点用非线性指数模型回归的条件下，其多元线性回归平方相关系数R2可达到。
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