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GPS 和 GIS 整合在精準農業上的應用

GPS 和 GIS 整合在精準農業上的應用. 國立台灣大學生物產業機電工程學系 陳韋戎　林達德　盧福明. 什麼是精準農業 ?. 精準農業 (Precision Farming) 是一種新形態的農業作業方式，使用了許多新技術包含 : 全球定位系統 (Global Position Systems) 地理資訊系統 (Geographic Information Systems) 遙測 (Remote Sensing) 多變率輸出 (Variable Rate Treatment). Site Specific. Data Collection. GIS &GPS.

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GPS 和 GIS 整合在精準農業上的應用

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Presentation Transcript

  1. GPS和GIS整合在精準農業上的應用 國立台灣大學生物產業機電工程學系 陳韋戎　林達德　盧福明

  2. 什麼是精準農業? 精準農業 (Precision Farming) 是一種新形態的農業作業方式，使用了許多新技術包含: • 全球定位系統(Global Position Systems) • 地理資訊系統(Geographic Information Systems) • 遙測(Remote Sensing) • 多變率輸出(Variable Rate Treatment)

  3. SiteSpecific Data Collection GIS &GPS Variable Rate Treatment Data Analysis

  4. 研究目的 • 發展出一套能夠整合GPS 和GIS 的系統，以利於往後各方面上的應用。 • 評估 GPS 的精度在農業上應用的可行性。

  5. 實驗儀器 TwinHead Slimnote GX 筆記型電腦 配備為Pentium II 400 MHz、RAM 128MB、HD 6GB，使用 Windows 98 的作業系統，執行整個以 GIS 為主體的程式以及處理分析 GPS 所接收到訊號。

  6. 實驗儀器 AgGPS 132 Receiver Trimble 公司為農業上應用所設計的 GPS，可以連接到各種相容的儀器上包括我們所使用的筆記型電腦，並即時的輸出我們所需要的定位資訊。

  7. 實驗儀器 MapObjects 為ESRI公司一個專門用來開發 GIS系統的輔助軟體，有利於各種特殊情況下的應用。

  8. 實驗方法 單點的定位測量 即在同一個點以GPS不斷的收集定位資訊，理論上所得到的定位點會固定，但是會由於GPS有其不可抗拒的誤差，而使定位點有所偏移。

  9. 實驗方法 即時動態的測試 即將 GPS 架設在車輛上做測試，觀察其在 GIS 地圖中相合的情形。

  10. 結果與討論 • GPS通訊 • 座標轉換 • GPS定位精度測試

  11. 通訊界面 經由標準的 RS232界面來做電腦以及GPS之間訊息的傳遞。GPS 可以輸出一個標準規格的字串讓電腦接收，為NMEA-0183。

  12. NMEA-0183字串 $GPGGA,064913.00,2457.652363,N,12131.643750,E,1,07,1.0,23.18,M,15.34,M,,*58 $GPVTG,0.0,T,,,000.00,N,000.00,K,A*40 $GPGSA,A,3,06,08,09,10,17,24,26,,,,,,2.1,1.0,1.9*3A $GPRMC,064913,V,2457.652363,N,12131.643750,E,000.00,0.0,060700,3.1,W,N*2B

  13. NMEA-0183字串

  14. 座標轉換 WGS84 TM2

  15. 大地基準的轉換 WGS84-TWD67

  16. 地圖投影 二度分帶橫麥卡托投影

  17. GPS精度測試 • 幾個影響GPS精度的因子: • Satellite Clock Error • SV Ephemeris Error • Ionospheric Refraction • Tropospheric Refraction • Receiver Noise • Multipath • Selective Availability

  18. SA效應時的GPS測試

  19. GPS 精度測試一 地點:台灣大學 實驗方法:即時動態

  20. GPS 精度測試二 地點:台灣大學 實驗方法:即時動態

  21. 無SA效應的GPS測試

  22. GPS 精度測試三 地點:台大安坑農場 實驗方法:單點定位 RMS Difference: 0.314m

  23. GPS 精度測試四 地點:台大農機系 實驗方法:單點定位 RMS Difference: 0.453m

  24. GPS 精度測試五 地點:台灣大學 實驗方法:即時動態

  25. GPS 精度測試六 地點:台北市區 實驗方法:即時動態

  26. GPS 精度測試七 地點:台大安坑農場 實驗方法:即時動態

  27. GPS 精度測試七 地點:台大安坑農場 實驗方法:即時動態+定位修正

  28. 未來展望 • 將其它正在發展中的精準農業技術如產量監測，遙測影像等，以 GPS 和 GIS 為核心做系統整合的工作。 • 利用公分級精度的GPS將原本以Site Specific的精準農業提升到以Plant Specific超精準農業 (Ultra Precision Farming)。

  29. 謝謝

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