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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. - PowerPoint PPT Presentation
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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)
GIS &GPS
Data Collection
Variable RateTreatment Data Analysis
Site Specific
研究目的
1.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。
2.評估 GPS 的精度在農業上應用的可行性。
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。
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。
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。
實驗儀器
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。
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。
實驗方法
結果與討論
GPS 通訊座標轉換GPS 定位精度測試
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 。
$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
NMEA-0183 字串
NMEA-0183 字串區域 描述
1 時間,格式為 hhmmss.ss
2 GPS狀態 A: 有效狀況 V: 接受錯誤
3 緯度的座標,格式為 dddmm.mmmmmm
4 緯度方向, N 是北緯, S 是南緯
5 經度的座標,格式為 dddmm.mmmmmm
6 經度方向, E 是東經, W 是西經
座標轉換
WGS84
TM2
大地基準的轉換
WGS84-TWD67
地圖投影
二度分帶橫麥卡托投影
GPS 精度測試幾個影響 GPS 精度的因子 :Satellite Clock ErrorSV Ephemeris ErrorIonospheric RefractionTropospheric RefractionReceiver NoiseMultipathSelective Availability
SA效應時的 GPS 測試
GPS 精度測試一 地點 :台灣大學
實驗方法 :即時動態
GPS 精度測試二 地點 :台灣大學
實驗方法 :即時動態
無 SA效應的 GPS 測試
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
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
GPS 精度測試五 地點 :台灣大學
實驗方法 :即時動態
GPS 精度測試六 地點 :台北市區
實驗方法 :即時動態
GPS 精度測試七 地點 :台大安坑農場
實驗方法 :即時動態
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
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) 。
謝謝