3S技术主要是指：全球定位系统（Global Positioning System，GPS技术）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、遥感技术（Remotesensing，RS）技术的结合。3S技术在农业领域的应用最早出现在精细农业中。

　　3S技术是农业资源、装备、生产过程、农产品质量监测过程中必不可少重要技术手段。GPS技术是智慧农业的信息来源之一，而GIS和RS技术是智慧农业中基础农业信息处理技术的一部分。

　　国内农业信息化技术的发展呈点状发展。在一些项目的支持下，有部分的农场、园区实现了部分农业信息化系统结合了3S技术，可以有效地大量采集实时农业生产或管理过程相关信息，完成一些农业生产、管理过程所需的简单数据分析及自动控制。

　　面向农业生产过程管理的农业信息化系统，如借助电脑或手机通过网络远程控制自动通风系统、自动微喷灌溉系统、自动遮阳网的农机装备，把基于物联网设计的传感网水分管理控制系统与微喷系统结合起来，实现土壤湿度数据信息采集、传输、分析，按照蔬菜的需水要求，通过启动或关闭自动控制阀门控制微喷头，适时适量进行田间灌溉。

　　2010年初，陕西杨凌等地进行示范将无线传感网络技术应用于精细农业生产中。该系统可实时采集大气温湿度、CO2浓度、土壤温湿度等作物生长环境信息，以自组织网络形式装信息发送到汇聚节点，再由汇聚节点通过通用分组无线服务技术（GPRS）上传到互联网上的实时数据库中，农业专家系统分析处理相关数据，产生生产指导议，并以短消息方式通知农户。

　　3S技术发展及应用

　　3S技术通常可用于各个尺度的智慧农业，包括：面向农业生产过程管理的农业信息化系统、面向农产品流通过程的农业信息化系统、农业生产资源环境实时监测等均有3S技术的身影：

　　GIS通常为各种智慧农业系统提供了地理相关信息的管理，将各种信息与位置信息整合起来，完成与空间位置有关的各种分析。如在作物生产过程管理方面，GIS用于农田土地数据管理，查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据，管理农田空间数据；绘制各种产量图、田间长势图、农田土壤信息图等，也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据；在农产品流通过程管理方面，与协助物流分析、车辆调派、路线计算等；在农业生产资源环境实时监测方面，将各种信息汇集分析，应用资源模型，结合RS技术等，给出各类资源状态分布与报表，便于进一步决策的定制。　　

　　GPS技术在智慧农业中主要是用来确定智能农机、农业运输设备、农田采样点、农田等的位置信息。目前国内大部分应用都采用美国的GPS系统完成所需的农业定位需求，但与美国本土的GPS农用定位相比，中国的GPS应用无法实现低成本与高精度的共存。需要加快中国的北斗卫星导航系统的建设，最终能在全国全面推行农用北斗卫星导航，这将极大的降低中国农用定位的成本，是实现精细农业及智慧农业的一个重要前提之一。

　　遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息，是各类农业生产过程生长与环境信息的重要来源，遥感技术在智慧农业各环节系统中主要用于：农作物播种面积检测和估算、监测作物长势和估算作物产量、农业生态环境监测、灾害损失评估等；随着无人机技术及智能农机技术的发展，RS在智慧农业中的遥感平台可能在近几年有较快发展，将有更多的来自无人机的航空遥感数据及来自智能农机的地面遥感数据的应用。

　　挑战与前景

　　面对智慧农业的要求，我国3S技术发展所存在的主要问题可以总结为：

　　缺少直接面向农业生产的国产化规模化的3S软硬件产品：在美国等一些发达国家中，已有一些可支持农业生产与管理的3S软硬件产品，农业生产者如有需求，可以各主流产品中从容地选择出基本满足自己需求的产品，但国内缺少相应的国产化软硬件产品，如农用GIS。国内市场上目前只有少数几款支持农业GIS的软件产品，但相比国外的产品功能较少，且没有形成规模化的专业市场。

　　对于农用定位需求，目前国外智能农业机械大都使用差分卫星定位系统(DGPS)消除系统误差，如美国天宝公司(Trimble)生产的AgGPS132为亚米级信标导航差分DGPS，AgGPS214为厘米级的载波相位差分DGPS。而国内的北斗导航产品还无法达到GPS在美国本土同级别的商用化程度。大部分国内农用定位还是采用GPS信号，但在中国使用高精度的GPS信号成本要远高于美国本土。在我国也积极开展DGPS在精细农业中的应用研究以及相关设备的研制，但其价格较高、体积大、功耗高，不适合用于便携式仪器。

　　近几年，我国在致力于廉价GPS接收机的应用研究。2003年，中国农业大学精细农业研究中心设计开发了内置GPS-OEM板的农田信息采集系统。裘正军基于OEM板进行了二次开发，通过单点定位测试试验，取2倍的方差作定位误差时，自制接收机的定位误差为6.006米，若采用差分定位则可控制在5米以内。GPS-OEM板与精细农业中的信息采集设备、控制管理设备、测量设备等相结合进行设计开发，既可以很好地实现定位数据与属性数据的融合处理，又可减小设备体积，降低成本，其测量精度仍有待提高。

　　对于农用RS软件，目前仍以国外的几款主流通用RS软件为主。仅部分地区开发了针对某个地区、某些特定农业分支的专用GIS、RS相结合的农用系统。

　　面对存在的问题，实际上智慧农业及其中的3S技术有着巨大的发展空间，随着中国农业人口的减少，网络与信息技术的进一步发展，需要各地区以行业或协会的形式，逐步有计划地推动智慧农业、3S技术及其它相关技术的发展。

　　作者单位：浙江大学