用7%的世界耕地面积解决了占世界22%人口的温饱问题，我们能够看到这一巨大的成功是离不开科学技术注入其中的高效生产力的推动的。但人口增长与可耕地资源的日趋减少已经成为了中国农耕的两大问题，这就需要中国农业必须要始终依托科学技术来提高产量，目前，农业机械化成为了我国农业的一大特点，与此同时，一种更加科学与精准的农业生产管理的技术和模式逐渐形成，这就用到了农业3S技术。利用遥感、地理信息系统以及导航定位，我们甚至可以将农作物的控制精确到每一株植被，这正是3S技术带来的巨大作用。
伴随着3S技术在农业领域的逐渐深入，这些技术的运用将给现代农业生产方式带来一场智能化的变革。那么3S技术中的RS、GIS、GPS到底在农业中有怎样的应用呢?
RS在现代农业中的应用
总的来说，遥感在农业中的应用主要有四大方面。一是土地资源调查，二是作物长势监测与估产，三是灾情监测与预报，四是病虫害监测。下面我们来看看遥感是如何在农业中发挥作用的。
土地资源调查是农业遥感的一项基础分析调查。它包括对土壤、地形、植被、水文以及位于表层的地质这些表面可见目标的监测，同时也可以对地下潜水、气候、湿度等非直接可见的目标进行调查分析。例如在对土壤的调查中，有两片土壤分别是砂质土壤和粘质土壤，利用砂质土和粘质土对可见光光谱的反射强弱的不同，分析出两种土壤的湿度状况、有机质含量、盐分含量等隐含的土地数据值，这就是遥感对于土地分析特有的一种能力!
通过遥感的这种特性，对农作物的长势监测以及产量预测也就成为了可能。那么，怎样通过遥感来实现农作物的精准探测呢?在卫星遥感拍摄出来的影像中，通过光谱感知可以对作物植被中一种叫做绿度值的数据进行分析，从而了解大面积作物的分布和长势，同时结合该作物在一些地区的生长日历以及气象卫星提供的气候数据，便可以对该地区的农作物及作物所在的环境进行有效地监测。同样的道理，流行病虫害的预报和监测也都是通过感应光谱来进行分析的。
而灾情检测与预报主要体现在旱灾或洪涝灾害的预测上，监测农地的遥感卫星通过与气象卫星之间的配合，加之分析历年的雨水及旱灾、水害情况，及时、有效地推测未来一段时间的雨水状况，为农业灾害预报提供了科学、有效的保障。
遥感影像能够采集并反映农业用地的状态以及农作物的生长情况，预报灾难信息，协助农人更好地完成农务工作。而农业遥感中的影像数据基于不同的分析用途，它们总是复杂而多样化的，这就使得这些影像具有数据处理量大、数据源类型多和处理周期短的特点。于是，一种能够把影像数据统一组织起来集中管理、分析并成为空间数据分享平台的工具便尤为重要，这就用到了地理信息系统GIS的帮助。
GIS在现代农业中的应用
作为管理和分析空间数据的有效工具，农业GIS通过遥感传递过来的影像数据进行储存、管理和分析。
基于农田作业的特点，GIS不能仅仅放置在办公室内进行操作和研究，很多时候，农人都需要在田间完成作业，这就使得移动GIS在农业中举足轻重的地位。
移动GIS让人们通过移动终端设备随时随地地获取有关地理信息的服务。在农业中，农人总会亲自下田对农作物的研究，一台农业用的手持移动GIS平台对他们来说，解决了很多农业规划的问题。
手持GIS都能帮农人完成哪些任务呢?对于移动GIS来说，最核心的部分是地图，地图由不同图层叠加而成、每个图层对应一张数据表，表中的每条记录对应这个图层上的一个要素，农人在田间可以清楚地掌握农田边界线、输水管道、沟渠等要素的位置，并且通过其他农机上发射来的识别信号，定位到每一台农机所处的位置，这是移动GIS的一项强大功能。另外，利用移动GIS，还可以现场对土壤、农作物状况进行数据分析。
GPS在农业中的应用
在导航技术上，有很多在大型农田作业的农业机具都装有导航显示器，并且，在接收GPS信号的同时，也可同时接收GLONASS导航信号，这种混合定位的导航模式使得位置导航更加精确，达到了厘米级的高精度。与此同时，导航显示器利用精准的位置定位，实现了自动驾驶、农具控制以及各种资源流量控制的兼容性，帮助农人实时精确地监控和回执田间信息，提升工作效率。
有着多年导航技术服务经验的美国天宝(Trimble)公司，利用导航技术的特性开发出了自动化驾驶技术系统AUTOPILOT，这一发明实现了农机具的导航控制。自动化驾驶是一种什么概念呢?比方说，传统的农机作业可能会因操作人员的个人水平，导致田地规划出现不整齐的情况，但是配合导航仪及AUTOPILOT后，使得农具在任何地形上都能保持在一条直线上运作，精度达到2.5cm。另外，使用传统农机一般只能够白天作业，到了晚上就不可能再继续了，而使用了自动驾驶则完全依照导航来进行作业，这使得农业作业变成了全天24小时均可以进行工作。
紧密融合的3S
现代农业利用遥感、导航定位与地理信息系统三大领域的技术在大幅促进农业增产的同时，还节约了农业投入的成本，像化肥、水资源的投入等等。实际上，在运用3S技术的过程当中，这三大技术是相辅相成，互相融合的，现代农业将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域如网络技术、通讯技术等有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术，并形成一整套有机的3S系统。3S系统是三者相互补充、相得益彰构成了一个功能完整而强大的空间数据采集处理分析系统。
随着GIS在农业领域中的运用价值越来越大，在行业内，对于遥感与GIS之间的一体化集成技术的研究也在不断进行着。
之所以推进一体化，主要是因为传统的遥感软件中缺少了全面的空间分析及数据管理工具，而对GIS来说则缺少了完善的图像处理功能，如果能将二者结合起来，让遥感影像和图像分析功能作为核心组成部分与GIS实现一体化，这将对于农业应用中对数据的时效性要求很高的特点实现很好的支持。目前在GIS领域中人们熟知的Esri公司正在于全球遥感领域的领导者美国ITT Visual Information Solutions公司，建立起战略合作伙伴关系，共同开发和建设遥感与GIS的一体化平台。
在现代农业发展过程中，形成了一项以“精准农业”为命名的新领域，精准农业是基于3S 技术、决策支持技术和智能装备技术的现代农业管理系统，它最早起源于欧美发达国家，堪称高科技的栽培学革命。
目前，精准农业在国外很多农机作业装备中已趋于成熟的运用阶段，各种利用导航、遥感科技的电子监视、控制装置系统已应用于复杂的农业机械;变量播种机、联合收割机等高智能化机械也已逐步进入国际市场。
举一个农田机械化撒肥的实例。在传统机械化作业的田间撒肥过程中，仅仅停留在一种器械替代人力施肥的劳动作业的阶段，但在3S技术下，通过遥感对施肥土壤的光波波段感知，便可以知晓农田化肥的施肥量状况，遥感获得的影像数据传递到GIS的数据库中，根据强大的GIS数据管理，通过以往的农田本身适合播撒化肥的适合份量的数据记录，再根据遥感影响传递过来的化肥含量值，便可以智能地判断出农田的哪些区域需要再继续施肥、再施多少肥达到最优配置，哪些区域的化肥在土壤中的含量已经饱和，不需再施肥，这些通过GIS数据库的分析处理能够全部准确的计算出来。当施肥量通过GIS计算出来后，再传达给农机上的GPS导航仪，农人通过导航仪上的操作，直观地看到农机的施肥进展情况，并可以通过导航仪直接控制农机的工作效率，比如通过导航仪来控制农机车的行驶速度，减少和增加化肥的施撒率等等。再比如像农业杂草处理也是同样的工序，在农机上配有微型的光学遥感传感器，对杂草的高度、面积等情况能直观地探测到，再先后提交给GIS与GPS进行处理。通过3S技术，农业投入的成本最终一定程度上获得减少。
在上面的例子中，GIS则作为中间的信息数据处理的关键环节，连系着遥感与GPS导航，让三者共同协让精准农业服务成为可能，这也是3S技术相互之间融合的关键。据了解，美国天宝公司还针对农场的现代化管理开发了一款农场信息管理系统，名叫Connected Farm，这个系统能够通过通信模块发射3G信号、GSM信号等连接整个农场的软件和硬件，从而使信息处理在室内电脑、农机车辆、各种终端之间准确地传输。在Connected Farm系统中，设有农场信息系统Farm Works，这套管理系统属于GIS，提供了全面的数据解决方案，包括对农场地图的浏览编辑、农业产品与收益管理、精准农业设备数据的读写及分析处理。目前，这种实用的管理系统目前已经在中国农业中投入了使用。
问题与前景
3S技术在中国已经比较广泛地用于全国主要农耕地带，像东北、新疆等地区代表了中国农业的先进生产力水平。但是在中国对于3S技术在农业中的发展仍然存在着一些问题，与发达农业国家相比，中国的3S农业发展之路仍然存在障碍。首先，中国的农业人口素质水平不高。现在很多农人都了解农业机械化带来的便捷优势，但是对于3S特别是对导航与农业地理信息系统的了解就显得知之甚少。由于3S技术涉及到的主要设备普遍价格高昂，目前东北与新疆的农业生产，都普遍以农业合作社的形式集体采购，在采购过来专业的产品后，也会由相关人员进行统一的技术操作培训。但是对于其他地区的那些自给自足的小型农业地区，特别是在中国的很多地方人均耕地面积依然十分有限，这样反而造成了成本的增加。像Esri、天宝等公司都在进行手持设备的研发，让手持的导航、GIS等移动设备方便地为农人提供协助，同时这些轻巧的设备价格更加便宜，有利于产品的普及。
我国农业的3S技术推广之路还有很长的路要走。但目前的发展情形仍然是积极的，特别是随着我国北斗卫星导航系统建设的完善，这项由我国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统也将会帮助中国农业中3S技术普及推向一个新的高度，希望在不远的将来，3S技术能够为所有的农业人群带来最便利、高效的服务。
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