高标准农田信息化范文1
关键词：高标准农田建设；创新；策略；发展新理念
中图分类号：F301.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）22-5982-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.22.063
Analysis on Strategies Innovation for Well-facilitated Farmland Construction
TIAN Yu-fu
（Land Consolidation and Rehabilitation Center， The Ministry of Land and Resources，Beijing 100035，China）
Abstract：According to the deploymentof central government， we must innovate the construction strategies， and to accelerate progress. The problems of well-facilitated farmland construction in the 12th Five-year were analyzed. The article suggested the construction of well-facilitated farmland and the management and protection system to help the construction tasks in the 13rd Five-year to ensure completion.
Key words： well-facilitated farmland construction； innovate； strategies； newideas of development
高标准农田建设是保障国家粮食安全的重要举措，也是全面建成小康社会的重要内容，是当前我国加快经济转型发展的全局性和战略性重大问题[1]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》将高标准农田建设列为“十三五”农业现代化重大工程，提出要“以粮食主产区为重点，优先建设确保口粮安全的高标准农田。”在现有条件下，可以说是任务重，时间紧，必须客观分析不同区域状况，积极创新建设策略，因地制宜扎实推进。
1 高标准农田建设战略布局的提出与发展
中国开展基本农田保护时间较早，早在20世纪50年代初，国家就有尽可能保护良田、避免非农建设滥用农田的法规[2]。但国家明确提出开展基本农田建设，推行以建设促保护，实行耕地资源数量质量生态并重管理是在2008年，经过近十年的探索完善，高标准农田建设战略部署趋于完整，工作基础日渐扎实。
1.1 政策要求日趋明确
2008年11月，党的十七届三中全会做出的《关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》指出“大规模实施土地整治，搞好规划、统筹安排、连片推进，提高耕地质量，大幅度增加高产稳产农田比重。”首次从中央层面提出了以耕地质量提升为主要内容的农田建设。紧接着，2009-2015年的“中央一号文件”都将“加快高标准农田”、“建设高产稳产基本农田”、“促进旱涝保收高标准农田建设”等作为持续夯实现代农业基础，提高农业质量效益的重要内容。2008年，《国务院关于严格规范城乡建设用地增减挂钩试点切实做好农村土地整治工作的通知》提出要“大力推进以高产稳产基本农田建设为重点的农田整治”，并对开展高标准农田建设作了初步部署。
2016年“中央一号文件”要求“大规模推进高标准农田建设”，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出“优先建设确保口粮安全的高标准农田”。至此，高标准农田建设的内容更加明确，概念趋于统一，高标准农田建设正式成为国家脱贫攻坚以及实现2020年全面建成小康社会的一项重要内容。
1.2 规划体系逐渐完善
2012年国务院批复颁布实施的《全国土地整治规划（2011-2015年）》，在首次提出“全域”土地整治概念的同时，也提出了“十二五”高标准农田建设的规划目标。省、市、县级的土地整治规划也明确了本区域的高标准农田建设规划目标，充分发挥了规划在高标准农田建设中的引领作用。2013年，国务院颁布实施了《全国高标准农田建设总体规划》，对高标准农田建设也作出了具体要求，并要求“建立国家、省、县三级规划（方案）体系。”农业部、水利部、国家农业综合开发办公室等在各自的部门规划中结合部门职能安排了相应的高标准农田建设任务。
目前，“十三五”全国土地整治规划已完成报批稿，省级土地整治规划大多已在2016年6月底前编制完成，市、县级土地整治规划编制在全面开展；《全国高标准农田建设总体规划》拟根据发展新理念进行修编。这些都为“十三五”高标准农田建设提供了坚实的规划保障。从规划内容和各地实践来看，高标准农田建设规划统筹安排建设目标任务，建立部门联动的工作机制。各级土地整治规划，尤其是市县级土地整治规划则立足于分解落目标任务，优化建设布局，确保把高标准农田建设任务落实到项目和地块，更具操作性。
1.3 科技支撑力度加强
高标准农田建设技术标准体系逐步成型，标准化建设取得突破。2012年国土资源部颁布实施中国首个《高标准基本农田建设标准》行业标准，明确了高标准基本农田建设目标、任务、原则、内容与技术要求、程序等[3]，对建设过程各环节以及田间基础设施占地率、耕作层厚度等诸多要素提出了量化要求。2014年国家质检总局和国家标准委批准《高标准农田建设通则》国家标准[4]，《通则》在提出土地平整的基础上，以完善农田基础设施为重点，配套开展相应的土壤改良、灌溉与排水、田间道路、农田防护与生态环境保持、农田输配电等工作，并规定了各项内容的技术标准。目前，国家标准《高标准农田建设评价规范》已完成送审稿，解决了高标准农田“评什么、怎么评”的问题。中央各部门也纷纷制定了本部门涉及高标准农田建设的行业标准，如农业部颁布实施了行业标准《高标准农田建设标准》、国家农发办制定了《国家农业综合开发高标准农田建设示范工程建设标准（试行）》[5]。浙江、山东、江苏、四川等省结合本省实际，先后出台了有关高标准农田建设的地方标准。
学术界对高标准农田建设的关注也逐年增多。陈天才等[6]、马立军等[7]、李婷等[8]探讨了高标准农田建设的空间布局和建设时序，从自然条件、基础设施条件、立地条件等方面构建了高标准农田建设评价的体系，并按贴近度大小进行时间排序。李少帅等[9]、黄玉娇等[10]分析了高标准农田建设面临的问题和对策，提出要加强自然资源和资金的匹配度。王新盼等[11]、王晨等[12]研究了高标准农田建设区域划分方法，提出结合农田质量现状及其限制因子可改造程度，从基本具备高标准条件和经整治后可建成2个层次上划定高标准农田建设适宜区域的方法。
2 “十二五”期间高标准农田建设进展和问题分析
根据调查统计，“十二五”期间全国建成高标准农田0.27亿hm2，超额完成了规划确定的目标任务，可以说成效显著。但高标准农田建设是一项探索性工作，工作部署急、要求高，可借鉴的经验少，从实践来看，仍然存在一些突出问题，需要在未来加以改进完善。
2.1 建设进展情况
按照“中央指导、省负总责、县为主体”的建设监管机制，“十二五”期间，全国各地共建成高标准农田0.27亿hm2，通过整治新增耕地170.4万hm2，耕地质量平均提升1～2个等级[13]，国家粮食生产也实现了“十二连增”，高标准农田建设对促进农业乃至农村发展发挥了重要作用。
1）落实了最严格的耕地保护制度。通过高标准农田建设，田、水、路、林、电等田间基础设施配套更加完善，项目区实现了“旱能灌、涝能排”，农业生产抵御自然灾害能力明显增强，部分旱地变成了水浇地，2015年中国统计年鉴数据显示，全国耕地灌溉面积从2010年的0.60亿hm2增加到了2014年的0.65亿hm2；优化了项目区土地利用结构，田间基础设施占地率减少至8%以下，田间基础设施使用年限提高到15年以上，实现了以建设促保护，促进了耕地节约集约利用和可持续发展。
2）夯实了现代农业发展基础。据调查，建成后的高标准农田田块规模扩大并且变得相对均匀[14]。丘陵区道路通达度提高到90%以上，平原区基本实现100%的通达度，显著减少了农业生产成本，提升了农业生产效率。重庆市以市场为导向，推进粮油和蔬菜生产经营规模化、种植良种化、生产机械化、水利现代化，打造了长―垫―梁“一圈两带三核”百万亩粮油基地和潼南涪、琼两江流域2万hm2连片蔬菜高标准基本农田，促进了农业生产规模化，农民收入显著提高。广西、福建等省采取“以奖代补”的形式建设高标准农田，大力支持农民和农业经营主体自发开展“小块并大块”耕地整治，通过规模化、集约化、机械化生产，使农业生产力大大提高。
3）改善了生态环境。建成的集中连片高标准农田，在田间道路和沟渠两侧种植林带，使项目区的林木覆盖率大幅度提高，农田防护面积比例普遍提高到90%以上，优化了生态景观结构，有利于区域生物多样性。通过以改善灌排条件为目的的小流域治理，减少项目区风沙、水土流失、泥石流等自然灾害的发生，改善了农田生态环境，促进了生态文明建设。湖南、上海等地结合高标准农田建设发展示范农业和观光农业基地，建成的“稻田公园”、“郊野公园”等社会反响良好，吸引了大批旅游者，拓宽了农民致富门路。
2.2 存在问题分析
高标准农田建设任务艰巨，需要举全国之力，多部门紧密合作共同来完成。当前高标准农田建设在组织管理、实施建设、后期管护等方面均不同程度地存在一些问题，亟需研究并加以解决。
1）政府主导作用未能有效发挥。根据《全国高标准农田建设总体规划》，各级地方政府要根据本地实际情况建立由政府领导牵头，发展改革、财政、国土资源、农业、水利等有关部门参加的协调机制，明确各部门职能职责，加强统一领导和统筹协调。但从“十二五”期间各地建设情况来看，政府主导的机制并未完全建立起来，统筹协调力度不够，有的省份在推进高标准基本农田建设过程中，尽管在省级层面做了工作部署，但部分市、县级政府更关注其他经济建设项目，未将高标准农田建设作为政府的重点工作，很多项目建设领导小组或指挥部只停留在文件文字中，职能没有得到应有发挥，造成高标准农田建设进度慢、资金滞留等问题。
2）部门间衔接协调难度大。高标准农田建设是一项跨地区、跨行业、跨部门的综合性系统工程，必须统筹规划、协调落实、有序推进。但在实际工作中，由于各部门项目管理方式、资金来源、技术标准、人员结构等不尽一致，很难形成共同推进的统一平台，不少地方仍然是部门各自为政，难以形成合力，影响建设进度和效率。
3）资金整合不够到位。根据规划要求，高标准农田建设要以县域为单位，按照“规划标准统一、资金渠道不变、相互协调配合、信息互通共享、积极推进整合、共同完成目标”的原则，加强新增建设用地土地有偿使用费、农业综合开发资金、现代农业生a发展资金、小型农田水利设施建设补助专项资金等不同渠道涉农资金的有机整合。但在政府主导作用不能有效发挥、部门间衔接协调难度大的条件下，很多地方的资金整合流于形式，集中投入、提高资金使用效益的力度不够。
4）数据信息难以及时共享。根据总体规划确定的部门分工，由国土资源管理部门负责高标准农田上图与信息统计工作，要加强沟通协调和信息共享。实际工作中，由国土资源管理部门建成的高标准农田都能及时上图入库，但农业、水利、农业综合开发办等其他部门建成的高标准农田普遍存在片数比较多且分散的问题，项目和地块的拐点坐标等信息缺乏而难以实地认定，导致总体建设信息不能及时汇总，建设成果不能共享。
5）后期管护不到位。总体规划对后期管护只提出了原则性要求，中央层面也未制订明确的关于后期管护的政策。从调研来看，不少地方存在“重建设、轻管护”的现象，没有完全建立后期管护机制，高标准农田项目建设完成后，未安排后期管护资金，管护责任不明确，管护措施不到位，部分田间基础设施损毁失修，影响可持续利用。
3 “十三五”时期高标准农田建设策略创新分析
与“十二五”期间相比，“十三五”时期高标准农田建设任务更为艰巨，要确保按期完成建设任务，助力国家第一个百年目标顺利实现，首先，要针对当前存在的问题加快完善体制机制，提高建设效率；其次，要采取有效措施，及时化解建设条件约束趋紧、资金筹措难度加大等不利因素带来的影响；第三，要积极应对新形势和发展新理念带来的困境和挑战，着力创新建设途径。
3.1 “十三五”时期面临的新挑战
1）应对发展新理念能力不足。党的十八届五中全会提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，高标准农田建设要贯彻落实五大发展新理念，促进耕地资源数量质量生态并重管理，需要从业人员及时转变观念，改革管理方式，创新规划、设计、施工等环节的技术方法，革新材料设备，提升整体素质。长期以来，高标准农田建设管理部门以及设计、施工等从业机构习惯于“田间工程建设”模式的农田建设，存在很强的“路径依赖”特性，要按照发展新理念开展高标准农田建设需要较长的一段转型期。
2）建设难度越来越大。“十二五”期间，各地按照“先易后难”的顺序，将容易建设的农田基本全部建设完，“基本具备高标准条件”和“稍加整治”类型的高标准农田建设项目越来越少，“十三五”时期的高标准农田建设项目绝大多数应该都是“需要全面整治”类型的。全面整治要在土地平整的基础上，综合开展土壤改良、灌溉与排水、田间道路、农田防护与生态环境保持、农田输配电等工程，工程量大、项目建设周期长、投资额度也会相应增加，建设成本随之上升。
3）区域差异逐步显化。各省的耕地资源、水资源状况不尽一致，历史上对基本农田保护的力度有所差别，总体规划确定的高标准农田建设任务与上述条件并不完全匹配，局部资源匮乏地区要完成高标逝锝ㄉ枞挝衲讯雀大，国家层面的统筹协调面临挑战。对比分析各省2020年高标准农田建设任务、耕地保有量、基本农田保护面积和2014年的耕地灌溉面积（图1）发现，广西、海南、重庆、四川、贵州、青海、宁夏等省（区）的高标准农田建设任务超过了耕地灌溉面积，高标准农田建设面临农业灌溉水资源不足的压力。浙江、江西等高标准农田建设任务接近基本农田保护面积80%的省份，以及北京、上海、广东等经济发达、历史上基本农田整治工作开展较好的省份，都存在按现行标准“无地可整”的困境，需要进一步提高建设标准，以完成建设任务。
4）资金筹措难度越来越大。随着建设成本增加和物价上涨等因素，“十三五”期间要完成高标准农田建设目标任务，需要8 000～12 000亿元资金。国家用于高标准农田建设的资金来源有新增建设用地土地有偿使用费、农业综合开发资金、现代农业生产发展资金、小型农田水利设施建设补助专项资金、土地出让收益中计提的农业土地开发资金和农田水利建设资金等。近几年，随着经济下行压力加大，供给侧结构性改革加快，各地去产能、去库存的力度逐步加强，各级政府的新增建设用地土地有偿使用费、农业综合开发资金、土地出让收益等收入急剧下滑，2015年部分省份就已反映资金难以满足高标准农田建设需求，急需拓宽资金渠道。
3.2 “十三五”时期策略创新分析
1）健全建设管理和监管机制。高标准基本农田建设管理和监管机制如图2所示，纵向上要加快完善“中央指导、省负总责、县为主体”的建设监管机制，更充分发挥中央的宏观调控作用，进一步明确中央各部门的管理职责，明确各部门的建设任务、资金来源，准确界定各部门在高标准农田建设监管中的具体分工。横向上要完善“政府主导、部门合作、公众参与”工作机制，切实落实政府统筹责任和部门建设责任，充分调动各方的积极性，切实发挥农民群众的主体作用。通过完善机制解决区域差异大、部门衔接难、资金整合难等问题，提高贯彻落实发展新理念的系统能力。
2）创新投融资机制。鼓励和引导社会资本参与高标准农田建设，积极拓宽资金渠道，加快建立多元化的投融资体系。在宏观税收减少的局面下，中央层面要加快研究出台具体的、操作性强的拓宽资金渠道和统筹政府涉农资金的政策措施，充分发挥政府投资的引领和示范作用。按照“谁投资、谁受益”的原则创新激励机制，探索通过土地整治建设高标准农田新增耕地可用于占补平衡，积极建立乡（镇）、农民及业主多元投入的投资机制，多渠道、多层次筹集资金。鼓励农业专业大户、家庭农场、农民合作社、农业企业等土地经营者实施项目，实现项目“建、管、用”一体，激发实施主体的内生动力，降低建设成本。充分发挥农民集体经济组织和农民的主体作用，鼓励他们采取多种方式，自行建设高标准农田，加快农村一二三产业融合发展，增加农民收入。
3）加强评估考核。严格落实中央关于将高标准农田建设情况纳入地方各级政府耕地保护目标责任考核的要求，开展年度考核和规划期末考核，年度考核结果与下一年度中央资金安排挂钩。探索建立激励机制，对高标准农田建设工作做得比较好的省份，可考虑在用地指标安排、国家投资重大工程建设等方面予以适当倾斜，探索将高标准农田建设中经集中连片整治后新增加的部分耕地用于农田配套基础设施建设；对高标准农田建设不力的地方，应严格按照《粮食安全省长责任制考核办法》规定，追究相关部门和人员责任，督促地方政府切实担负起责任。
4）严格统一上图入库。依托国土资源综合监管平台，建立高标准农田建设信息精准管理机制，将已建成地块及时通过国土资源综合监管平台“上图入库”，实现高标准农田建设“一张图”，全面、在线、实时监控核查，并在此基础上形成全国高标准农田建设“一张图”。国土资源管理部门等相关部门要及时优化完善综合监管平台，制定统一信息标准；高标准农田建设各有关部门要完善本部门负责的高标准农田建设项目的拐点坐标、主要工程量等信息，由县级建设部门及时将建设信息逐级报备至省级部门，省国土资源管理部门汇总全省建设信息后报国土资源部，及时实现信息共享。
5）完善建后管护制度。将建成的高标准农田及时划定为永久基本农田，实行特殊保护。加快健全管护机制，各地政府可根据当地实际情况，对高标准农田建后管护资金给予适当补助。积极引导和激励专业大户、家庭农场、农民合作社、农村集体经济组织等新型经营主体参与高标准农田设施的建后日常管护工作。管护制度的制定，一定要明确各项工程的管护主体、管护责任和管护义务，将责任落实到具体机构（人员），要及时签订管护协议，确定沟渠、道路、建筑物等工程设施的具体管护措施，确保各项工程设施在设计使用年限内有效发挥作用。
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高标准农田信息化范文2
地理信息技术是以现代信息技术为技术基础,以全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为手段,以计算机、现代网络和通讯技术为技术支撑,为实现快速、高保真、大容量地获取、处理、分析、应用、传输、存储和管理与空间位置有关的数据而建立起的一个技术体系。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础,并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。然而,国内外关于地理信息技术应用于精准农业的研究基本上仍是集中于面向大田作物生产的精准农作中的3S技术应用,而没有较全面地研究地理信息技术在整个精准农业体系中的地位和作用。本文旨在探讨地理信息技术在精准农业中的应用前景和问题,为3S技术在精准农业中应用提供思路。
2地理信息技术发展现状
以GPS/GLONASS,以及欧盟即将通过“伽利略”计划建立起的导航卫星系统为代表的全球卫星定位技术具有快速、方便地获取高精度位置信息的优势。目前,差分定位(DifferentialGPS,简称DGPS)系统的定位精度可达到亚米级水平,实时动态差分(RealTimeKine-matic,简称RTK)技术能够在野外实时得到厘米级的定位精度,特别是美国政府取消GPS数据精度选用政策(SA),GPS的民间用户将能够使定位精度提高10倍。因此,全球卫星定位技术将在很多领域逐渐取代常规的光学和电子测量定位仪器。卫星定位技术与现代通讯技术的结合,使空间定位技术发生巨大变革,为信息化农业获取高精度定位信息提供了技术保障。遥感技术蓬勃发展,能够获取多传感器、多时相、高分辨率(空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率)的直接或间接反映地球表层地物光谱特征的遥感数据。极高分辨率的卫星遥感影像(如0.61m分辨率QuickBird)民用化和商业化,能够满足大比例尺的农业、资源环境等领域的应用,将成为信息获取的重要数据源。高光谱遥感的发展,展现出遥感在农业中应用的蓬勃生机。在遥感影像处理方面,引入多源信息融合技术和智能专家系统使遥感信息提取迈上一个新的台阶[9]。地理信息系统正向网络化、组件化发展[10],GIS逐步融入IT主流,其应用正走向企业化和社会化。GIS传统功能日臻完善,如查询统计、空间分析、编辑、地理数据可视化、制图等;系统分析和设计全面采用面向对象技术(OOA&OOD),以及空间数据库技术的发展等都为GIS在农业中应用提供很强的理论和技术基础[11]。所有这些核心地理信息技术的发展为精准农业田间信息获取、分析、管理和决策,以及系统集成研究与实践提供了技术基础。
3精准农业技术思想
3.1精准农业的技术思想
上世纪80年代初期,根据农田内以米为单位的小区作物产量、生长环境条件等具有明显的时空差异性,国外学者产生了对农作物实施定位管理(Site-specificManagement)、根据实际需要进行变量投入(VariableRateTechnology)等农业生产的精准管理思想,进而提出了精准农业(PrecisionAgriculture)的概念。精准农业的思想实质就是通过各种技术手段来获取农田内不同单元小区的农作物具体生产环境信息,并根据这些信息确定各个小区内的最为经济和科学合理的农业生产投入,达到获得经济、环境等方面最高回报的目的,从而实现农业生产的精准管理[2,3]。
3.2精准农业技术体系
精准农业强调经济、生态和社会效益的统一,实现定位、定量、定时的最优化生产管理,由此可见,精准农业是一种基于空间信息管理和变异分析的现代农业管理策略和农业操作技术体系,以地理信息技术为主体的信息技术是精准农业的技术核心,基于知识和先进技术的现代农田精准农业技术体系至少包括以下方面:地理信息技术(GIS、RS、GPS)、生物技术、农业专家系统(ES)、决策支持系统(DSS)、工程装备技术等[13]。通常所说的精准农业的核心是强调减少种植管理过程中的农业投入,因此研究将精准农业分为田间信息获取、信息分析处理、决策分析、精准实施4个过程[12]。精准农业的目标不单是尽量减少投入,更重要的是要获得经济、环境等方面的最高回报,因此笔者认为整个精准农业种植循环过程应该经过产前规划、产中种植管理、产后分析、产后加工和产后销售等5个环节。其中产中种植管理是体现精准农业核心思想的重要环节,几乎涉及精准农业技术体系中的所有技术。目前,国内外研究的核心在于种植管理中的时空变异信息获取与提取(传感器、遥感软硬件研制)技术、信息处理与分析方法、决策分析集成系统,以及携带DGPS的智能农机系统,这些正是精准农业实施和推广必须解决的关键技术。
3.3精准农业发展现状
20世纪90年代以来,发达国家许多学者着力于研究运用高新技术提高农业劳动生产率和农资利用率,以达到经济效益、生态效益和社会效益的最大统一,最终实现农业生产可持续发展。他们的研究取得了令人瞩目的成果,并建立了若干支持精细农业技术的示范应用系统[1,4～7],如美国CaseIH公司的AFS(AdvancedFarm-ingSystem)、英国MasseyFerguson的FieldStar、美国JohnDeree公司的GreenStar等。在实践过程中,也已经获得较好的效果,精准农业在大农场生产中已得到较广泛的应用,并且许多成熟的技术已经形成。据统计,到1995年,美国约有5%的作物面积上不同程度地应用了精准农业技术[12],在西方发达国家,精准农业技术思想也逐渐被农场管理人员了解和接受,并且成立了许多以精准农业为基础的服务机构。近年来不仅西方发达国家对精准农业的技术实践引起重视,在日本、韩国、巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范研究[8]。在我国,从事农业研究的人员首先开始了精准农业研究,随后生物技术、信息技术、地理科学和生态学研究人员对此表示了浓厚的兴趣,并且先后开展了关于技术体系、发展策略等方面的研究[14～23]。但从总体上我国对精准农业的研究还处在引进和消化吸收阶段,还没有形成较为系统的学术思想和技术体系。目前已经在北京和上海建成两个精准农业示范区。
4地理信息技术在精准农业中应用
精准农业实施的前提是及时采集分析土壤肥力和作物生长状况的空间差异信息,生成田间管理处方,以实现精准的定位和定量的田间管理,因此,地理信息技术应在精准农业中扮演重要的角色。国外关于精准农业的研究基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的、面向大田作物生产的精准农作技术,而没有较全面地研究地理信息技术在整个精准农业体系中的应用。
4.1全球定位系统应用
GPS技术为土壤类型、土壤肥力特性、水分、作物生长发育状况、病虫草害及农作物产量等田间信息采样和决策方案的田间实施提供准确的空间位置信息。在精准农业中,GPS作用主要有三点:控制测量、农田信息采集定位(采样定位和遥感信息定位)和控制导航。目前,GPS应用研究主要在研制基于移动电脑或掌上电脑的农田信息采集系统和携带GPS接收机的智能农机系统两个方面。如美国FieldWorker公司的基于掌上电脑的信息采集软件FieldWorker能很好地满足精准农业农田信息采集的需要;美国Trimble公司的AgGPS160PortableComputer能实现田间成图、各种作物及其生长环境属性信息记录、获取来自各种田间环境传感器的信息。智能农业机械在田间进行农作生产时通过GPS获取的精确定位信息实施导航监控,同时能够实时获得农作物生长状态信息和与之相关的空间位置信息。目前智能农机应用研究最为成功的是带有GPS定位系统的能够获取田间作物产量信息的联合收割机[24]。变量施用机具是精准农业的田间实现,国内外的研究均很多,如变量施肥机、变量播种机、变量灌溉和喷药机等,其中变量施肥是精准农业变量施用技术的第一项内容,也是研究最多的项目,但无论如何,单纯用于农田信息采集的软件系统将随着遥感在农田信息获取应用的不断深入而被淘汰,取代它的将是集成GPS的遥感系统与智能农机系统。可以预见,集成GPS的遥感成像系统将在获取田间“空间差异”信息方面发挥巨大作用。
4.2遥感应用
田间时空变异信息获取方式有传统田间采样测试、GPS田间信息采集、智能农机系统作业采集和多平台遥感信息采集系统。然而遥感能够以“无损测试”方式方便、及时、准确地获取反映较大面积内的“面状”地物性质与状态信息。而其它方式获取的“点状”信息显然不足以了解全局,而且人工采样都会对作物造成不同程度上破坏。因此遥感将在实现大面积情况下作物长势与营养实时诊断中发挥不可替代的作用。目前遥感应用研究主要集中在对地面光谱测量数据和采样测试相关数据的分析,建立遥感数据与土壤状况或作物生物物理化学参数(如叶面积指数、叶绿素含量、土壤特性等)之间的相关关系,结合作物生态生理过程间接获取作物农学特性(作物冠层营养水平、籽粒与生物质产量、质量等信息)。在大面积农作物宏观长势监测、农作物宏观估产、农情宏观预报、农业资源调查等方面,遥感已经发挥其应有的作用,而且研制出了可行的技术路线[28,29],如东北玉米、华北小麦和南方水稻估产精度达到90%以上。高光谱遥感是遥感发展的一个重要趋势,光谱分辨率达到纳米级的高光谱遥感数据可以很好地描述作物的“红边”特性(红边位置、红边斜率、“红移”、“蓝移”),区分作物叶片生化成分、含量及其变化[27],还可以用来减弱土壤对作物光谱的影响,作物具有一些明显的、独特的吸收特征。作物生物物理和生物化学信息是研究理解植被生态系统过程和生理机制的重要参数,是诊断植物营养状况的重要依据,国内外许多学者已经涉足高光谱遥感在植被生物物理信息和生物化学信息提取方面的研究[25,26]。高光谱遥感以其高光谱分辨率特性所携带的丰富光谱信息为遥感应用带来了强大的活力,通过分析高光谱植被指数与农作物特征的关系,选择表征农作物特征的特定波段和光谱参量可以较好地反演作物生物物理和生物化学信息。在精准农业体系中,遥感(特别是高光谱遥感)将为精准农业实施提供大量的田间时空变化信息,遥感技术将成为监测土壤和作物养分变化、水分胁迫和病虫害等的主要数据源。由于航空、航天遥感成本较高,而且受信息获取的滞后性、信息分析处理方法等因素的限制,目前许多学者开始研制基于地物光谱特征,并用于田间低成本间接测定作物养分和生化参数的仪器和工具,如NDVI测量仪、LAI测量仪、谷物品质测量仪等,这在卫星和航空遥感技术进一步发展和成熟前,正在被发展为高密度获取农田信息的技术手段。
4.3地理信息系统应用
GIS在精准农业技术体系中的地位举足轻重,其作用不仅在于从田间信息采集、信息处理与管理、信息分析,到田间决策方案实施的整个种植管理过程,而且贯穿规划、种植管理、产后分析、产后加工及销售的整个种植循环过程。这要归功于精准农业实施对空间信息的依赖性。在精准农业体系中,GIS不再是一个孤立的系统,而是围绕精准农业核心思想而提供较全面的地理信息服务的平台,而且该平台与其它系统或用户之间通过信息交换而紧密联系。概括来说,这种地理信息服务主要包括信息管理服务、信息交换与更新服务、信息决策分析服务和信息服务等4项,如图2所示。
4.3.1农田信息管理
农田信息具有多源性,具体表现在存储格式多样性、多尺度性、获取方式多样性,另外还包括系统或数据库数据组织的复杂性。通过GIS平台,在融合多源数据的基础上建立农田管理系统,实现对多源、多时相农田信息的有序管理和分析,这是精准农业实施的基础,其作用表现在数据组织和集成管理、空间分析查询、空间数据更新与综合处理、可视化分析与表达。GIS为田间信息采集提供基础信息,也为田间变量实施决策分析提供信息源,因此农田地理信息系统是精准农业实施的信息管理员。目前GIS在国外精准农业应用中还处在农田边界图管理、土壤肥力管理、产量分布图管理分析和GIS制图阶段,并没有充分发挥GIS应有的作用,相应的管理软件也不成熟。虽然经过几十年的发展,国外许多GIS产商开发了诸如ArcGIS产品系列、MapInfo系列等通用GIS软件,但这些软件与农业生产有关的功能只是很小一部分,而且它们价格昂贵。然而,应用于精准农业的GIS应用系统应该是小型廉价且适用的农场信息系统FIS(FarmInformationSystem)。因此根据农业信息采集、存储和处理分析的特点,研发功能针对性强的FIS是农业GIS发展的一个方向。
4.3.2信息更新与交换
信息更新与交换服务是服务平台的重要组成部分。数据是系统的血液,平台的生命力在于信息的现势性及可更新性。信息更新一般分为两个层次:一是不定期的局部数据更新;二是周期性的全局数据更新。信息交换是信息进出服务平台的通道,解决服务平台与各种数据采集系统、应用系统之间的数据交换问题。遥感信息的特点决定了它必将成为农田信息获取的主要手段,然而从遥感获取的不是直接用于精准农业的信息,如土壤水分、作物冠层生化参数等,而需要通过分析建立遥感信息与土壤和作物生长状态相关的参数之间的关系,这是限制遥感信息应用与农业信息获取的“瓶颈”。GIS的参与将为遥感信息提取提供新的思路,提供背景数据和分析方法。遥感和地理信息集成研究,脱离庞大昂贵的遥感影像处理系统,开发服务于具体应用的遥感和GIS集成系统,是GIS应用于农业的又一个重要方向。
4.3.3决策分析
决策分析服务是整个地理信息服务平台的核心部分,利用已有的信息,根据不同应用目的,集成相应的知识和模型,分析生成供决策服务的知识,这是地理信息技术在精准农业应用中的首要目的。信息分析服务是一个知识挖掘的过程,其关键是GIS与专家系统、模型库系统集成,其集成程度决定分析效率和分析结果的可靠性。决策分析可以归纳为产前规划评价分析、产中监测与控制分析,以及产后分析与销售管理。规划评价主要利用区域自然要素、社会经济要素、产量历史数据、作物品种特性等进行农业区的规划、种植区划、作物种植适宜性评价和作物品质区划,这方面的GIS应用研究取得了一定的进展[32,33]。实现以高产、高效、优质和实时管理为目标,为农业生产提供一个合理、详细、完整的农田作业规划,它是精准农业实施的基础。如通过分析产量数据、肥力水平和作物生长的适宜性,选择合适的品种、肥料和农业机械设备,制定合理的耕作计划。监测与控制分析是信息分析决策服务的一个重要内容,是最能体现精准农业核心思想的内容。将GIS作为决策分析的平台为精准农业实施提供决策和控制的依据是其在精准农业中的另一个发展方向。通过GIS集成作物栽培管理辅助决策支持系统与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出模拟模型和智能化农作专家系统,根据作物长势和其背景状况做出诊断,提出科学处方,调控操作。将不同类型的地理数据,如土壤、作物、气象和土地历史等,与水分运动、溶质运移、农药渗漏、作物生长、土壤侵蚀等各种模拟模型和专家知识和推理机整合,产生支持定位实施的“农作处方”,这一切都需要集成模拟模型和专家系统的GIS应用服务平台的支持。也正是GIS的这一功能才使得用于变量作业的农艺处方生成得以实现,同时也能够通过专家系统实现精准农业实施中的自动控制。国内有学者开始研究采用GIS进行施肥推荐处方生成[30,31]。
4.3.4产后分析与销售管理
从精准农业实施的经济效益和产业化角度考虑,GIS在精准农业中的应用并没有随着精准农业田间实施全过程的结束而终止,它还在后续工作中起着重要作用。利用产后产量分析为下一种植循环的规划提供决策信息,这是当前国外精准农业体系中注意得比较多的一项内容,但仅此而已,它们并没有从市场销售角度考虑GIS的应用。目前,作物生产已开始由单纯追求高产模式向优质、专用和高效的方向转变,利用品质监测信息可用于指导粮食分类加工,大幅度提高加工品质和附加值,这是产后基于GIS分析的又一个内容。市场分析是根据作物产量和品质,以及社会经济要素进行分析,用于指导粮食销售价格和销售方向,从而提高粮食生产的经济效益。销售管理主要对客户和粮食配送的管理,分为客户关系管理和物流管理,它是提高粮食销售管理效率的必要前提。因此研发为精准农业服务的产后市场分析和销售管理的应用软件是GIS应用于精准农业中的一个重要补充,具有较大应用前景。
4.3.5空间信息
利用GIS进行空间信息服务是精准农业体系中“空间变异信息”的重要消费者,它通过Internet或无线(有线)通讯向公众原始和分析结果信息。的空间信息可以包括农田作物长势监测信息、作物产量及品质监测和预测信息、产品供需分布信息等,空间信息将使地理信息技术在精准农业中的应用走向社会化,这是产业化发展的重要方向。
5应用前景与产业化发展
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灰的建议。
之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据，并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理，生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出，这一技术思想是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响，利用生产潜力的处方措施，还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标，因此，其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上，目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上，对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理，生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作，因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步，特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破，农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著提高耕地的生产潜力，节约良种、化肥农药和能源投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。
“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着重要的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠全球卫星差分定位系统（DGPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS)的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。
迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。
“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。
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关键词：GIS；农田；水利
中图分类号：TP399 文献标识码：A
1 GIS技术概述
现代农业的构建离不开水利，支撑农村经济发展的基础条件是兴建农田水利。可想而知，没有完善的农田水利设施就没有农业发展的现代化。提升农业抗灾、减灾能力要依赖客观农田水利建设的增强而实现，作为发展农业生产之根本，水利事业的基本任务就是通过水利设施硬件建设，结合软件管理体系来改变不利于农业生产发展的自然条件，为农业高产高效服务。通过兴建为农田服务的水利设施（修建田间灌排渠系等），优化和改良农田水分状况和区域水利条件，为建设旱涝稳收、高产持久的标准化农田做贡献。
地理信息系统（Geographic Information Systems，GIS）是一种特定的空间信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下能够对整体或部分地球表层空间中关于地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS可参照各种地理资料的空间及时间分布特性，对信息进行加工处理，进而提供用户评估及决策参考，可作为农田水利管理方面最具潜力的应用系统[1]。
2 GIS技术在水利工作中的应用
作为一种特殊、以空间数据为基础的信息管理系统，GIS可将水利相关属性数据及空间位置直观而紧密地联系起来，对属性数据及空间进行综合分析，进而为水利信息的数字化表达和高效处理分析提供强有力的技术保障。在水利工作具体应用过程中，GIS技术不能脱离遥感（RS）和全球定位系统（GPS）而单独存在，三者往往相辅相成、互相依存。GIS可为RS提供遥感信息分析和利用的精确服务，另外，还可对平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件自如制作、自动调配、加载，还能对图形、图像、空间数据及相应属性数据进行数据库管理及空间分析[2]。众所周知，水利工作离不开空间，而空间的数字信息化可使水利工作更加便捷、精准。GIS技术赋予了我们对更广阔、更危险区域空间信息掌握的主动权。
3 GIS技术在农田水利工作中的重要作用
3.1农情灾害预测及评估
GIS、RS和GPS三者统称“3S”技术，该技术可对灾害进行预测、监测和评估，这对减灾、防灾及救灾等措施提供更为充分的科学论据，为农业生产及农村经济稳定提供保障。经过对特定区域灾情历史数据的汇总、分析进而形成GIS数据库，在其灾情预测、监测和评估等信息的支持下，结合当地地理及水文信息，能实现汛前预测、动态监测和灾情评估，这对农业生产中的抗灾自救具有很好的警示作用。GIS所固有的空间分析功能，可建立流域地面数字模型，结合预测或实测的水文信息及地表渗透情况，经计算可模拟不同级别洪涝灾害所引发的农业损失。对于灾害频发区域，可根据GIS空间信息计算出大致受灾面积，进而估算该区域的经济损失。
3.2农田水土流失调查及预测
“3S”技术可对水蚀、风蚀等多类型的土壤侵蚀区面积、数量和强度变化进行监测。结合多年RS的影像数据和GIS中水土流失数据库可大致推断各区域的水土流失状况。根据水土流失数据库可分析其所引发的因素，考虑到地球整体环境和人类活动影响等自然、社会因素的变化，在RS和GIS组合配套技术支持下，能做出针对性强、目的性明确的农田区域水土保持规划以利于农田区域水土流失的高效防治。
3.3水资源的动态监测
水利信息化中的重要一环就是实时动态掌握水资源的瞬时变化，这样才能科学、准确地进行水资源的调配。掌握瞬时变化的水质信息有助于环境质量的评价和监督，就当前环境质量而言，由于污染源的区域性、污染物的流动性以及区域梯度变化，以GIS为支持系统可使得环境质量评价结果更加直观、科学[3]。在GIS技术支持下，利用RS进行地表及地下水资源量的估算，结合所估算的灌溉水资源分布及供求情况，采用水流演进和调度系统模型直观演示水流演进过程，充分模拟不同水量调配方案，为农田水资源开发利用和调度管理提供科学依据。
3.4农田水利现代化及精准农业
利用RS技术对农田土壤墒情、作物类型及产量进行适时监测，制定相应的灌溉、排水标准，结合流域水资源信息有效指导农田水利工程建设（包括挖掘渠道、管道布设与河道整治等）以满足农业生产的基本要求。精准农业的提出就是利用高新技术（GIS等）为农业现代化服务的有益尝试。GIS是精准农业整个系统的承载动作平台和基础，其作为精准农业的核心组件，将RS和GPS等技术组装配套进而起到承载的作用。GIS在农田水利事业中可用于各类农田土地数据的管理与查询，也可用于采编、统计和分析不同的空间数据。此外，作物产量分布等农业专题地图的绘制也都由GIS来完成。
参考文献
[1]王晓明，刘少君.计算机地理信息系统（GIS）在农田水利上的应用[J].信息技术，2002（08）：21-22.
[2]艾尔肯·哈斯木.水利水电工程勘测技术方法与发展趋势分析[J].民营科技，2011（02）：217.
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一、进一步突出扶持重点
立足于谷物基本自给、口粮绝对安全，采取有力措施，把农业综合开发资金投入和项目布局突出向粮食主产区和高标准农田建设聚集。一是要求各省区农发机构将土地治理项目的财政资金，进一步向粮食主产县特别是谷物主产县集中，继续向《全国新增1000亿斤粮食生产能力规划（2009―2020年）》确定的800个产粮大县倾斜。二是要求除河北、内蒙古、、青海等生态保护任务较重以外的省份，安排用于高标准农田建设的财政资金不得低于土地治理项目财政资金的90%。截至目前，中央财政已下拨农业综合开发土地治理项目资金172.43亿元，其中用于13个粮食主产区119.49亿元。
二、优化建设区域布局
围绕贯彻农业可持续发展战略，国家农业综合开发进一步调整和优化高标准农田建设区域布局。根据我国农业自然资源禀赋条件，以合理利用水资源为重点，统筹考虑土地、气候和生物资源分布状况，将全国农业综合开发区域划分为重点开发区、保护性开发区、限制性开发区，把高标准农田建设进一步向水土资源和生态环境承载能力较强的重点开发区聚焦，兼顾生态资源环境有一定恢复能力的保护性开发区，严禁在生态资源环境承载能力较差的限制性开发区开展高标准农田建设。
三、继续提高投入标准
为强化公共财政对高标准农田建设的支持力度，根据地方实际需要，从2014年起，农业综合开发中低产田改造项目与高标准农田示范工程项目实现并轨，统称为高标准农田建设项目，并适当提高了亩财政资金投入标准。各省（自治区、直辖市、计划单列市，以下简称“各省”）高标准农田建设项目亩均财政资金投入标准提高到以省为单位加权平均为1100―1300元，比2013年提高了近10%。同时，允许将2003年（含）以前年度中低产田改造项目区纳入高标准农田项目范围予以提质建设，其中1988―1998年（含）建成的项目区亩均财政资金投入标准不超过1000元；1999―2003年（含）建成的项目区亩均财政资金投入标准不超过800元。
四、积极扶持新型农业经营主体
国家农业综合开发加强机制创新，积极扶持新型农业经营主体，促进现代农业加快发展。一方面鼓励和支持从事粮食种植的农民合作组织、种粮大户、家庭农场及龙头企业等新型农业经营主体，单独申报实施高标准农田建设项目。截至目前，中央财政安排农业综合开发资金2.02亿元，在14个省（区、市）支持169个农民合作社、家庭农场等新型农业经营主体开展高标准农田建设。另一方面，积极开展农业综合开发高标准农田建设财政补助资金形成的资产交由农民股份合作社持有和管护的试点，增加农民财产性收入。
五、不断加强资金和项目管理
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关键词：信息化技术；农田水利工程；农业
一、信息化系统的设置
信息化系统的设置主要有五部分，一是收费系统，采用IC卡智能系统，并根据灌溉农田的面积设定收费标准，对土地流转的农田在灌溉之前要先刷卡才有使用机井进行灌溉的权利，此付费系统有效使用水得到了控制，避免了浪费现象。二是在农田比较集中的地方设置喷灌自动系统，此系统可以自由旋转，使周围的农田都能得到灌溉，同时周围的地理环境也要满足安装要求，所以在安装前，需要对现场的气象情况、土壤情况以及农作物本身对水的需求情况等进行详细了解。此系统实现了对水利工程的集约化管理。三是对于温室大棚，也可以安装自动喷灌控制系统，要根据大棚作物的高度设置喷嘴的高度，还可以利用信息化技术，设置相关的传感器，以便能及时感应大棚环境中的温度、湿度等，并对其进行调整，使环境适合作物生长，减少病虫害。四是在灌溉比较集中的季节，往往水渠内的水量和农民的需求量是不等同的，开闸放水的水量也不能确定，所以还需要在引渠闸上安装闸门远程自动化控制系统，相关人员可以根据水渠内的水存量以及农民灌溉农田的需求量作出大概的估计，然后通过计算机技术和相关软件，对水闸的高度进行调整，以使水量供求关系得到满足，也使水资源的使用量得到控制。五是为了能对农田灌溉水资源进行合理配置，相关的农田水利管理部门还要在田间设置功能不同的传感器，以及时获得相关的数据信息，对水资源利用做出科学决策。
二、信息化系统的设定方案
（一）墒情检测系统
将土壤墒情传感器放置在田间地下不同深度处，相关的通用分组无线服务技术会将采集到的不同的数据信息传递给墒情监测系统，该系统会对此处的土壤环境中的水分进行测定分析，以种植适合再次出生长的农作物，并对农作物的需水量做出准确预测，从而加强对农田灌溉的科学管理。
（二）地下水位监测系统
对地下水位的采用量以及剩余量进行测定，避免出现超采现象，利用的是相关的信息技术和信息化设备，对地下水资源的位置进行实时监测，以控制采水量，保护地下水文环境不受破坏。
（三）视频监控系统
主要包括两部分，分别是现地监测系统和视频服务系统。其中前者主要有专门的监测设备组成，如摄像机、云台控制镜头等，可以使远程的相关人员对现场的实际情况进行在线信息采集，并对现场的设备发出指令，进行角度和位置的调整，以使信息全面。后者同样拥有现场信息的采集处理权，同时服务于各种用户，使其具有观看视频的权利。
（四）机井水费控制管理系统
该系统将水资源使用与收费管理一体化，将水泵、电动阀等水资源控制联系到一起，以便在出现用户用水不当或者欠费用水时，能及时通过机井水费控制管理系统，及时将这些供水系统控制住。
（五）智能灌溉系统
无论是田间还是温室的智能灌溉系统，都有对土壤墒情进行检测的作用，进而判断相关环境中土壤的用水量，使灌溉实现自动化，还要设定相关的极限值，以便灌溉系统判断何时自动开启，决定何时自动关闭。
（六）闸门测控系统
闸门控制系统根据用水需求，对闸门的升降高度进行测定，高度变化值的计算需要依赖闸位检测系统，而升降实现自动化就需要启闭机进行控制。同时为了保证该系统保持正常工作，不会使各种线路受到影响，不使相关的操作人员有安全隐患，该系统还设置了相关的安全保护装置。
（七）引渠测流系统
主要包括三部分，一是电子水尺，这是一种可以使远程的人员对相关位置的水位进行检测的传感器，二是GPRS数据采集模块，对水位的相关信息进行采集、整理、分析，以对农田用水量进行判断，进而决定引渠流量，三是太阳能供电设备，这种设备具有很强的蓄电装置，以使传感器的使用不受地域和气候限制。
（八）信息控制中心
针对这些信息化系统装置，设置专门的信息控制平台，使管理人员直接通过计算机技术和相关软件，就能对相关的系统装置或者传感器进行实时控制，对农田用水进行实时监控。
