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

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1 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
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 Site Specific Data Collection GIS &GPS Variable Rate Data Analysis
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, , ,N, ,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, ,N, ,E,000.00,0.0,060700,3.1,W,N*2B

13 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

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