早在八十年代中期，農(nóng)業(yè)激光平地系統(tǒng)就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，近幾年我國也開始應(yīng)用。該系統(tǒng)可用于整平土地，以便于灌溉，減少水土流失，增加土地產(chǎn)出率。圖中所示為拖拉機(jī)牽引刨式平地機(jī)在激光控制下進(jìn)行平地作業(yè)，結(jié)合本圖對農(nóng)業(yè)激光平地系統(tǒng)介紹如下： W;QU6z>  
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農(nóng)業(yè)激光土地平整系統(tǒng)主要由激光發(fā)射器、激光接收器、控制器和液壓工作站組成。其工作原理是：激光發(fā)射器發(fā)出一定直徑的基準(zhǔn)圓平面（也可以提供基準(zhǔn)坡度），裝在刮土鏟支撐桿上的接收器將采集到的信號經(jīng)控制器處理后控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)按要求控制刮土鏟上下動作，即可完成土地平整作業(yè)。 1+9}Xnxb  
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系統(tǒng)的主要工作部件 d6zfP1lQ  
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1.激光發(fā)射器。用于發(fā)射激光，形成激光平面。根據(jù)我國的土地規(guī)模，目前國內(nèi)應(yīng)用的激光發(fā)射器發(fā)射范圍一般為直徑1000米左右。激光發(fā)射器一般都具有自動安平功能，若在工作中受振動或碰撞發(fā)生偏離，會自動停止發(fā)射，報(bào)警并重新自動安平。激光發(fā)射器可以安裝在地中央，也可以安裝在地邊角。 ';KZ.D  
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2.激光接收器。用于接收激光信號，顯示信號，并將信號傳輸給控制器。激光接收器一般安裝在平地機(jī)具上，通過電纜與控制器連接，接收器接收信號的精度可以調(diào)節(jié)，如LS-B2激光接收器的精度控制范圍為±3mm～±50mm。 [w?v !8l  
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3.激光控制器。用于處理激光接收器傳輸來的信號，控制液壓工作站工作，從而使平地機(jī)工作鏟自動追蹤激光平面進(jìn)行作業(yè)。 <4RP:2#  
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激光平地節(jié)水效果突出 j!/=w q  
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一項(xiàng)可較大規(guī)模提高農(nóng)田灌溉效率、土地利用率，增產(chǎn)增效的技術(shù)，正在全國農(nóng)墾系統(tǒng)主要產(chǎn)區(qū)推廣，這種激光平地技術(shù)可節(jié)水30%—50%、增產(chǎn)20%—30%。筆者從剛剛結(jié)束的全國農(nóng)墾系統(tǒng)激光平地技術(shù)培訓(xùn)班上獲悉，僅在黑龍江農(nóng)墾和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的節(jié)水效果，就相當(dāng)于節(jié)省一個(gè)密云水庫的常年儲水量。 pg/SYEvsV  
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我國是世界上13個(gè)最貧水國家之一，農(nóng)業(yè)用水占用水總量的近80%。目前，我國農(nóng)田土地平整程度差，田間灌溉效率低，西部地區(qū)更低�？萍疾康挠嘘P(guān)報(bào)告表明，采用激光平地技術(shù)，田間灌溉效率可由改造前的40%—50%提高到70%—80%，對我國農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有不小的意義。 { v#wU  
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激光平地技術(shù)作為一種提高地面灌溉質(zhì)量的重要措施，從20世紀(jì)80年代先在美國應(yīng)用，隨后在世界范圍內(nèi)得到推廣，被譽(yù)為改進(jìn)地面灌溉的突破性技術(shù)。1996年，該技術(shù)作為科技部“九五”攻關(guān)課題，已通過國家驗(yàn)收。 f!13Ob<8r  
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鑒于該技術(shù)的節(jié)水增產(chǎn)效果，以及提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率，農(nóng)墾系統(tǒng)開始大力推廣激光平地技術(shù)。結(jié)果表明：采用激光平地技術(shù)平整的土地，較好解決了傳統(tǒng)灌溉方式下大水漫灌造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，灌水效率達(dá)到80%，可節(jié)水30%—50%；水田土地利用率提高9%；水資源得到充分利用，減少了土肥流失，糧食產(chǎn)量提高了20%—30%。 #iAw/a0&  
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據(jù)農(nóng)墾系統(tǒng)測算，采用激光平地技術(shù)，按每畝節(jié)水30%計(jì)算，僅黑龍江墾區(qū)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)兩個(gè)墾區(qū)的水稻、棉花作物，就可節(jié)水19.48億立方，相當(dāng)于一個(gè)北京密云水庫的常年儲水量，可以再灌溉432萬畝水稻或649萬畝棉花. iE* Y@E5x0  
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激光控制土地平整技術(shù) Qkx}A7sK  
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激光控制土地平整技術(shù)是高科技激光控制技術(shù)與常規(guī)機(jī)械平地技術(shù)相結(jié)合的土地平整新技術(shù)。國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心1995年引進(jìn)了國外的成套設(shè)備，在國內(nèi)首次進(jìn)行了激光控制土地平整技術(shù)的田間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究。 x?n13C  
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傳統(tǒng)的常規(guī)土地平整設(shè)備主要由推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和刮平機(jī)組成，土地平整狀況一般取決于推土機(jī)和刮平機(jī)的施工精度。由于推土鏟的液壓裝置為手工控制，平地作業(yè)過程中操作人員無法準(zhǔn)確地控制推土鏟的升降高度；而鏟運(yùn)機(jī)和刮平機(jī)的鏟運(yùn)刀口與設(shè)備輪胎間的相對位置是固定的，平地施工時(shí)刀口將隨地面起伏上下錯(cuò)位，刮平和修整田面的效果并不理想，能達(dá)到的土地平整精度有限。而激光控制平地技術(shù)是利用激光束產(chǎn)生的平面作為非視覺控制手段代替操作人員的目測判斷能力，用以控制平地機(jī)具刀口的升降高度。激光控制平地作業(yè)時(shí)，一旦鏟運(yùn)機(jī)具刀口的初始位置根據(jù)平地設(shè)計(jì)高程確定后，無論田面地形如何起伏，受激光發(fā)射和接收系統(tǒng)的影響，控制器始終經(jīng)液壓升降系統(tǒng)將鏟運(yùn)刀口與平地參照面間的距離保持在某一恒定值，土地平整的精度很高。 7qEc9S@
 
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激光控制平地成套設(shè)備一般由四個(gè)基本部分構(gòu)成，即激光發(fā)射裝置、激光接收裝置、控制器、平地鏟運(yùn)設(shè)備。 /(?,S{]  
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激光發(fā)射裝置是一個(gè)由電池驅(qū)動的激光發(fā)生器，常被水平地安裝在矗立于田間的三角支架上。它產(chǎn)生的激光光束被高速旋轉(zhuǎn)的棱鏡反射，在田面上方產(chǎn)生一個(gè)激光平面作為平整土地作業(yè)的照面，替代常規(guī)土地平整方法中利用地面高程測量得到的、由不連續(xù)網(wǎng)格點(diǎn)構(gòu)成的平整作業(yè)基準(zhǔn)面。根據(jù)需要，激光發(fā)射裝置可分為單一零坡度控制（平地參照面為水平面）和任意坡度控制（平地參照面為傾斜平面）兩種類型。 lzK,VZ=mM  
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激光接收裝置是垂直安裝在平地鏟運(yùn)設(shè)備桅桿上的信號接收器。平地作業(yè)過程中，來自激光發(fā)射器的光束首先被接收器檢測，確定此時(shí)平地參照面與接收器中心控制點(diǎn)間的相對距離，隨后向控制器發(fā)出調(diào)整信號，由控制器指揮鏟運(yùn)設(shè)備的升降，使接收器中心控制點(diǎn)位于平地參照平面內(nèi)。 i1DJ0xC]  
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控制器的功能是根據(jù)激光接收裝置傳遞的調(diào)整信息，自動控制液壓系統(tǒng)不斷地上下調(diào)節(jié)行進(jìn)中的平地鏟運(yùn)刀口，完成田面挖填方工作。由于激光控制器的自控靈敏性高，故平地精度較高。 j[Oh>yG  
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平地鏟運(yùn)設(shè)備由鏟運(yùn)機(jī)具液壓升降系統(tǒng)構(gòu)成。作為牽引動力的拖拉機(jī)的功率應(yīng)與設(shè)備鏟運(yùn)能力相匹配，以適應(yīng)鏟運(yùn)機(jī)具頻繁升降對液壓系統(tǒng)的工作需求。 D:fLQ8a  
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利用激光平地技術(shù)前，先按網(wǎng)格狀采用水準(zhǔn)儀完成田間地形測量工作，網(wǎng)格間距一般為5～10米，得到田塊內(nèi)各測點(diǎn)處的相對高程。再根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行平地設(shè)計(jì)，確定平地設(shè)計(jì)相對高程。其原則是通過選擇適當(dāng)?shù)钠降卦O(shè)計(jì)高程，使平地作業(yè)中的挖方量與填方量基本相等。  3;f}w g  
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然后在田塊適當(dāng)位置處安裝激光發(fā)射器，確保發(fā)射的激光束平面高于田內(nèi)任何障礙物，以便使激光接收裝置能時(shí)刻感應(yīng)到來自發(fā)射器的光束。接著再根據(jù)平地設(shè)計(jì)高程，在田塊內(nèi)確定鏟運(yùn)機(jī)具的起始位置點(diǎn)，將鏟運(yùn)刀口落地后，上下調(diào)節(jié)安裝在設(shè)備桅桿上激光接收器的高度，當(dāng)接收器中心控制點(diǎn)位于激光控制參照面內(nèi)時(shí)，固定該接收器的位置。做好上述準(zhǔn)備工作后，從平地起始位置點(diǎn)開始，由拖拉機(jī)牽引鏟運(yùn)設(shè)備在田塊內(nèi)往復(fù)作業(yè)，挖高填低，搬運(yùn)土方，自動完成土地平整工作。平整作業(yè)完畢后，再按相同的網(wǎng)格形式進(jìn)行地面復(fù)測，評價(jià)平地的效果。 ^u$?& #  
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激光控制平地技術(shù)及設(shè)備 nPj &a  
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激光控制平地技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的土地精細(xì)平整技術(shù)。它利用激光束平面取代常規(guī)機(jī)械平地中人眼目視做為控制基準(zhǔn)，通過伺服液壓系統(tǒng)操縱平地鏟運(yùn)機(jī)具工作，完成土地平整作業(yè)。