福建快速激光测距技术（激光控制平地技术）

随着技术水平的发展，激光平地的应用范围更加的广泛。给我国农业生产带来很大的效益。在农业生产中节约能源，从而降低了生产成本。

应用激光控制平地技术进行农田土地平整，可以有效改善农田表面状况，提高农田灌溉水的利用率，有利于控制杂草和虫害，提高化肥使用效率，减少环境污染，实现精细地面灌溉。

激光控制平地系统主要包括激光发射器、激光接收器、控制器、液压调节系统和平地铲等设备。

▲2.5m 幅宽激光平地机

本技术成果是面向我国节水农业发展的实际需求，围绕精细地面灌溉技术中的农田平整关键环节，研制了与通用拖拉机配套的旱田和水田激光控制平地系统，提出了适合我国国情的不同土壤和田块条件下的激光控制平地技术使用规程和评价方法，以用于指导激光控制平地技术的推广应用。

为了提高激光控制平地效率，开发了基于GPS的农田三维地形信息采集系统和激光控制平地辅助决策支持系统，以用于指导农田高效平整作业。经过农田生产试验考核，开发的激光控制平地系统整体上居国内领先、国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。该技术成果填补了我国在该领域的空白，产品价格比国际市场同类产品降低了50%以上。

本技术成果分别在北京市昌平区、大兴区、海淀区，河北邯郸市，四川广汉市、邛崃市的旱田和广东省广州市、雷州市、从化市的水田进行了生产试验，均取得了较好的平地效果。

▲3.5m 幅宽激光平地机

作为世界最先进的土地平整技术，激光控制平地既是改进地面灌溉的重要技术措施，也是建立现代精细地面灌溉系统的重要基础。激光控制平地技术已在世界上许多国家得到推广应用，属于成熟的技术。

近几年来，我国引进了大量激光控制平地技术与设备，取得了较好的效果。此外，我国农村水利建设总目标是以目前农业用水量基本不变的4000亿m3水资源，满足16亿人口粮食安全，即以同样水量，多生产出2000亿kg粮食，全靠节水增产。届时水的利用系数要达到0.65，水分生产率达到15~18 kg/m3，意味着渠系有效利用系数和田间水利用率都要在0.8以上，农田精细平整是实现上述目标的必要条件之一。

从这个意义上来说，激光平地系统的推广应用关系到国计民生，而且激光控制平地技术设备在某些省份已经作为配套农机具，享受国家农机购机补贴政策，这些都说明激光控制平地技术的应用无疑将具有巨大的市场潜力。通过本技术产品在国内部分地区的生产试验分析，大概投资约3万元，通过农田平整服务，大约两年就会收回成本。

▲水田搅浆平地机

激光控制平地系统包括激光发射器、激光接收器、控制器、液压执行机构、旱田平地铲和水田平地铲。为了达到最佳的平地效果和最高的平地效率，需要配备65马力以上拖拉机，而且该拖拉机备有液压输出。

从80年代开始，一些发达国家开始推广激光控制平地技术。查阅国外资料表明，利用激光控制平地技术平整土地，可使单位面积平地成本降低60%，作业时间减少50%，灌水时间减少75%。

近十年来，发展中国家相继推广激光平地技术，取得了较好的效益。如在印度可节水15%~20%；在土耳其，灌溉效率提高25%~100%，小麦增产35%~75%，棉花增产20%~50%；在巴基斯坦，灌溉效率提高35%~40%，小麦增产27%，棉花增产42%；在埃及，使得农作物（小麦、大豆、棉花和玉米）的生产成本下降6.3%~15.4%。

近几年来，我国在激光控制平地技术方面的研究与实践取得了较快的进展。1998年前后，黑龙江农垦水稻产区、新疆生产建设兵团棉花产区先后引进了大量激光控制平地技术设备，开展平整土地实践。结果表明，平整的土地可节水30%~50%，水田土地利用率提高9%，便于全程机械化作业，粮食产量提高20%~30%。2001年，天津市北辰区农机局引进了一套激光控制平地系统，平整后的农田可节水30%，大大减轻了劳动强度，提高了农田作业的精确度。

▲旱地平整效果

“十一五”期间，随着节水农业的大力推进和农田基本建设的加快发展，农田的表面平整度要求越来越高，而且部分省份已经将激光控制平地技术设备作为配套农机具享受农机构机补贴政策，表明未来的激光控制平地技术具有广阔的推广前景。

在菲律宾国际水稻研究所专家指导和课题组人员的共同努力下，完成了水田和旱田用激光控制平地系统，分别在北京市昌平区、大兴区、北京海淀区、河北邯郸市、四川广汉市和广州市的旱田和水田进行了大量的试验与示范，取得了较好的平地效果。

其中在昌平区和大兴区的旱田激光控制平地实践中，使用TN654拖拉机牵引，配备2.5 m宽的平地铲，使用拖拉机本身的液压系统提供液压动力输出，连接自主研制的液压执行机构控制平地铲进行平地作业。

▲旱地平整效果

在邯郸市和广汉市的激光控制平地实践中，分别使用50马力的天津铁牛拖拉机和35马力的东方红350拖拉机牵引，分别配备2.2 m宽的平地铲和1.8 m宽的平地铲，均增加齿轮泵和油箱，通过拖拉机的动力输出轴连接齿轮泵，提供液压动力输出，连接自主集成研发的液压执行机构控制平地铲进行平地作业。

在海淀区，使用75马力的东方红750拖拉机牵引，由拖拉机提供液压动力输出，配备2.5 m宽的铲车，进行了约800亩的平地实践，平地效果和平地效率都到达了较好水平。在水田激光控制平地系统带水作业实践中，针对不同马力的拖拉机，利用自主研发的三点悬挂平地铲，以及与之匹配的水平控制系统，在广东省雷州市和从化市水稻种植基地进行了约500亩的水田平整应用，经对比分析和效果评价，取得了较好的效果。

▲水田平整效果

此外，为了加快激光控制平地技术的推广应用工作，2005年9月与邯郸市农业局签署了“在邯郸市合作建设激光控制平地技术中试项目合同”。2006年2月与四川省农业科学院作物研究所签署了“激光控制平地技术装备示范应用合作”项目，目前上述两项合作协议的主要技术指标基本上达到预期要求。

目前，激光控制平地技术设备工作的可靠性和稳定性还有待于在今后的推广应用进一步检验，其中辅助设备如农田三维测量系统和辅助决策支持系统等还有待于进一步完善，机载式的农田三维测量系统尚在研制开发过程中。

来源：《中国农业大学科技成果汇编》

成果所属单位：中国农业大学