精确农业是80年代末由美国的土壤研究专家提出来的，10多年来在全世界广泛开展。精确农业旨在追求农业生产效益的提高和减少农业生态环境污染。日本在精确农业有关技术开发上进展也非常快，甚至连从来都没有关系的技术领域也都开始与精确农业相结合，的确显示出了引导农业发展的巨大作用。
1、精确农业的思考
欧美型精确农业的做法是通过变量操作技术来实现农业生产效益的提高和减少农业生态环境污染。利用全球卫星定位系统(GPS) 和地理信息系统( GIS) 技术手段绘制出田间土壤、农作物产量图，进而构建起图谱库精确农业和传感信息库精确农业来实现田间病虫害变量控制防治及变量施肥。精确农业的基本方针除了解决精确农业主要追求农业生产效益的提高和减少农业环境污染外，还要解决相关的综合问题。精确农业的思考具体来讲，是利用遥感技术和设置在作物或土壤中的传感器快速准确地获得作物生长发育以及来自周围环境胁迫信息，而且也包括作物的位置信息。以上各种信息的获取，首先要从详细准确地记录田间的变异开始，并绘制成田间现状图，构建出农业生产经营模型、农作物种植模型以及借鉴和吸收农业生产者的传统经验和智慧，并以此为依据制作出决策图。该决策图的实行要通过由计算机控制的农业机械来完成，最终达到变量操作的目的。
2、精确农业实施所需的3 个关键技术
2. 1 田间测绘技术
田间测绘技术是绘制田间土壤信息图，作物产量信息图，田间杂草及病虫害发生信息图等的一项基本技术。其中田间土壤信息、作物产量信息、田间杂草及病虫害发生信息等又与田间的准确位置信息相结合。如果田间的现状图绘制成的话，精确农业的实施将成为可能。
2. 2 变量控制操作技术
此项技术是与空间变异相对应的可变量控制操作技术。最具代表性的是变量控制农药喷洒机械和施肥机械。需要获得田块内的空间分布信息。农业机械的可变量操作功能及产量或成本等方面的信息，并分别在不同的地点必须对作业的内容切实进行判断。基于此时实时实地所获得的田间信息的变量控制操作技术即可实现传感信息库精确农业。
2. 3 决策支持系统
决策的内容是从实时判断可变量控制操作技术水平开始，涉及到田间、种植种类或作业程序、管理方法的选择等时间、空间的各个方面。在收集和判断如此大量的有关数据、信息时，需要建立起一个以计算方法或软件为基础的必要方案的信息技术体系。但最终的决策方案的提出在于农业生产者本身，并非计算机完全可以自动地向人们提出最佳的答案。
3、技术开发路线
精确农业的实施是从准确地记录变异开始的。变异包括空间变异、时间变异、预测变异。变异的记录内容又包括田间产量、土壤、病虫害、环境污染以及作物的长势、管理上的变异。变异所分析的内容包括空间、时间、预测以及图谱分析。其次是农业机械化技术的开发，其内容包括机械的高速定位控制、可变量控制操作结构、田间农作业监控以及信息终端。最后是决策支持，其内容包括产量监测，土壤肥力监测，环境污染监测，成本、风险管理及最佳的计算方法。以上三者有机的结合可构建起传感信息的基础设备。如果搞清楚以上各种变异，相应的变量控制操作技术即可确立。为了选择出最佳的变量控制操作技术，还必须要开发出农作物栽培模型、环境保护模型等决策支持系统。在以上技术开发的三个阶段中，最具有特别作用的是从田间获得准确信息的传感技术的开发。
4、精确农业的技术水平开发与现行农业基本法之间的关系
从以下农业生产经历的三个阶段可看出上述之间的关系。第一阶段为传统的农业阶段，它具有以农业机械化、自动化节省劳力为基础的多肥高产特征。但是存在着农业环境污染、食品安全及老龄化、劳动力严重不足等问题。第二阶段为农业生产中引进了信息技术、创新传感技术，推动着农业生产进入到可自如操作市场信息、农作业记录及产量等信息的信息化农业时代。总之，田间的耕种履历、土壤现状图谱具备的话，所谓的信息田块也就诞生了，可以有选择性的提出若干管理方案。最具有代表性的是在过去大量投入、追求高产方案的基础上，希望能把损失和风险降低至最小的一种方案。其次是不增加投入，同样可提高产量，或者减少投入，亦可保持目前产量的一种方案。后一种方案正是实施精确农业所需要解决的问题。第三阶段是前面所提到的三个关键技术具备的话，针对田块内的变异，不同区域田块间的灵活性的田间管理方案即可确立，再加之农业生产者的经验和智慧的发挥，从田间生产到农产品的流通整个全过程就可以详细地记录下来，再在农产品上贴上质量安全的标签，放心的农产品就可与消费者见面。此时，以上三种方案就完全可以确立。需要说明的是，方案一虽然是实施的传统的大量投入，追求稳产高产战略，但造成的农业环境污染问题仍然存在，需要摆在重要位置来加以解决。方案二是减少了投入，减轻了对环境污染的负担，但要十分重视生产效益的提高。方案三是追求投入与产量的最佳平衡，通过农业生产活动可使环境得到恢复和保护。
5、实施精确农业对传统农业的影响
构成目前传统农业的5 大要素是农作物、田块、技术、区域体系以及农业生产者的动机。在实际的农业生产经营过程当中，这5种要素要很好的得到统一，否则其中的一项要素如果发生变更，其余的4项都要跟着变，因此，存在着5种关系需要再次统一的必要。精确农业所需三个关键技术的引进，迫使目前农业的5 大要素发生如下变化。一是田间图谱管理带动农作物、田间的信息化。二是可变量操作技术要与区域体系的环境标准及市场需求等相适应，同时技术体系也要适合于田间及作物的状态。三是决策支持系统既要考虑到与农业生产者的愿望相关的决策，又要使复杂的体系在技术上最佳化。即谁能提出决策，谁就是现代农业管理的能手。因此，精确农业的引进，不仅仅是在于个别技术的推广应用，可促使目前农业种植方法进行全面调整，对推动整个农业结构发生大的变革蕴藏着很大的潜力。
6、精确农业实施的局限性
精确农业技术体系是以数百公顷规模大小的田块为对象，记录以米为单元的变异进行管理而不断建立起来的。欧美的农业为大规模经营，咋一看似乎全都是旱地，所种植的作物大都属于单季作物，可以说是以田块内的变异为对象进行管理的。
用同样的眼光去看日本的农村，其中有水稻、蔬菜、农村居民住宅，属于土地利用多样性的一种综合性管理。可以说是以田块间的区域性变异为对象的管理。还有大多数农户所拥有的土地有限和耕作方式的不同，导致各农户间的经营形式、规模或每户农户的想法都不一样，不仅存在着小规模田块内的变异，也存在着田块间的变异和农户间的变异等。鉴于这种情况下，如果走联合经营的路子的话，那么，精确农业的技术体系就可原封不动地搬用。此时所获得的各类信息就是小规模田间内的最佳管理，同时也是最合适的区域管理。另外，还可促进农户群和区域居民间的很好合作。因此，日本的精确农业与欧美的不同，经营管理应该属于层次上的差异，决策的主体应该说是以农户为主的群众团体，并非是个人行为。总之，精确农业技术体系的建立应该从最主要的变异，最可能解决的方面入手。
日本引进精确农业技术经历的5 个阶段:日本致力于精确农业技术的引进是从1996年开始的，正式启动开展研究是1998年，为起步阶段，由政府投资约12亿日元，设立课题约70多个，作为国家的一项攻关项目，委托日本农林水产省下属的8个研究机构和有关的8个大学，以水稻、旱作、牧草为对象，有组织地开展精确农业田间管理等技术方面的开发研究。
第二步是由企业投资技术开发直至应用阶段。第三阶段是利用经营农户的田块通过技术试验验证阶段。第四阶段是在示范农场的试验验证阶段，并提出考虑过效益在内的农业经营示范方案。第五阶段是在先进的集体经营农场大面积推广应用。
另外，日本政府把精确农业技术作为激活区域经济的支柱之一引入农村，积极推进农业信息产业化发展。
7、实时近地光传感技术的开发
为了快速绘制出土壤养分图谱，已开展了可见光及近红外线光实时实地近地光传感技术的开发。通过对土壤反射光谱的分析，可推断出土壤中的水分含量、有机质含量、硝态氮、电解质及pH值。光传感观测深度为15～40cm，观测速度为最大1秒，观测间隔为1m左右。上述光传感技术设备是装配在农用机械上的，通过机械作业可实时实地获得土壤中有机质含量和硝态氮的空间分布情况，然后将绘制出的土壤养分图和产量图组配，再结合田块的特性，就可得出最合适的管理技术方案。
