試析基于組件式gis的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥處方系統(tǒng)應(yīng)用研究

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1、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于組件式GIS的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥處方系統(tǒng)應(yīng)用研究姓名：侯順艷申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程指導(dǎo)教師：鄺樸生;王秀2003.6.1摘要變量施肥處方是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量投入技術(shù)的前提，是變量施肥機(jī)械在田間實(shí)施變量作業(yè)的依據(jù)。該文以國(guó)內(nèi)外已有的變量施肥理論為指導(dǎo)，以軟件工程和GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，研究開發(fā)基于組件式GIS的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥處方系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)在施肥處方指導(dǎo)下的田間變量作業(yè)。以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，利用“組件對(duì)象模型”基礎(chǔ)上OLE／ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)的空間插值軟件實(shí)現(xiàn)及與施肥

2、處方系統(tǒng)的無縫集成：應(yīng)用基于矢量網(wǎng)格的空間疊加分析方法解決柵格和常規(guī)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在處方生成中的局限，生成了基于土壤養(yǎng)分和目標(biāo)產(chǎn)量為主要因素的施肥處方；利用松散耦合技術(shù)將ComGIS與施肥專家系統(tǒng)進(jìn)行有效集成；充分考慮施肥機(jī)對(duì)施肥處方數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求。在WGS-84坐標(biāo)系下采用具有柵格單元的矢量施肥處方。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥處方系統(tǒng)采用組件式GIS軟件開發(fā)工具M(jìn)apObject2．0，并輔以可視化編程語言Visualc++和Windows98／NT平臺(tái)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下主要功能：應(yīng)用不同的插值方法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)狀信息向面狀信息的轉(zhuǎn)化，生成農(nóng)田土壤養(yǎng)

3、分空間分布圖；以土壤采樣測(cè)試分析數(shù)據(jù)作為土壤背景養(yǎng)分，并根據(jù)歷史產(chǎn)量及其他信息分析確定施肥所要達(dá)到的目標(biāo)產(chǎn)量，通過集成施肥模型和專家知識(shí)實(shí)現(xiàn)智能決策，生成田間定位施肥處方；然后用ATAFLASH卡導(dǎo)入到變量施肥機(jī)械控制計(jì)算機(jī)上，指導(dǎo)其田間變量作業(yè)。關(guān)鍵詞：組件式GIS；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：變量施肥處方獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果．據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外·論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果．也不包含為獲得主虱i墜趨延型基或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的

4、材料．與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意．學(xué)位論文作者簽名：坡10灸桫簽字日期：ⅪD3年5月廖日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解i§』墮墊型麥有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤．允許論文被查閱和借閱．本人授權(quán)函如趨鹽瘦可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文．(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名?！辦IIJk}b導(dǎo)師簽名簽字日期：如03年i月J孑

5、日學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向工作單位：通訊地址z廣雨竹逭簽字日期：。弓年‘月明日電話郵編塑!!查些查堂堡主蘭垡堡塞苧!墜．竺lL引言我國(guó)是人口眾多，資源相對(duì)缺乏的農(nóng)業(yè)大國(guó)【1】，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀是人均耕地?cái)?shù)量少，農(nóng)戶土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模小，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平低，化肥投入水平高n過去幾十年來t我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食產(chǎn)量取得了舉世矚目的成就。但同時(shí)也出現(xiàn)了一系列問題【2】．實(shí)踐證明，單純依靠開發(fā)有限的土地資源，大量增加物質(zhì)及化學(xué)產(chǎn)品投入，過度消耗土壤有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)養(yǎng)分來獲得經(jīng)濟(jì)高增長(zhǎng)的生產(chǎn)模式必將引起土地退化、生物多樣化損失、生態(tài)環(huán)境破壞等嚴(yán)重后果。變

6、革傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，通過高新技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展已成為了歷史的必然?！熬珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)”正是在這樣的時(shí)代背景下產(chǎn)生的13)。“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”(PrecisionAgriculture，又譯精細(xì)農(nóng)業(yè)，精確農(nóng)業(yè))源于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)作模式．是信息時(shí)代和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物．它的全部概念建筑在“空間差異”(Spatialvariability)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理上，核心是根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)販y(cè)定的作物實(shí)際需要進(jìn)行投入f．’5l。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)首先要定量認(rèn)識(shí)田問產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中土壤肥力、苗情長(zhǎng)勢(shì)等因素分布的時(shí)空差異性。然后研究這些差異之間的相互關(guān)系，最終根據(jù)

7、研究成果進(jìn)行定位管理，根據(jù)空間差異性的分布，因地制宣，按需要變量調(diào)整種子、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資的使用，從而達(dá)到減少投入、增加產(chǎn)量、提高農(nóng)資利用率、減少環(huán)境污染的目的嘎6．”。糖準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的早期研究與實(shí)踐在發(fā)達(dá)國(guó)家始于二十世紀(jì)八十年代初期，從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲害管理的農(nóng)學(xué)家在進(jìn)行作物栽培模擬模型、作物管理與植保專家系統(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中，揭示了農(nóng)田內(nèi)以若干平方米為單位的小區(qū)作物產(chǎn)量、生長(zhǎng)環(huán)境條件具有明顯的時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位，按需變量投入，成稱處方農(nóng)業(yè)而發(fā)展起來的p’R”J。經(jīng)過近幾年的發(fā)展。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體

8、系逐步得到完善，已經(jīng)成為主要發(fā)達(dá)國(guó)家面向2l世紀(jì)、合理利用農(nóng)業(yè)資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境后果、提高農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的前沿性研究領(lǐng)域?·”J．土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，肥料是作物的“糧食”，化肥的投入量和利用率是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之__U31。目前