基于生长模型与Web应用的小麦管理决策支持系统

基于生长模型的作物管理决策支持系统(DSS),是在作物生长模型的基础上,增加数据库管理系统和策略评估系统,通过有目的的模拟试验与分析评价来辅助用户进行管理决策。将Web技术应用于DSS是当前农业决策支持系统发展的主要方向。该研究在已有单机版基于生长模型的小麦管理决策支持系统的基础上,采用“Web浏览器/Web服务器/应用程序服务器/数据库服务器”四层结构设计,应用面向对象的程序设计、COM+构件化技术与WEB应用程序扩展技术,构建了一个具有较强兼容性、层次性和安全性的网络化小麦生长模拟与管理决策支持系统(GMDSSWM^W),具有系统管理、数据管理、动态模拟、方案评估、因苗预测、时空分析与系统帮助7项功能。系统的测试应用结果表明,GMDSSWM^W系统具备较强的远程预测功能、决策支持功能与动态调控功能,从而为构建网络化数字麦作系统及其它作物基于Web应用的管理决策支持系统奠定了基础。     

基于面向服务架构和WebGIS的小麦生产管理支持系统

作物模型与GIS集成中存在着功能重复开发、模型共享困难以及地理信息处理功能的在线能力有限等问题。该文以面向服务架构(service-oriented architecture,SOA)为基础,设计了作物模型区域应用Web服务组合框架。以ArcGIS Service和Model Builder为开发平台,给出了模型计算、动态专题图和空间插值Web服务的开发流程、接口设计和实现方法。结合富客户端技术研制了基于SOA和WebGIS的小麦生产管理支持系统原型(wheat production management support system based on SOA and WebGIS,WPMSS-GISOA),实现了地图数据的上传发布、气象和土壤数据查询、栽培方案设计、空间插值分析等功能。功能测试表明作物模型区域应用的Web服务组合框架可行,为模型与地理信息系统的在线无缝集成提供了可参考方案。     

我国水土保持专家系统的研究现状和发展趋势

对目前我国水土保持专家系统的研究和应用现状作了较为详细的综述 ,指出当前研究中存在的一些问题 ,并在分析了专家系统与地理信息系统、决策支持系统等现代科学技术之间关系的基础上 ,指出以智能专家系统技术为核心 ,由地理信息系统技术、决策支持系统、数据库技术和其它技术等组成的技术体系是未来我国水土保持专家系统的发展方向。     

基于变量灌溉数学模型的决策支持系统研究

依据农田内土壤含水率的差异性,有针对性地进行变量灌溉,既可节约用水又可提高经济效益。该变量灌溉决策支持系统依靠地理信息系统由不同采样点实际测量土壤含水率,利用土壤水分预报数学模型,预测田块实时的土壤含水率,通过与作物的轻旱指标、重旱指标比较可决定是否灌溉。灌溉量可以根据耗水-产量模型,通过经济效益分析来决定,进而通过决策支持系统生成冬小麦的灌溉处方图和系统聚类分析图,为变量灌溉提供指导。     

基于组件式GIS技术的水稻生产管理信息系统开发研究

该文阐述了组件地理信息系统的基本概念和技术基础，介绍了利用组件式GIS技术，在VB环境下嵌入MapObjects组件，开发实现对与水稻生产密切相关的气候、土壤、水资源、农业经济和基础地理等信息进行综合管理，实现通用的GIS功能和专业应用分析功能，并探讨了GIS技术在农业生产管理中的应用。     

基于Web的自动灌溉控制系统数据实时推送设计与开发

基于Web的自动灌溉控制系统是当前农业节水信息技术发展的主流趋势,为了提供定制灌溉控制方案和精准的用水计量,系统需要较高的数据传输实时性能,而基于Web的应用程序在实时性上表现较差,难以满足应用需求。针对这一问题,该文首先分析了基于Web的自动灌溉控制系统的结构和数据传输实时性瓶颈,提出了通过数据推送模式提高实时性的方案,并对数据层与逻辑层、逻辑层与表现层之间的具体数据推送模式进行了设计。通过编程开发完成基于Web的灌溉控制系统的构建,实现了数据实时推送的机制,并对系统数据采集和控制指令发送过程的实时性进行测试。结果表明:数据采集平均延时为1 676 ms,控制数据从发送到结果返回的平均延时为3 378 ms,基本能够满足其设备控制和灌溉决策的需要;软件系统内采集和控制过程的数据库至客户端数据传输的平均延时分别为124和118 ms,消除了数据拉取模式中的延时因素,对提高系统实时性起到了重要作用。该研究为基于Web的实时监测与控制系统的开发提供了方法参考。     

基于Web服务的农产品企业管理平台研究与设计

在了解农产品企业使用管理软件的过程中出现的各种问题和Web Service关键技术与特点的基础上,阐述了如何应用Web Service技术来设计农产品企业管理平台,给出了系统框架,实现了在不同的客户端对Web服务的调用,实现异构系统简单信息集成共享,并结合开发实例进行了论述。     

多级灌溉渠系配水优化编组模型与算法研究

合理安排各级渠道的配水时间和流量,实现灌溉渠系大流量短历时输配水,减小整个渠系的渗水损失,是目前灌区管理中亟需解决的技术问题.该文基于大系统分解协调的思想,以陕西省冯家山灌区为例,建立了一种解决多级渠系配水优化编组问题的分解协调模型.针对模型中存在多约束条件和大搜索空间问题,设计了基于自适应遗传算法模型求解方法,并比较分析了用该文方法与传统方法确定的配水编组方案性能,结果表明该文确定的算法能实现多约束条件下模型的稳定快速求解,确定的优化配水方案下级渠道配水过程搭配合理,上级渠道配水流量较为均匀且总输水损失小等优点,能解决多级渠系配水优化编组问题,可满足灌区管理需要.     

基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统

利用信息技术实现柑橘精准生产管理是果树信息化管理的重点和难点。该文针对山地果园肥水信息化精准管理问题,研发了基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统。柑橘肥水语义本体是决策支持系统的核心,它以资源描述框架三元组整合涉农信息。系统实现了施肥、生理病害防治和排灌监测3个功能。系统验证结果表明:1)施肥查询模块能够根据树龄、施肥时期、土壤质地、地形和产量5个因素计算氮、磷、钾施肥量,经216组数据验证其输出正确率100%;2)经100组涵盖12种营养素缺乏和过剩生理病害数据验证,病症查询模块能够根据输入病症正确判断生理病害;3)排灌检测模块能根据不同土壤质地对排灌实时监测,经小型气象站获取的土壤含水率数据验证,系统正确预警率达100%。经361组性能测试数据结果表明系统平均响应时间在0.23 s(浏览器端应用)和0.58 s(手机端应用)内,具备较优性能。该研究为农业领域知识建模和异构多源数据整合等问题提供了可行方案。     

小尺度地区植被管理系统的构建——以东莞林科园为例

介绍了组件式GIS技术,在VB环境下嵌入MapObjects组件,开发植被信息管理系统,实现对与植被相关的土壤、水资源和基础地理等信息进行综合管理,实现通用的GIS功能,极大地提高小尺度地区植被管理的效率。     

基于开源Web-GIS的县域土壤信息系统设计

土壤学研究和社会生产实践所积累的大量土壤数据,是生产实践和科学研究的宝贵基础性资料,迫切需要依靠信息技术加强土壤信息的管理和应用。但县域尺度土壤信息系统的构建面临着成本高企、维护困难和性能瓶颈等诸多问题。针对以上问题,该文应用低成本的开源Web GIS平台MapGuide Open Source,以吉林省梨树县为研究区,基于第二次土壤普查数据库和《梨树土壤志》等数据,在Visual Studio.Net环境下设计开发了县域土壤信息系统。该系统设计为一个3层架构的Server/Brower开放应用系统,可通过Internet浏览器访问,增强了土壤信息的共享性;系统浏览器端采用了Fusion灵活网页布局方案,具有良好的灵活性、扩展性和响应速度;系统实现了地图导航、地图服务、要素服务和专题图功能,为县域土壤资源和其他相关地学背景资料的查询和展示提供了方便;系统建立了与Google WMS的动态联系,方便切换底图,扩展了系统的可视化效果。系统后台管理集中在一个管理客户端,使得后期系统维护和升级较为便利。运行结果表明,该系统在开发维护成本和性能上达到了一个较好的均衡,为后续应用系统的进一步扩展奠定了基础。     

基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型及其验证

水资源是一种战略性资源，对于区域的生态环境安全和可持续发展具有重要意义。运用GIS二次开发技术，建立了区域水资源管理信息系统。系统包括数据管理子系统、模型库子系统和水资源管理子系统。基于人工神经网络的区域水资源压力评价模型被集成在模型库子系统中，该模型通过水资源压力指数来定量地反映区域水资源状况与区域人口、经济、环境之间的关系是否协调。分别以整个陕西省和陕西省各地市的水资源压力评价为例，对该系统模型进行了验证。结果表明，基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型具有理论上的可行性和现实意义。最后探讨了基于GIS和人工神经网络的区域水资源压力评价模型的应用前景。     

基于Web GIS农业土地资源信息系统设计

在网络环境下,应用Visual Studio．NET2003开发平台和MapXtreme 2004集成开发环境,结合沈阳市东陵区农业土地资源详细数据资料以及土地管理部门的需求,设计了基于WebGIS的农业土地资源管理信息系统。该系统可实现对区域性土地资源信息的科学高效管理,方便快捷地获取土地资源的时空分布特征信息,为相关部门在土地资源管理方面提供科学依据,对实现数字化农业以及农业可持续发展具有重要的现实意义。     

林业决策支持系统(DSS)应用综述

随着生态学的发展以及环境和资源问题的日益突出,林业管理已经从单目标(如木材生产、生态防护、生物多样性保护等)传统林业管理发展到强调生物多样性保护和生态-经济-社会综合功能的多目标可持续林业管理。由于森林系统的高度复杂性和多尺度性以及林业管理的多目标性,林业决策支持系统在帮助森林经营管理者确定经营目标、设计经营管理计划、评价气候变化和管理方案对森林生态系统影响方面具有难以替代的作用。森林动态模型和生境适应性模型是林业管理决策支持系统模型框架中的核心组分,通常结合在一起研究气候变化和林业管理方案对森林生态系统各种生态功能和服务价值,尤其是生物多样性的影响。本文在介绍生境适宜性模型和森林动态模型研究历史和现状的基础上,结合国内开发的两个林业决策支持系统和国外开发的一个决策支持系统,就决策支持系统的结构和研究现状进行综述,并对中国林业管理支持系统开发进行展望。     

华北地区水安全问题的研究与展望

This paper addresses the emergence of water security problems in North China with the aim of highlighting key water resources management and water security issues for the long-term development of North China. Three key problems related to water resources and security issues in North China in the 21st century are addressed, namely 1) the water cycle under environmental change, 2) agricultural water saving, and 3) water security. Development of international research related to these issues is also reviewed. The research plan developed recently by the Chinese Academy of Sciences (CAS) is discussed and suggestions on research and development of water resources science in North China are presented. Thanks to focus on experimental catchments and dedicated research stations, a detailed knowledge of the water cycle on North China farmland has been compiled. A range of techniques that include isotope tracers has been used to acquire hydrologic data. Much research has been devoted to developing distributed hydrological models at different scales. In the well irrigation district, five different water saving irrigation regimes have been investigated, and these regimes have had widespread application, and reduced water use 60-150 mm while they increased water use efficiency (WUE) by 20%-30%. Furthermore, preventing water pollution is the most essential step to ensure North China's water security.     

GIS在土壤侵蚀分析中的应用研究进展

 土壤侵蚀模型是水土保持规划中的重要方法,目前常用土壤侵蚀模型缺乏对空间数据的有效管理,因此使得它们在实际应用中存在因子获取和结果分析不便的缺陷。GIS对空间数据管理分析独有的优势使得GIS在土壤侵蚀中已经得到了广泛的应用,目前主要集中在土壤侵蚀模型因子获取、模型运算和结果可视化分析3个方面。土壤侵蚀评价信息系统就是三者应用的综合体现。     

集成GPS和GIS技术的变量灌溉控制系统(英)

结合中国现实国情，应用先进的单片机、GIS、GPS以及变量控制技术，设计了一种经济实用、先进的变量灌溉控制系统。系统设计采用AT89C51单片机作为系统微处理器， Jupiter GPS OEM二次开发作为GPS接收机，IC卡作为GIS数据传递媒体 ,并根据矢量法提出一种简单快速的田间定位和数据查询算法。灌溉机在田间工作时，系统可从GPS OEM得到位置信息，进行地块识别和位置判断;然后根据位置信息从IC卡的GIS信息中查询土壤属性数据或处方数据，结合机械行走速度、施水幅宽等进行运算，得出某一时刻的灌水量; 最后向控制器发出指令，实现变量节水灌溉。田间和实验室模拟试验结果表明，自行研制的低成本GPS OEM接收机，可获得与Ag GPS132相当的定位精度，控制系统能根据处方图的不同需水量, 通过电磁阀驱动电路得到变化的输出，实现自动变量施水,系统也能根据需水量进行手动灌溉。     

水安全与粮食安全

水安全是粮食安全的基础,实现农业水资源的高效利用是保障水安全和粮食安全的根本途径。本文阐述了水安全与粮食安全的概念;分析了全球及我国水安全与粮食安全现状和未来形势;辨析了粮食安全的水资源保障战略的构成要素及我国节水农业的发展重点;并就粮食生产的水资源高效利用、水资源高效配置与调控、农业水资源消耗的生态环境效应以及应对旱涝极端气候等进行了讨论,进而对主要科学问题进行了归纳,包括作物理想耗水与多过程协同调控机制、强人类活动下灌区多尺度水循环与伴生过程、粮食生产-水资源-生态过程的互馈机制以及农业旱涝致灾机理与预警机制。     

基于模型和GIS的数字棉作系统的设计与实现

为了进一步发展和完善棉花模型的综合模拟功能,提高其生产管理系统的机理性、数字化、可靠性和通用性水平,该研究运用软构件和参数化技术,决策支持与系统设计技术,结合GIS空间技术,充分发挥模拟模型的动态预测功能、GIS的空间信息管理功能、知识模型的管理决策功能,最终建立了基于数字模型和模拟分析的网络化数字棉作栽培管理决策系统,该系统以品种、气候、土壤、生产条件等数据作为基本输入,可为农业生产者、管理人员和科技人员等不同用户提供棉作区划、方案设计、模拟预测、实时调控、生产分析等棉花生产管理服务。系统的实现为棉花生产系统的数字化设计、精确化预测、动态化管理和网络化控制提供了支持。     

基于GIS的灌区水资源管理信息系统研发

针对灌区水利信息化建设的需要,在充分调研和系统分析的基础上,利用Visual Basic6.0与Spermap Objects集成进行GIS的二次开发,初步研发了宝鸡峡灌区水资源管理信息系统.系统采用模块化设计方式,很好地解决了空间与非空间数据的管理,并采用COM组件技术实现农业供需水预测及平衡分析模型与系统的集成.本研究为灌区水资源的管理利用提供了一套行之有效的管理系统,同时也为合理配水提供了依据.