基于多种土壤养分的精准管理分区方法研究

根据土壤养分的空间变异性和空间自相关性进行管理分区的划分是精准农业实施变量施肥管理的重要环节。本研究首先分析了3种主要土壤养分的空间变异特征和空间自相关性,碱解氮、有效磷、速效钾在空间上均达到了中等强度的变异,但仅有碱解氮和有效磷具有中等强度的空间自相关性,而速效钾在本研究采样尺度下则表现为纯块金效应,不具有空间自相关性;与各向同性相比,碱解氮在各向异性条件下克里金插值精度提高了42.8%。以空间上既存在变异又具有空间相关性的有效磷、碱解氮两种土壤养分为数据源,利用模糊K-均值聚类算法将整个地块划分为不同的管理分区,并引入模糊效果指数(PFI)和标准化分类熵(MPE)两个指标确定适宜的分区数为4个。最后,为了评价分区结果的合理性,对各管理分区进行了统计,并用LSD法进行了各分区间差异显著性检验。结果表明:各管理分区内的碱解氮的变异系数由整个地块的13.2%减小到3.0%~5.3%,趋于同质性;有效磷的变异系数由整个地块的44.3%减小到10.1%~17.2%,也得到了大幅度的减少;而且不同分区之间各养分均达到了显著差异。     

基于GSM和GIS的土壤水分信息远程采集与决策系统

定点观测是野外信息获取的一种重要方式，以田间土壤水分固定观测点信息的远程采集为例，介绍了一种通过GSM公共网实现消息传递控制田间土壤水分传感器，实现远程的田间土壤水分信息采集，并通过以GIS为平台的信息服务中心实现信息采集与灌溉决策无缝集成的系统；最后探讨了利用GIS进行土壤特性分区，并以分区为基础实现土壤水分固定信息采集点布局设计的方法。     

面向精准农业的农田地块更新地理信息系统

农田地块是农田地理要素的典型要素。为此,分析了农田地块变更的数据源及其更新形式,并提出了农田地块更新模型,以便满足不同数据源的地块更新实现的需要,最后依据农田地块更新模型设计了面向精准农业应用的农田地块更新地理信息系统的体系结构、数据库结构及其功能结构。