基于WebGIS的杂交棉生产管理专家决策系统构建

基于WebGIS的杂交棉生产管理专家决策系统是针对新疆杂交棉规模化生产管理的需要,综合土壤、品种、气象与专家决策模型,集成ComGIS、数据库、ASP.NET等技术建立的系统。采用B/S(浏览器/服务器)模式,可在网络平台对空间数据进行发布和共享,实现了杂交棉生产管理专家决策模型网络化运行,提高了用户对杂交棉的生产、决策与管理水平。     

精确农业导论

不管农田固有的空间差异,采用单一方法进行管理,是当前普遍采用的一种传统管理方式。由于农业机械化的需要,地块越来越大,这就使这种管理方式的弊端日趋严重。精确农业（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆａｒｍｉｎｇ）是在信息技术支撑下的一种新型管理方式,它可以使经营者更深刻地理解和精确地控制农场的生产状况。精确农业的核心是对变化因素进行管理。最明显的变化因素有三个：空间（ｓｐａｔｉａｌ）、时间（ｔｅｍｐｏｒａｌ）和预     

A Methodology for Precision Nitrogen Fertilization in High-Input Farming Systems

Nitrogen (N) emissions to ground and surface waters have become a major concern in many regions. In reaction, policy makers are tightening environmental constraints on agriculture, resulting in a call for more efficient management systems. This study presents a methodology for precision N fertilization in high-input farming systems applying split fertilizer strategies. Essentially, the method uses a mechanistic simulation model to quantify (i) soil mineral-N levels and (ii) N uptake rates on a real-time basis. Early warning signals are generated once N concentrations drop below a critical threshold level, indicating that additional fertilizer should be applied. Thresholds are not static, but defined in relation to actual uptake rates. Spatial variation is incorporated through the concept of management units: i.e., stable units with relatively homogeneous characteristics in terms of water regimes and nutrient dynamics. Separate simulations are conducted for each management unit, based on selected representative soil profiles. The proposed methodology was tested in a winter wheat (Triticum aestivum L.) field during the 1998 growing season. Six experimental strips were delineated receiving either precise or traditional fertilization. Precision fertilization proved efficient in reducing fertilizer inputs (–23%), while slightly improving grain yields (+3%) and hectoliter weights (+4%). Results clearly illustrate the significance of precision management in the process of increasing fertilizer use efficiency.     

Interdisciplinary Irrigated Precision Farming Research

The USDA-Agricultural Research Service and Colorado State University are conducting an interdisciplinary study that focuses on developing a clearer scientific understanding of the causes of yield variability. Two years of data have been collected from two commercial center pivot irrigated fields (72 and 52 ha). Cooperating farmers manage all farming operations for crop production and provide yield maps of the maize grown on the fields. The farmers apply sufficient inputs to minimize risk of yield loss. The important variables for crop production have been sampled at a grid spacing of 76 m for two seasons. A spatial auto-regressive model was fitted to the data to determine the critical factors affecting yield variability. Thirty one layers of data were included in the analysis, and a total of over 140,000 models were examined. Up to five predictors were used in each model. Variability in water application, nitrate nitrogen, organic matter, phosphorus, topology, percent silt and soil electrical conductivity were significant in explaining the yield variability for Field 1. Variability in water application, ammonium, nematodes, percent clay, insects, potassium, soil electrical conductivity, and topology were significant in explaining the yield variability for Field 2. The tentative conclusion is that the potential economic benefit of site specific management is small where the farmer's management tolerance for risk is low. The potential of site specific management is in reducing the cost of inputs and environmental impact, but could increase risk.     

作物信息技术及其在棉花生产中的应用与展望

阐述了作物信息技术的内涵以及作物生长模拟模型、农业专家系统和作物生产决策系统的应用及发展概况 ,并阐述了作物信息技术在棉花生产中的应用状况和发展前景。     

关于优化棉田农作制度的思考

根据长江中下游棉区优越的自然资源气候特点和丰富的农作物品种资源,建议优化棉田农作制度,改进耕作栽培技术,并从合理复种布局、选择适宜作物品种、育苗移栽、科学施肥与化控、控制间套作物密度、优化病虫防治方式等方面提出了发展对策。因地制宜的发展棉田棉、粮、菜间作套种复种技术,能提高土地利用率和资源产出率,达到间套作物平衡增产,从而提高棉田整体经济效益,实现棉农增收的目的。     

基于GIS技术的新疆棉花施肥专家系统

对集成地理信息系统(GIS)技术应用于新疆棉花施肥专家系统(ES)进行了研究和探讨,通过Internet访问该专家系统界面,用户可以得到农田地块的地理信息,进行棉田施肥推荐;同时可进行农田肥力的综合查询和专题图制作。该专家系统的建立不仅推进了新疆地区平衡施肥信息化的进程,也为精准农业的实践提供决策支持。     

基于物联网的精准农业果蔬种植预警系统

依托专家系统,构建了基于遗传算法优化神经网络的病害诊断预警平台、生产管理预警平台和物流运输预警平台,合理布置传感器,同时应用了RFID、3G、Zig Bee、GPRS等物联网技术。该系统用于涮涮辣示范生产,在生产与运输过程中,起到了对环境参数超出适宜值范围进行预警,并能精细调控肥水、温湿度、农药等的作用,以降低生产成本,大范围应用能产生更好的经济效益。     

A Review of Combine Sensors for Precision Farming

To maximize economic return from agricultural production units, costs have to be minimized and benefits maximized. For grain, kernel yield and quality have to be maximized while the use of seeds, fertilizer, herbicides and fungicides have to be optimized.The best location to evaluate productivity levels, by measuring yield and quality of grain and straw, is the combine harvester. Moreover, other grain quality characteristics like density or test weight can be determined for use as an evaluation tool. In this paper, an overview is given of the past and current research toward the evaluation of currently available commercial sensors (e.g., for measuring grain yield and grain moisture content) as well as toward the development of new sensors (e.g., grain protein content and straw yield).     

基于GIS的中国县域棉花生产空间分布与变异研究

 利用地理信息系统软件对 1990和 1999年中国县域棉花生产状况及 2年间的差异进行处理 ,建立基于GIS的棉花生产空间信息系统 ,分析棉花生产的空间分布差异并进行地图表达。结果表明 ,1990年中国棉花生产以山东西北部和西南部为中心 ,黄淮海地区、江苏沿海、南襄盆地和江汉平原是重要的产棉区 ;1999年中国棉花生产重心已转移到新疆 ,东部地区的河南及其南部相临地区仍是重要产区。 1999年与 1990年棉花生产相比 ,变异最大的是新疆棉花生产的崛起和山东、河北棉花生产的萎缩。随着市场经济的发展 ,棉花生产空间分布还会出现调整以适应需要。     

作物生长模拟模型研究和应用综述

通过对国内外作物模拟模型研究阶段的分析,指出作物模拟模型研究的发展趋势和应用问题,作物模拟模型与专家系统ES,决策支持系统DSS,天气发生器GS,3S技术等耦合在信息农业中发挥重要作用。     

基于Agent的虾类养殖过程的建模与仿真研究

 虾类养殖过程受水质、饲料投放量等因素的影响,是一个典型的复杂生态自适应系统。依据虾类生态结构及行为特征,将影响虾类生态的主要对象（因素）分别设计为Agent模型,建立各类Agent的结构、功能、通信方式和行为规则;按照各类Agent的相互影响关系构成虾类养殖的多Agent系统（multi agent system,MAS）;设定相应的参数,以时间推进为演化动力对该系统进行演化仿真。通过对系统的演化仿真,得出了虾群在人工养殖条件下相关指标的变化规律,为优化养殖过程提供参考。研究结果表明,通过多Agent系统（MAS）来研究人工养殖过程是可行的,为人工养殖系统的研究提供非常有益的借鉴。     

新疆棉花病虫害管理专家系统

本研究依据新疆棉花生育进程和棉区病虫害发生规律，在收集棉花病虫害诊治知识和专家经验的基础上，利用ＫＡ３专家系统开发工具，建立了基于规则的棉花病虫害管理专家系统雏形。     

基于ADAMS的型孔式棉花精量排种器仿真平台开发及试验

应用虚拟样机技术软件ADAMS,结合其二次开发功能,研发型孔式棉花精量排种器仿真平台.以新陆早23号棉种为例,应用该系统虚拟定量地研究型孔式棉花精量排种器的排种过程,以揭示种子与排种器系统之间的作用机理.虚拟试验结论与经验值台架试验结果的匹配验证了仿真系统的相对正确性.该系统的开发对于机械式排种器的改进和创新有重要的意义.     

人工智能技术在精准林业中的运用与发展

本文对国内精准林业领域的发展现状与存在的问题进行了详细分析,从宏观和微观上阐述了采用人工智能的解决方案。在此基础上,笔者提出了以人工智能为主导技术的林业专家系统和预测支持系统的模型,并对人工智能技术在精准林业中的发展阐述了作者的观点。西北林学院学报21卷第1期刘合翔等人工智能技术在精准林业中的运用与发展     

稻鸭共作绿色稻米生产技术的研究

通过试验研究稻鸭共作栽培,可以改善稻米品质,生产出安全优质的绿色稻米,并提出稻鸭共作生产绿色稻米的技术要点。     

小麦管理智能决策系统的设计与实现

运用知识工程和信息技术原理,将小麦生长模型与专家系统相结合,建立一个基于生长模型的小麦管理智能决策系统（ＩＤＳＷＭ）。系统应用元级控制、模式匹配等策略,采用产生式规则表达专家知识,逆向推量机制进行推理。建立了知识库（ＫＢ）、模型库（ＭＢ）、数据库（ＤＢ）、推理机（ＩＥ）和人机界面。系统以Ｗｉｎｄｏｗｓ为应用平台,综合运用推理、预测、解释等机制帮助用户设计栽培管理方案,解答栽培技术问题,以及动态调控     

基于GIS的大豆生产技术专家系统研究

重点阐述了基于GIS的大豆生产技术专家系统总体结构、主要功能和实现技术。GIS大豆生产技术专家系统是农业专家系统的一个新的研究和应用领域,把人工智能技术和地理信息系统有机地集合起来,在GIS和ES集合方面做了一定研究。系统采用B/S三层结构,利用GIS和ES的动态链结集成技术和智能推理技术,融合大豆农业专家知识,建立了基于GIS的大豆生产技术专家系统。     

水稻测土施肥专家系统的研究与开发

全面阐述了水稻测土施肥专家系统的研发过程：首先对施肥专家知识作了详细的分析,将其划分成不同的知识单元,并以子数据库的形式存放在知识库中;然后按照问题求解的步骤,描绘了“施肥量求解推理网络图”,以此图为主线,说明系统的工作过程;最后对系统的研发作了总结与展望。     

新疆棉花生产区域评估系统研究

 棉花生产区域模拟评估系统由数据库、模拟模型、空间分析与表达等部分组成 ,以棉花生长模拟模型为核心。模拟模型为光能利用模型 ,考虑光合生产、干物质分配、叶面积动态、产量形成等 ,并考虑天气、土壤、品种、管理措施的影响。模型模拟的干物质生长动态、叶面积动态与实际较接近 ,模拟莎车田间试验皮棉产量的平均拟合指数为 0 .93。模拟 1991～ 1996年区域代表地点的皮棉单产和区域平均单产的偏斜率分别为 - 0 .3%和- 2 .4 % ,说明模型可在气候变异对新疆棉花生产影响的评估中应用