基于数字高程模型和数学规划的土地平整工程设计优化

应用数字高程模型（DEM）与数学规划（MP）方法,研究土地平整工程设计中田块的划分、土方量计算和土方量调配的优化方法,为土地平整工程设计提供综合、系统和精确的方法,节约投资费用。该文以南京市江宁区湖熟镇土地平整项目工程为例,采用ArcGIS9.3软件建立大比例尺DEM,划分了土地平整区域和耕作田块,基于DEM计算了现状高程、土方量、土方运输重心,采用数学规划求解了设计高程和土方调配的最优方案。研究表明：该方法合理确定了田块的规模、定量计算了优化设计高程、总土方量比原设计方案减少了9.37%,且制作了最优土方调配路径图。     

用数字高程模型和遗传算法确定土地平整设计高程的初步研究

土地平整中设计高程的确定和土方量计算是土地整理项目规划设计的重要内容之一,对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义。该文以数字高程模型为基础,充分发挥遗传算法的全局优化能力,应用遗传算法来进行土地平整设计高程的确定和土方量计算;通过对水平的、有一定坡度的和调入一定土方量这三种平整情况的计算结果,证明该研究方法是有效和可行的。     

农田土地精细平整施工测量网格间距的适宜性分析

基于不同测量网格间距得到的典型田块地面相对高程试验资料,利用统计学方法对数据进行分析处理,通过测量人力投入、田块微地形表述程度和平地土方量估算精度的对比,探讨小田块土地精平作业中适宜采用的施工测量网格间距。结果表明：平地土方量估算精度和测量作业人力投入对确定适宜的施工测量网格间距至为关键,在适当保持土方量相对估值精度并有效减少测量人力投入前提下,建议在小田块土地精细平整作业中,使用10～15 m施工测量网格间距上得到的田面相对高程数据,设计土地精细平整工程方案,从而达到低投入高产出的预期平地效果。     

秸秆还田对西藏中部退化农田土壤的影响

就不同秸秆还田方式对西藏中部退化农田土壤的影响进行了研究,结果表明:秸秆还田对增加土壤有机质、全N、速效P、全K和速效K具有重要作用。秸秆还田后,能提高土壤综合肥力水平,且有翻埋>高茬>覆盖的趋势。根据当地的生态条件,要控制西藏中部农田土壤的退化趋势,促进已退化土壤生产力的恢复和持续提高,建议该地区采用高茬方式进行秸秆还田。     

GPS在农田土地平整地形测量中应用的初步研究

根据测量的田面高程数据和估算的平地土方量,对GPS测量技术的田间应用效果进行评价,利用统计方法对比分析定点GPS与水准仪测量的高程数据,初步探讨车载行进速度对GPS测量精度的影响,分析采用GPS技术替代人工水准仪测量方法的可行性。结果表明,基于定点GPS数据和水准仪测量结果绘制的田面微地形状况具有较好的相似性,两者间具有相同的测量精度。车载行进速度对GPS测量精度的影响是明显的,慢速下的GPS测量精度高于快速下的相应结果,低速且匀速的车辆行驶方式是确保该法测量精度的重要措施。在农田土地平整作业中,利用先进     

西藏中部农田土壤复退过程中的生物学特征

在西藏中部春播条件下,就不同培肥方式对土壤剖面微生物区系及其主要生理类群变化的影响,以及土壤微生物与土壤有机质、土壤养分的相互关系进行了研究。结果表明,细菌、放线菌、纤维素分解菌的土体差异较大,并主要集中于耕层;真菌、固氮菌的土体差异则极小。2～30,31～60cm土层土壤细菌在微生物区系构成中均占绝对优势,化肥对调控土壤细菌数量具有重要作用。不同培肥方式对2～30,31～60cm土层土壤真菌、固氮菌以及2～30cm土层土壤放线菌的繁殖普遍具有不同程度的抑制作用;2～30,31～60cm土层固氮菌与纤维素分解菌均呈负相关。土壤微生物与土壤有机质的相互促进作用较为明显,对提高土壤有效氮、有效磷亦具重要作用。     

基于空间聚类的平原旱作农区土地平整单元区划分方法

平整工程是土地整治项目的重要组成部分,其工程量和投资都占整个项目的很大比例,平整过程中通过合理规划土地平整单元区可以有效降低工程投资,并最大限度地满足农业生产需求。该文提出通过空间聚类划分平整单元区的方法,并基于工程量、平整度和单元区斑块规则度构建了用于确定最佳分区数及其平整单元区分布的目标函数。采用该方法对研究区进行平整单元区划分并计算相应评价参数,结果表明:随着分区数的增加工程量逐渐降低、分区间高程差升高,平整度下降、分区形状指数减小规则度升高,目标函数值随分区数增加呈现先降低后升高的趋势,根据目标函数的低谷可确定最优分区数目;相对于经验法,空间聚类法的工程量下降24%,高程极差下降11%,对于平整后项目区的平整工程量和平整度有较大地改善,但分区斑块形状指数增大11%,分区规则性降低,因此在实践中可将空间聚类法划分结果作为基础,再依靠专家经验对方案进行调整,以充分发挥2种方法各自的优势。     

不同管理措施对西藏河谷农田土壤微生物量碳的影响

土壤微生物量碳(MBC)是反映农田土壤质量的重要指标。本研究以西藏河谷农田生态系统为对象,在中国科学院拉萨农业生态试验站长期施肥样地和农田撂荒地通过随机混合采样获取土壤样品,实验室内以氯仿熏蒸法测定土壤微生物量碳,探讨了不同施肥方式、不同除草方式对西藏河谷农田土壤质量的影响。从3个不同生育期的平均结果来看,施加羊粪样地的土壤微生物量碳比空白样地提高了56.1%,单纯施用化肥样地的微生物量碳比空白样地降低了14.0%,表明有机肥的施用对于提高西藏农田土壤质量具有显著的促进作用,而单纯施用化肥则会导致土壤质量的下降。在农田撂荒地试验中,自然撂荒样地(不除草)的土壤微生物量碳大约为85.2 mg/kg,而经常除草样地的土壤微生物量碳比不除草样地降低约1/4,从而进一步说明有机质输入对于提高高原农田土壤质量具有重要的作用。     

西藏主要农区农田土壤肥力研究

西藏地质历史比较年轻,因而土壤的形成也较晚。由于喜马拉雅山造山运动和多次的冰期和间冰期的发生,青藏高原不断加速抬升,气候变干变冷。洪积物、坡积物、冰积物、湖积物和冰水沉积物在气候、生物、物理、化学和人类活动的作用下不断演变,在不同的地型部位形成多种类型的土壤,且具有鲜明的高原特色。耕地是土壤资源的精华,它是在自然土壤的基础上,经过长期的人类耕作、灌溉、施肥等措施逐步演化而成的,由于各地气候、成土母质、成土条件、耕作方式、栽培历史等的不同,耕地的类型、质量、肥力状况差异较大[1,2]。西藏全区共有耕地约32万hm2,…     

西藏主要农区农田土壤肥力状况研究

西藏由于其特殊的地理位置、气候类型和地质历史以及耕作习惯,使其具有特殊的土壤特征。在2002~2004年间,我们对西藏主要农业区的林芝、拉萨、日喀则、山南等4地(市)的农田土壤进行了采样分析,分析结果显示:4地(市)农田土壤酸碱性由弱酸性至弱碱性(pH6.5~9.0);养分的基本状况是有机质含量在5~50g/kg之间,变幅较大,N素少(全N0.2~2g/kg,速效N20~80mg/kg),P素缺(全P0.22~1.42g/kg,速效P1~133mg/kg),K素(全K1.9~12.2g/kg,速效K80~1290mg/kg)和微量元素比较丰富(Cu10~443mg/kg,Zn47~266mg/kg,Fe1880~7550mg/kg,Mo0.2~6.6mg/kg,Mn196~736mg/kg,B0.5~138mg/kg)。     

基于全球导航卫星系统的智能化精细平地系统优化与试验

农田土地精细平整是中国现代地面精细灌溉的重要基础,能提高农田灌溉均匀度,改良土壤水盐分布,控制杂草,达到节水增产的效果。应用GNSS(global navigation satellite system,全球导航卫星系统)技术进行土地精细平整具有不受天气影响、测量速度快、工作效率高等优点,具有广泛应用前景。该文结合中国土地平整的实际情况和前期的研究成果,开发了适合国内应用的GNSS控制平地系统,降低了研发的设备成本,优化完善了平地系统的功能。为减少分立设备数量,提高系统集成度,设计了集成控制终端,集成GNSS接收模块、差分电台模块、核心处理平台和阀控制模块,并设计了集成控制终端的外壳,通过可旋转调整支架固定在拖拉机驾驶室内,具有良好的防尘、降温和牢固等优点;为完善地形测量功能,增加了测量轨迹的实时显示,以及农田面积等地势信息的计算,便于指导后续平整作业;优化了基准设计,建立了坡面平整的数学模型,实现了任意坡度坡面平整。优化后的系统主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后最大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。     

Arcview在土地整理项目土方量计算中的运用

土方量计算是土地整理项目规划设计的重要内容之一，准确快速地计算土方量对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义。该文应用数字高程模型(DEM)原理，对Arcview软件应用于土地整理项目土方量计算进行了探讨，并以河北省南宫市清凉江项目为具体案例介绍了计算的详细步骤。计算结果仅比经专家论证后批复的项目设计土方量大3.45%，说明该方法计算土方量是可行的。     

土地整治项目提升耕地质量可实现潜力测算

耕地质量潜力测算是土地整治项目设计的基础工作,其测算方法有待进一步研究。该文依据农用地分等方法和数据,利用自然等指数、利用等指数,构建可实现潜力测算模型,测算出经土地整治后自然等、利用等别提升的可实现潜力。以中江县土地整治项目进行了实证研究,在利用预评价法对项目区分等因素可改变和消除的幅度进行了可行性分析的基础上,测算了项目区耕地质量可实现潜力。结果表明,整治后项目区自然及利用等指数均可有所提升,分等单元的省自然等、利用等指数提升区间为171.24～605.34、89.30～232.96,国家自然等、利用等指数提升区间为161.10～471.67、62.26～162.09。按照划分等别区间分值转换后,省自然等、省利用等、国家自然等、国家利用等分别平均提升0.66等、0.63等、0.84等、0.62等。该研究方法符合当地土地整治实际情况,提高了耕地质量潜力测算的应用性,可为土地整治项目设计编制和耕地质量建设提供参考。     

激光控制平地系统控制技术的研究与试验

该文基于模糊控制理论,研制开发了一套与中国常用中等功率拖拉机匹配、面向旱田土地精细平整作业、具有自主知识产权、价格低廉、性能优良的激光平地机的控制系统。试验结果表明：研制的液压控制装置具有良好的静动态特性,泵的卸荷压力为0.4 MPa,平地铲提升时的滞后时间为80 ms,下降时的滞后时间为44 ms,并且无静沉降;激光控制平地系统的平整精度可达到2.5 cm,作业效率0.81 hm²/h。     

中国耕地整治生态潜力测算方法

为合理测算耕地整治生态潜力,指导区域土地整治生态建设,该研究在耕地整治数量、质量潜力测算的基础上,采用生态系统服务价值增加值表征耕地整治生态潜力,提出了全国耕地生态潜力的测算方法,并以县为单位,对全国的耕地整治生态潜力进行了测算。结果表明,中国的耕地整治生态潜力巨大,生态服务价值总量达到6.14×1011元;潜力较高的县集中分布在黑龙江省、吉林省,其次是东部地区的河南省、安徽省、湖北省,西南地区的四川省、宁夏回族自治区大部分县的生态潜力也较高;潜力较低的县主要分布在西北地区、闽粤琼地区和青藏区。该研究探索了耕地整治生态潜力的新思路和方法,研究结果对掌握全国耕地整治潜力分布特点、指导区域土地整治生态建设、确定全国的土地整治与生态保护重点区等有很好的指导作用。     

喀斯特地貌区耕地地力评价与分级

为了解喀斯特地貌区耕地地力详情并掌握土壤肥力演变规律,该文以广西壮族自治区德保县为研究区域,借助GPS（global positioning system）、RS（remote sensing）技术,通过野外调查采样、实验室化验等方法获得耕地地力评价相关信息,包括N、P、K、有机质、pH值、成土母质、排灌能力、障碍因素、耕层厚度、质地等74项基本信息。以GIS（geographic information system）技术为核心基础支撑,综合运用模糊评价、专家意见法、层次分析等方法和模型对耕地地力进行自动化、定量化评价。结果表明：德保县1～6级的耕地面积分别占总耕地面积的8.80%、13.84%、20.29%、39.63%、16.83%、0.61%。在量化分级的基础之上,将此次评价数据与1980年进行的土壤第二次土壤普查数据进行深入比较,比较发现：德保县的耕地地力总体水平上升;有机质、有效磷的含量水平明显上升;同时pH值趋于中性;速效钾呈下降趋势。该结果为喀斯特地貌区的个性化施肥、土壤改良、农业生产决策、绿色农产品的生产等提供了基础信息和科学依据。     

基于生态重建的石漠化山区土地整理项目规划

实现石漠化山区土地持续利用最有效的方式即是通过生态重建,而土地整理正是改造土地利用的有效选择,通过把生态恢复措施融入土地整理规划设计中,能有效地实现土地整理和石漠化治理的双重目的.该文通过土地整理项目规划实例,规划方案以生态重建为核心内容,具体分析了不同地表形态与土地平整工程、岩溶环境与农田水利设计、植被恢复与农田林网建设以及生态系统保护与道路建设的规划设计方法;并对项目工程设计结果从农田建设和生态恢复两方面进行了跟踪监测,结果表明,基于生态重建前提下的石漠化山区土地整理项目规划,是改善石漠化山区生态环境和实现土地持续利用的有益探索.     

基于农用地分等修正的土地整治项目对耕地质量的影响评价

土地整治可提升耕地自然质量,改善耕地生产条件,研究土地整治项目对耕地质量的影响具有一定意义。该文以上高县2012年土地整治项目为例,在耕地质量等别年度更新的基础上,分析土地整治项目工程对耕地自然质量和生产条件的影响,通过判别耕地自然质量稳定因素和变化因素,增加土地利用修正因素构成评价体系,按农用地分等思路,从整治前后耕地质量等别的变化来研究土地整治项目对耕地质量的影响,并通过多元回归分析方法分析对耕地质量影响较显著的因素。研究结果为：整治后研究区自然质量等从9.06等提升至8.81等,利用等从6.03等提升至4.68等;土地整治项目对耕地质量变化影响较显著的因素主要有：有机质含量、土壤pH值、排水条件、灌溉保证率、田块规整度、路网密度。研究结果表明：耕地自然质量变化因素和土地利用修正因素的选取可准确反映土地整治项目工程特征,评价结果也符合耕地质量真实情况。该文的农用地分等修正方法对于整治后耕地质量评价是可行的,同时评价结果可作为土地整治绩效提供依据。     

耕地地力评价方法及模型分析

耕地地力的定量评价和分等定级是测土配方施肥的重要内容,也是实现农田地力定向培育和精准农作的基础。该文从地力评价指标筛选、评价单元划分与赋值、评价指标的权重确定等方面介绍了国内外耕地地力评价的主要流程和重要研究进展,对中国农业部推荐方法(特尔斐法-层次分析法)、神经网络法、支持向量机和决策树法等评价方法的原理及其优劣进行了较系统的述评。进一步地,还对该领域目前存在的指标体系通用性、评价结果可比性、数据缺失等问题及可能的解决方案作了探讨。在未来的耕地地力评价工作中,应将传统的层次分析法与近年兴起的分类与回归树等数据挖掘新技术相结合,建立起更为客观、全面的地力定量评价模型,为中国精准农业生产提供方法学参考。