基于组件式GIS的施肥专家决策支持系统开发和应用

通过田间试验建立基于土壤肥力的红壤旱地和水田的平衡施肥模型,利用组件式地理信息系统技术(Component Geographic Information System,ComGIS),在Visual Basic环境下嵌入MapObjects,结合数据库技术、专家系统技术,针对典型红壤丘陵区－江西余江县开发了县级尺度的施肥专家决策支持系统。在管理余江县基础地理、土壤、农业经济等信息的基础上,分析了江西余江县土壤养分的空间变异,通过离散化技术生成施肥单元,基于施肥单元进行了县域尺度水田和旱地作物的施肥指导。     

WebGIS支持下的黑土农田施肥决策支持系统--以黑龙江省双城市为例

以双城市农田耕层0-20 cm采样数据和土壤图、区划图、土地利用图为基础,通过地统计学和空间叠加分析方法,生成了施肥管理图.并以长期田间试验和施肥模型为依据,建立了推荐施肥指导数据库和专家系统.在ArcGIS Server平台上,利用JAVA Script编程语言开发了双城市施肥决策支持系统.该系统可以在全市范围内按照不同的地力和养分等级进行施肥指导.系统操作简便,可视化程度高,可以帮助农户获得合理的施肥建议,可为决策者对区域土壤养分动态变化的监测和管理提供数据支持,为促进农村信息化建设、提高土壤肥力质量和作物产量,保护生态环境提供了基于GIS的信息化管理平台.     

基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法

当前农民过量和不平衡施用化肥现象严重,导致肥料利用率降低,影响到农田的可持续利用。因此,发展适合我国农业生产特点的养分管理和施肥方法尤为重要。本文介绍了基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥新方法,该方法是以改进的SSNM （Site-specific Nutrient Management）和改进的QUEFTS （Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soils）模型为指导的养分管理和推荐施肥为原则,同时考虑大、中微量元素的全面平衡,并应用计算机软件技术把复杂和综合的养分管理原则智能化形成可为当地技术推广人员掌握的Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件。Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件在用户回答一些简单问题后就能给出基于作物栽培管理措施的推荐施肥套餐,包括作物种植密度、目标产量、推荐的养分用量及其可选用的物化的肥料用量,同时根据预知的作物生长季节推荐施肥的最佳时间和次数。通过跨区域田间多点验证试验证明,基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法是一种简单的易于掌握的作物增产增收、提高肥料利用率和保护环境的新方法。     

基于WebGIS的棉田土壤肥力信息管理及施肥决策系统

本文以新疆兵团农七师125团为例,针对土壤信息数据在农业生产中的重要作用,综合应用作物平衡施肥原理、数据库技术、WebGIS技术、Java技术及专家系统技术,依据区域土壤肥力、质地类型,不同棉花品种需肥特点等众多特点,以条田为操作单元,建立了集棉田土壤养分管理、专家施肥推荐、SQL信息查询以及远程土壤养分数据管理等功能于一体的新疆农七师125团棉田土壤养分信息管理与作物推荐施肥系统。     

测土配方施肥中信息技术的应用及发展

论述了我国信息技术在测土配方施肥中的应用及发展现状,并重点探讨了基于MAS的手机短信测土配方施肥专家系统的应用及发展前景。鉴于21世纪手机通信遍布全球的形势及其具有的方便性、灵活性和经济性,以手机短信为载体的施肥专家系统可在农业生产中起到至关重要的作用,应用前景广阔。     

村级农田施肥专家系统设计与应用

[目的]实现田块尺度的施肥决策和精准施肥,达到测土配方施肥成果数字化延伸。[方法]采用GIS组件ArcEngine,将GIS,RS,GPS和农业专家技术进行集成,以遥感影像为索引,建立基于农户田块为基本管理单元的触摸屏村级农田施肥专家系统。并以犍为县定文镇炮房村为案例区进行了实际应用。利用四川省2005—2009年"3414"试验数据,结合区域实际,构建了系统的主要粮油作物推荐施肥模型。[结果]该系统不但实现了田块尺度的施肥决策和养分管理,同时还具备农田基本信息、缺素诊断、病虫害防治、政策法规和安全常识等查询功能。[结论]该系统具有界面友好,操作简单明了的特点,并在村级田块尺度上实现了精确施肥。     

生态平衡施肥专家系统的建立及其应用 Ⅰ.专家系统设计

针对我国国情和平衡施肥技术应用现状 ,在阐明生态平衡施肥与平衡施肥主要异同点的基础上 ,以生态平衡施肥理论和技术体系为依据 ,建立了生态平衡施肥专家系统 ,并应用计算机高级编程语言和多媒体技术制作成软件和光盘。本系统在结构上全国通用 ,将全国划分为 12个一级施肥类型区 ,3 8个二级施肥类型区 ,每个施肥类型区参数系统不同。系统主要功能包括学习功能、施肥量预测功能、输入输出功能、统计功能、财务结算功能和数据更新功能等     

广西甘蔗施肥专家系统的验证与应用效果研究

在分析、整理国内外甘蔗施肥经验、研究成果的基础上,运用专家系统的理论方法,设计出甘蔗施肥专家系统,指导农民合理施肥,系统能在多个专家水平级上进行施肥决策。由于我国种蔗面积分布广阔,土壤、气候、品种及耕种水平等差异大,在甘蔗合理施肥方面存在严重不规范问题,甘蔗施肥成果难于应用于生产实际。该项研究在解决这些问题的技术方面有较大突破。     

基于3S的土壤肥料专家系统研究

随着计算机技术和3S(GIS、RS、GPS )技术在农业上的广泛应用,传统农业正向精细农业转化,农业专家系统应运而生。针对目前我国土壤养分管理和施肥技术的现状,本文从与土壤肥力、施肥、作物有关的因素着手,采用面向对象的编程语言(VB)、数据库(Access)和3S等技术手段,探讨土壤肥料专家系统的设计过程。这种专家系统不但能指导农民合理施肥,也能为决策者和肥料供销商提供决策服务,具有很好的实用性和推广价值,尤其在滨湖平原能收到良好的经济效益和社会效益。     

施肥方式对作物品质影响的研究近况

作物品质除了受品种、生态因素影响外,也受栽培技术的影响。在栽培技术中,施肥方式对不同作物、不同品质成分的作用不同。文章综述了近几年对施肥方式与小麦、水稻、烟、玉米、大麦品质关系的研究状况,供研究、推广时参考。     

棉花管理专家系统的设计

经过几年的努力,我们运用专家系统技术完成了一个用于棉花管理决策的系统DECOCA。本系统针对作物管理知识的特点,试用了具有一定特色的知识获取技术及定性推理控制策略。三年的应用表明,这些技术在实用,可靠性方面有可取之处。     

精确灌溉与施肥自动化管理系统的研制与实现

精准灌溉与施肥自动管理系统是利用人工智能技术，在收集气象资料和田间试验的基础上，依据农田水量平衡原理与作物目标产量及土壤养分状况、土壤类型、土壤墒情等资料信息，采用C语言编程而建立的。控制器以单片机为核心，高精度土壤水分探测仪、喷灌、施肥罐与控制器相连接，形成一个完整的土壤水分探头水分传感，控制器采集数据，通过人机对话与菜单选择相结合的方式，自动给出作物各生育期所需灌水量和施肥量，由控制器控制喷灌流量，自动完成灌溉施肥过程。系统可针对不同的作物、不同地域、不同时期的气候与作物生长状况，判断土壤储水量是否下降至作物灌水的下限指标，根据作物需肥量，精确确定灌溉和施肥量；系统在运行时，可以根据地块的宽度自动调节喷灌射程，还可根据地块面积划分为若干个小区，根据肥料的兼溶性，配制肥料，自动调节肥料的喷施浓度，喷施流量，实现自动精确灌溉施肥。系统可提供小麦、玉米、棉花等7种作物精准灌溉与施肥的决策实施方案，并具有良好的扩展性。     

Using expert knowledge data to validate crop models on local situation data

Cropping system models are widely used tools for simulating the growth and development of crops at field scale. However, it is often difficult to satisfy their detailed input and output data requirements for a proper evaluation of model. In this study, expert knowledge data were used as alternative source to fulfil these data requirements. The model was first calibrated for major crops of the studied area and then evaluated for the same crops by using expert knowledge data. Results showed that the model accurately simulated above-ground biomass and grain yield with a relative root mean square error (RRMSE) of 20% and 17%, respectively. On the other hand, simulated results were less satisfactory for N uptake and cumulated evapotranspiration with RRMSE of 27% and 31%, respectively. The model simulated cumulative variables more accurately than dynamic variables. The results of this study suggest that expert knowledge can be used to get data for intermediate variables rarely measured in experiments used for calibration (green leaf area index, actual evapotranspiration, rooting depth) in typical crop management conditions in the region. This approach enables a global and dynamic evaluation of cropping system models when experimental data is unavailable for large heterogeneous areas in a region.     

基于GIS的优质小麦变量施肥信息系统研究

变量施肥量的确定在优质小麦生产中起着重要的作用,依据麦田土壤养分的空间变异性与小麦的生长特性因地制宜确定施肥量能为小麦优质生产提供施肥决策支持。该文是在施肥推荐中利用Kriging插值方法对研究区土壤养分空间变异性进行研究,解决以往变量施肥系统对土壤养分的供应量存在疑惑的问题;综合考虑土壤类型、障碍层次等土壤基础信息,将“氮肥后移”技术写入曲劳与斯坦福公式中进行施肥推荐,以实现小麦的优质生产。详细阐述了土壤养分空间变异分析和变量施肥推荐两个关键技术。     

土地资源信息系统在小流域规划中的应用

利用现代技术手段, 建立一个适应小流域治理规划与管理需要的计算机服务系统, 能代替许多日常繁琐复杂的信息处理, 使规划更具科学性和规范性, 缩短规划制定周期, 及时满足水土保持工作的需要。以GIS工具软件包为核心、将地形图和相应的各种相关数据、文字资料输入计算机并作为基础数据, 并使这两大类数据建立起一个逻辑关系, 使社会、经济、自然、人为要素与空间坐标有机地结合起来。运用计算机高级语言对系统管理的数据进行线性与非线性、动态与静态、多目标规划设计方案等, 并与专家系统的综合分析评价相结余, 形成一个土地资源信息系统（HHRLIS）。     

2F-6-BP1型变量配肥施肥机的研制与试验

针对国内与大马力拖拉机配套应用施肥机型缺乏的问题,该文应用变量配肥施肥技术,设计了2F-6-BP1型变量配肥施肥机。施肥机通过GPS系统获取车辆在田间的位置信息,通过预先加载的施肥处方图,获取当前位置的目标施肥量,采用称重法反馈肥料流量信息,并按照当前车辆行进速度,实时调整施肥量,进行变量配肥施肥作业,达到精准施肥目的。对2F-6-BP1型变量施肥机系统设计、工作原理及试验情况进行了介绍。室内外试验结果表明,该变量配肥施肥机称重系统的最大称量误差为0.65%,施肥精度可达到95%以上,可实现精准施肥作业,具有良好的经济性和实用性。     

集成GPRS、GPS、ZigBee的土壤水分移动监测系统

为了实现土壤水分数据的实时采集、处理、可视化与上传,开发了移动式土壤水分监测系统。系统由集成ZigBee协调器、GPS模块、GPRS模块的PDA和基于ZigBee的土壤水分传感器移动节点组成。ZigBee模块主要用于PDA和移动传感器节点间的无线通信,使PDA能无线获取土壤水分传感器信息,并能控制传感器供电电源的通断。GPS模块用来实时获取传感器的位置信息,为绘制土壤水分时间和空间分布图以及为精细灌溉决策系统提供支持。GPRS模块用来将绑定的节点号、经纬度信息、土壤水分信息通过TCP/IP协议上传至互联网远程上位机,以实现土壤水分时空变异的远程监测。系统既能在PDA内存储信息又能上传互联网,具有良好的便携性和可视性。性能试验结果表明,系统可实时准确远程传输测量数据,内嵌软件根据测量结果绘制的土壤水分空间变异分布图可有效指导精细灌溉。     

基于神经网络的作物营养诊断专家系统

针对传统专家系统自学习能力差的缺点,设计了基于神经网络的作物营养诊断专家系统。收集了小麦缺素时的田间宏观表现、叶部、茎部、果实症状及引起缺素的原因,由专家进行诊断,将其在诊断过程中输入的可信度值和结论作为神经网络的输入神经元和输出神经元。在PC机上经过神经网络学习产生的学习结果存入永久性存储器中作为系统知识库的一部分,然后采用MCS-51C进行设计,在单片机上实现了整个系统的诊断功能。通过田间试验表明该系统充分模仿了专家现场诊断的功能,大大提高了诊断效率。