矢栅一体化的作物品质监测与调优栽培系统集成研究

分析了当前矢量栅格数据一体化分析应用系统的集成方式，并根据基于遥感和地理信息系统的作物品质监测与调优栽培系统的需求，分析了矢栅一体化集成应用系统对GIS软件平台的要求；以上述分析为基础，以解决遥感、专业应用模型与地理信息系统之间的一体化集成分析为目标，研究了基于组件技术、空间数据技术和模型库管理系统技术的作物品质监测与调优栽培系统的开发与实现。     

基于RS和GIS的毛乌素沙地生物量估测

 选取毛乌素沙地东北部的伊金霍洛旗为研究区域,以少量野外定位调查数据与其对应的遥感信息和GIS信息为基础,利用岭估计分析方法,对影响生物量估测的遥感因子和GIS因子进行了筛选优化。找出了影响生物量估测的主要因子,建立了以像元为单位的生物量估测模型,实现了区域性生物量定量估测与自动制图。     

基于Pocket PC的小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现

介绍一种基于Windows Mobile的Pocket PC型小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现。首先在总结与提炼小麦栽培理论与技术的研究成果基础上,使用UML语言进行系统建模,然后在Microsoft Visual Studio .NET 2003环境下,运用Microsoft Visual C#编写小麦栽培管理知识模型类和设计用户界面,采用SQL Server CE 2.0管理基础数据,系统实现了小麦播前栽培方案的设计和产中适宜调控指标动态的预测及基础数据管理等功能。系统的建立将为数字化作物栽培管理决策提供新的实现形式。     

GIS技术在通用土壤流失方程中的应用

通用土壤流失方程（USLE）传入我国后，国内各级研究机构加以深放研究与适用性探索。结合遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术，实现以USLE为构式的区域土壤流失遥感监测，已在我国多处地区进行了尝试应用与实际应用。基于泉州市1996年度水土流失遥感监测所采用的技术路线，阐述了USLE方程因子的GIS生成以及土壤流失量的GIS实现依据。     

GIS支持下的晋西王家沟流域造林立地信息系统建设研究

应用GIS和数量化Ⅰ理论分析了王家沟流域造林立地主导因子土壤水分与微地貌之间的关系，建立了相应的数量模型。并运用计算机、GIS技术和决策分析技术设计建立了小流域造林立地管理系统（LYFSMS），系统主要由属性数据子模块、图形数据子模块、应用模型子模块以及信息输出子模块四个模块组成，通过这些模块可以进行造林立地信息的处理、分析和评价等操作。为该地区实现科学地、定量地和快速地造林提供参考依据。     

基于遥感与GIS的土壤侵蚀潜在危险度评价研究——以青岛市为例

应用遥感和GIS技术,对土壤侵蚀潜在危险度影响因子的提取方法和指标模型进行了探讨,把坡度、降雨侵蚀力、植被覆盖度、土层厚度、土壤可蚀性、岩性、人口环境容量、坡耕地占坡地面积比例等8个因子作为评价土壤侵蚀潜在危险度的主要因素,利用改进型层次分析法确定8个因子的权重,利用ARCGIS和ARCVIEW软件,对青岛市土壤侵蚀潜在危险度进行了分级评价。     

基于GIS的小流域土壤侵蚀影响因子遥感监测方法探讨——以黑龙江省宾县三岔河小流域为例

RS、GIS技术支持下的小流域土壤侵蚀影响因子遥感监测,是实现小流域水土流失及水土保持现状高精度动态监测和预报的重要手段。以黑龙江省宾县的三岔河小流域为例,探讨了小流域土壤侵蚀影响因子的遥感监测技术方法。     

基于GIS的县域小麦自然生产潜力评价系统

为对县域小麦生产管理和潜力挖掘提供技术支撑和辅助决策,该文在小麦自然生产潜力评价流程的基础上,收集和整理了河南省8个县域的属性数据（气象、土壤和小麦资源数据）和空间数据,创建空间-属性一体化数据库,利用UML2.0、SQL Server 2000和SuperMap GIS 2008组件技术设计实现了基于GIS的小麦自然生产潜力评价系统,系统应用基于“经验-统计法”的光、温、水、土逐级衰减机制模型,定量计算了河南省8个县域的小麦自然生产潜力,通过分类统计和分级制图,分析了县域小麦自然生产潜力的空间分布规律。研究结果表明,光合、温度、水分和土壤生产潜力空间分布规律依次为：根据纬度的增加而减少,豫西＞豫南＞豫东南＞豫北＞豫中,豫南＞豫东南＞豫西＞豫中＞豫北,豫南＞豫中＞豫北＞豫东南＞豫西;小麦自然生产潜力的关键因子影响大小为土壤＞温度＞水分,小麦自然生产潜力相对可挖掘空间大小为水分＞温度＞土壤。该系统具有普适性强、独立性好等特点,为县域小麦生产管理和潜力挖掘提供技术支撑和辅助决策。     

基于GIS的土地适宜性评价——以四川省马尔康县为例

以四川省马尔康县为研究区域,运用地理信息系统(GIS)技术,将遥感技术和GIS技术相结合.阐述了土地适宜性评价的概念和内涵,依据土地适宜性的评价原则和主要影响因素选取评价因子.运用层次分析法(AHP)计算评价因子的权重值,并采用DTM模型分析确定耕地、林地和草地的坡度值,依此建立土地适宜性评价模型,进行叠加分析.得出耕地、林地和草地适宜性等级图,进而为确定最佳的土地利用方案提供科学依据.     

3S技术在可渡河流域水土流失动态监测中的应用研究

水土流失是土地退化的主要原因,也是导致生态环境恶化的一个严重问题。采用基于3S技术的水土流失遥感方法,以GIS软件为平台,实现了在GIS平台上3S的集成。本次遥感监测,摸清了可渡河流域土壤侵蚀的详细情况,分析了土地利用、植被覆盖和坡度三因子与土壤侵蚀之间的关系,获得了土壤侵蚀的动态变化情况,为水土流失治理、生态环境建设提供了决策依据。     

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。     

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。     

河北低平原区冬小麦夏玉米产量提升的理论与技术研究

作为渤海粮仓主要增粮区的河北东部低平原中低产农田,冬小麦夏玉米的产量主要受制于土壤肥力水平低、淡水资源短缺和气候异常造成产量的大幅波动。通过选择适宜的品种、播期与收获期的合理搭配、优化的种植方式和配套的耕作与田间管理技术,提高作物生育期内对地上光热资源和地下水肥资源的利用潜力和效率,平抑气候变化带来不利影响,有着巨大的增产空间。该研究通过田间小区试验,结合示范区试验示范,研究了冬小麦与夏玉米生育期的优化、夏玉米种植方式调整、夏玉米深松播种、夏玉米增施钾肥与冬小麦增施磷肥及有机肥等措施对冬小麦、夏玉米产量的影响。主要研究结果如下:冬小麦适期晚播(不迟于10月15日),同时适当增加播量,不影响生育期群体构建和产量水平。早熟品种‘小偃81’提早进入灌浆期,受后期干热风的危害小,在不降低品质的同时粒重与产量稳定。夏玉米提早播10 d(6月10日与6月20日相比)平均增产17.2%,晚收获8 d(10月2日与9月24日相比)粒重增加19.5%。根据冬小麦和夏玉米的品种特性,合理搭配生育期,在实现冬小麦稳产提质的同时,使充分发挥夏玉米的产量潜力成为可能。改变夏玉米的种植方式,适当增加种植密度,明显地改善和提高了夏玉米产量,更为适宜的种植方式是40 cm与80 cm大小行种植和38 cm等行距种植,不适宜的是20 cm与100 cm大小行种植,更为适宜的种植方式下产量提高15%以上。长期旋耕机械压实了犁底层,通过夏玉米深松播种种植,产量提高达31.3%,后茬小麦增产5.6%,但连续深松没有明显的增产效果。夏玉米播种时增施钾肥产量提高2.6%。冬小麦增施磷肥产量提高7.4%,增施有机底肥增产6.8%,增施有机底肥和施磷肥产量提高8.8%,但无明显的累加效果。因此,通过适宜的品种选择与适期的生育期搭配、种植方式调整、适时深松打破犁底层的耕作措施、速效肥与有机肥合理施用等栽培和管理技术,可实现冬小麦夏玉米产量的逐步提高和稳定,充分利用玉米生长季丰富且集中的降水与光热资源,挖掘夏玉米产量,稳夏增秋的粮食增产模式更符合该地区未来发展需求。     

砂姜黑土强筋小麦施肥技术研究

通过田间试验研究了施用不同肥料和不同施肥方法等对强筋小麦养分吸收和产量品质的影响。结果表明:在氮肥用量相同时,氮肥后移小麦产量和品质均好于全部基施(习惯施肥)处理;高氮和硫酸铵处理能提高强筋小麦的品质。磷酸二铵提高小麦产量效果好于过磷酸钙,而对子粒品质影响则过磷酸钙好于磷酸二铵;高量磷肥虽然不能进一步提高小麦产量,但能改善小麦的品质。增施有机肥和钾肥可促进小麦对N、P、K养分的吸收,显著提高小麦产量和品质,是砂姜黑土区优质高产强筋小麦重要施肥技术。锌肥能提高小麦产量和品质,含硫肥料有改善小麦品质的作用。试验表明,在砂姜黑土上,施用有机肥,稳定磷肥用量,加大氮、钾肥用量,配施锌肥和硫肥,分期施用氮肥(追肥量占总氮量比例在40%以上)有利于强筋小麦的优质高产。     

耕作方式对农田土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响

【[目的 ]】耕作措施对土壤健康和作物营养品质提升具有关键作用,明确不同耕作方式对土壤理化性质、微生物学特性及小麦营养品质的影响,为集约化农田可持续管理提供理论依据。【[方法 ]】田间试验自2012年起在山东德州进行,供试土壤为潮土,种植制度为小麦–玉米轮作。设置4种耕作模式处理：传统耕作、旋耕、休耕和免耕。2020年,采集0—20 cm土层土样分析土壤物理、化学性质和细菌群落结构,采集小麦籽粒样品分析其营养品质。【[结果 ]】与传统耕作相比,免耕、休耕和旋耕处理显著提高了土壤含水量、铵态氮、硝态氮、有机质、全氮及有效磷含量,休耕还显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度。免耕、休耕和旋耕处理显著提高土壤微生物量碳、氮含量以及土壤细菌群落多样性指数,休耕及免耕处理提高土壤厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度。从营养品质变化来看,休耕显著提高小麦籽粒蛋白质、淀粉、微量元素的含量,旋耕和免耕显著增加小麦籽粒蛋白质含量,除天冬氨酸外,其他16种氨基酸组分变化趋势与氨基酸总量变化基本一致。Pe...     

小麦生产管理知识模型系统

A knowledge model with temporal and spatial characteristics for the quantitative design of a cultural pattern in wheat production, using systems analysis and dynamic modeling techniques, was developed for wheat management, as a decision-making tool in digital farming. The fundamental relationships and algorithms of wheat growth indices and management criteria to cultivars, ecological environments, and production levels were derived from the existing literature and research data to establish a knowledge model system for quantitative wheat management using Visual C^＋＋. The system designed a cultural management plan for general management guidelines and crop regulation indices for timecourse control criteria during the wheat-growing period. The cultural management plan module included submodels to determine target grain yield and quality, cultivar choice, sowing date, population density, sowing rate, fertilization strategy, and water management, whereas the crop regulation indices module included submodels for suitable development stages, dynamic growth indices, source-sink indices, and nutrient indices. Ewluation of the knowledge model by design studies on the basis of data sets of different eco-sites, cultiwrs, and soil types indicated a favorable performance of the model system in recommending growth indices and management criteria under diverse conditions. Practical application of the knowledge model system in comparative field experiments produced yield gains of 2.4% to 16.5%. Thus, the presented knowledge model system overcame some of the difficulties of the traditional wheat management patterns and expert systems, and laid a foundation for facilitating the digitization of wheat management.     

Summer fallow soil management – impact on rainfed winter wheat

Summer fallow soil management is an important approach to improve soil and crop management in dryland areas. In the Loess Plateau regions, the annual precipitation is low and varies annually and seasonally, with more than 60% concentrated in the summer months from July to September, which is the summer fallow period in the winter wheat-summer fallow cropping system. With bare fallow in summer as a control, a 3-year location-fixed field experiment was conducted in the Loess Plateau to investigate the effects of wheat straw retention (SR), green manure (GM) planting, and their combination on soil water retention (WR) during summer fallow, winter wheat yield, and crop water use and nitrogen (N) uptake. The results showed that SR increased soil WR during summer fallow by 20 mm on average compared with the control over 3 experimental years but reduced the grain yield by 8% in the third year and the grain N content by 6–15% in all 3 years. In contrast, GM planting markedly reduced soil WR by 16 mm and 33 mm in the first and third year, respectively, but increased water use efficiency (WUE) by 16% in the third year and nitrate N accumulation in 0–100 cm soil at winter wheat sowing. Their combination did not significantly affect the soil WR or the soil nitrate N content in any of the 3 years, but did increase WUE by 11% in the third year and grain yield by 2.6% in the second year. In conclusion, the combination of SR and GM planting mitigated the negative effects of the individual measures, providing a feasible method for summer fallow management in the semiarid Loess Plateau in China and other similar regions.     

基于神经网络的冬小麦蛋白质含量关键生态影响因子分析

温度、降雨、光照和土壤等生态因子影响冬小麦籽粒蛋白质含量,确定这些因子是否有重要影响及影响程度对于小麦种植区划具有重要意义。该文利用北京地区具有代表性的小麦种植点的气象数据和土壤养分数据,通过神经网络方法来评估温度、降雨、光照和土壤等因子对蛋白质含量影响的相对重要程度。研究表明,影响北京地区蛋白质含量的主要因素依次有：6月6日至6月10日的光照时间、气温大于32℃的天数、土壤碱解氮含量、5月上旬至6月上旬的平均气温、5月26日至5月30日的平均气温、5月下旬至6月上旬≥0℃的积温、6月1日至6月5日的平均气温、5月下旬至6月上旬的温差、5月下旬至6月上旬的降雨量和土壤有机质含量;并针对部分关键因子利用神经网络模型制作了响应曲线以反映蛋白质含量随生态因子的变化趋势。     

针对农户地块的施肥决策支持系统的设计与实现

针对中国耕地管理单元散乱、施肥盲目性大的现状,以地块为施肥单元的决策支持系统可以为农户提供更精确的按需定位的施肥指导。以海伦市光荣村为例,以遥感数据、田间采样数据、农户调查数据为数据源, 利用GIS和地统计学的研究方法建立基于农户地块的施肥决策方案管理单元图, 根据长期定位实验数据和养分平衡原理设计施肥模型;在Super Map Object平台上研制开发了光荣村施肥决策支持系统,实现了针对农户承包地块的可视化的施肥指导平台。利用该平台帮助农民按需施肥,从而减少施肥盲目性,促进黑土区土壤生态修复,保护生态环境。