發(fā)展家庭經(jīng)營模式是我國目前轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的一個主要努力的方向,同時也是我國農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的要求。通過發(fā)展家庭經(jīng)營可以整合農(nóng)村耕地資源,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變,加快農(nóng)民致富。傳統(tǒng)的精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)多應(yīng)用于大型農(nóng)場,然而由于家庭農(nóng)場規(guī)模相對較小,且不同家庭農(nóng)場之間其規(guī)模也存在較大差異,因此對精準(zhǔn)施肥的精度要求較高。在測土方法選擇上,現(xiàn)有施肥推薦系統(tǒng)多單一的采用傳統(tǒng)的田間測土方法獲取土壤理化數(shù)據(jù),此類方法耗時耗力,難以滿足施肥決策的實時性要求。此外在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計上,現(xiàn)有系統(tǒng)多采用B/S或者是C/S架構(gòu),使其在數(shù)據(jù)采集上缺乏靈活性,因此現(xiàn)有的精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)往往無法直接應(yīng)用到家庭農(nóng)場的施肥過程中。本文通過研究我國家庭農(nóng)場的特點,結(jié)合農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)、移動通信技術(shù)、3S技術(shù),解決了傳統(tǒng)施肥決策系統(tǒng)中存在的一些問題,發(fā)展面向家庭農(nóng)場移動精準(zhǔn)施肥推薦系統(tǒng)。本系統(tǒng)依托“多平臺高光譜遙感信息融合的作物養(yǎng)分精準(zhǔn)診斷決策”項目,項目提供了大量的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持,本文主要研究和解決了如下幾個問題。(1)通過研究選用基于移動端/服務(wù)端的系統(tǒng)架構(gòu),研發(fā)面向家庭農(nóng)場的施肥推薦系統(tǒng),由于移動設(shè)備系統(tǒng)可方便獲取設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)。在實際田間采樣過程中可以配合傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時采集和錄入,有效提升數(shù)據(jù)采集的時效性以及準(zhǔn)確性,解決了傳統(tǒng)施肥系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集時效性不足的問題。(2)本文充分結(jié)合傳統(tǒng)測土方法和遙感反演方法的各自優(yōu)勢,在不同的施肥時期,選擇不同的數(shù)據(jù)提取方法來獲取土壤理化數(shù)據(jù)并進(jìn)行施肥決策。使用遙感數(shù)據(jù)反演的方法可直接獲取其養(yǎng)分空間的變異性,操作簡單,也不會影響作物生長。由于遙感平臺數(shù)據(jù)較多,針對不同規(guī)模的家庭農(nóng)場可以采用不同的影像數(shù)據(jù),保證其家庭農(nóng)場在數(shù)據(jù)提取上的精度要求,同時在后臺進(jìn)行施肥決策的過程中,也可以動態(tài)的調(diào)整決策分區(qū)大小,確保施肥作用能滿足用戶需求。(3)本文在精準(zhǔn)施肥的決策過程中,通過集成DSSAT(Decision Support System for Agrotechnology Transfer,農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移決策支持系統(tǒng)),利用其中的作物生長模型來模擬作物生長發(fā)育過程,并提取作物L(fēng)AI(Leaf Area Index,葉面積指數(shù)),產(chǎn)量累計數(shù)據(jù),氮素等數(shù)據(jù),來對施肥決策結(jié)果進(jìn)行精度校驗,從而能更好的提升施肥決策精度。
【學(xué)位單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TP391.3;S147
【部分圖文】：

湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文適合家庭農(nóng)場的特性的精準(zhǔn)施肥推薦方法，并在服務(wù)端進(jìn)行編碼實現(xiàn)。(4) 通過研究 DSSAT 作物生長模型的各類輸入和輸出參數(shù)，以及模型的使用和模擬過程，通過文獻(xiàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)獲取各類作物模型的本地化參數(shù)，利用實驗數(shù)據(jù)對農(nóng)場進(jìn)行作物長勢模擬，獲取作物的長勢數(shù)據(jù)、以及 N 元素的循環(huán)過程、作物葉面積指數(shù)、作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，對決策結(jié)果進(jìn)行驗證。(5) 對國內(nèi)外各類精準(zhǔn)施肥管理系統(tǒng)進(jìn)行功能上和架構(gòu)上的分析，結(jié)合目前移動技術(shù)、遙感技術(shù)、信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)等前沿技術(shù)以及家庭農(nóng)場的需求，制定豐富并且合理的功能。針對具體功能需求，選擇合理的架構(gòu)以及必要的 API 以及 Web 框架，保證系統(tǒng)的快速開發(fā)，盡可能的減少時間上的開支。(6) 制定研發(fā)計劃并進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)。以下整個系統(tǒng)所涉及到技術(shù)框架圖以及本文的技術(shù)路線圖

湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文國某年份統(tǒng)計數(shù)據(jù)下水稻，小麥和玉米三大作物的基肥和追肥使用比例數(shù)據(jù)[37]。表 2.2 三大作物基肥和追肥使用比例情況本文通過綜合考慮各個精準(zhǔn)施肥推薦方法的特點，根據(jù)作物施肥特性，最后采用平衡法和作物、土壤測試施肥推薦方法進(jìn)行施肥決策。在基肥施肥中主要考慮土壤機(jī)質(zhì)的含量來確定施肥量。在作物生長的其他關(guān)鍵生長期，通過實時測定土壤中的元素盈缺情況，再結(jié)合作物在各個營養(yǎng)時期的需肥標(biāo)準(zhǔn)，來確定特定地區(qū)施肥量，調(diào)控施肥量。如下是基肥和追肥決策的主要流程：

圖 2.2 DSSAT 作物生長模型結(jié)構(gòu)圖使用 CERES 系列模型可以進(jìn)行作物生長過程模擬，通過錄入作物的一些基礎(chǔ)管據(jù)，如栽培管理數(shù)據(jù)：管理數(shù)據(jù)主要包含了田間作物的種植數(shù)據(jù)（播種日期，深度度以及種植方式等）；土壤數(shù)據(jù)則包含了土壤的一些基本特質(zhì)數(shù)據(jù)，主要有土壤中地，土壤中的有機(jī) C 含量，pH 值，水分含量數(shù)據(jù)，在實際的操作中可以通過實際獲取，也可以查閱相關(guān)資料來獲取，氣象數(shù)據(jù)主要包含了太陽輻射量，最高和最低數(shù)據(jù)，降水量數(shù)據(jù)等等，在軟件中可以使用 Weatherman 進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化[40]。.4.2 施肥決策校驗原理針對不同作物，采用不用的作物生長模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，水稻采用 CERES-RICE行作物生長模擬；而小麥可以采用 CERES-Wheat 作物生長模型，進(jìn)行作物生長季擬。最后可以獲取各類和作物長勢相關(guān)的數(shù)據(jù)，如作物的整個生長季的干物質(zhì)重量綠素含量，土壤中的氮素循環(huán)情況、作物產(chǎn)量的積累情況等等信息，并且使用軟件

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本文編號：2807744