半方差函数模型(半方差函数模型拟合是用arcgis吗)

半方差函数,半方差函数模型?

茶园生态化建设模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想,为复兴茶产业而努力。

精准农业(PrecisionFarming或PrecisionAgriculture)是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作与管理的技术系统。狭义精准农业的基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效利用各类农业资源,达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域,是当今世界农业发展的新潮流。

目前,精准农业的技术体系还处于初级阶段,其潜力的发挥需要研究时间和研究资源的投入,还需要不断发展和完善,因此我们需要对现有的精准农业技术要素进行分析,明确技术引进重点和研究方向,直接占领精准农业技术的世界前沿阵地。

精准农业:国内研究现状

01理论与方法研究

潘瑜春等对地理信息技术在精准农业中的应用现状和发展前景进行了分析和评述,并提出地理信息技术在精准农业方面应用的产业化途径。张小超等研究了高精度GPS组合导航系统的定位测量方法,解决了大型平移式喷灌机的自动变量控制问题。张小超等研究了模糊度函数法结合浮点数遗传算法搜索定位解的方法,并针对遗传算法适应度函数多峰特征的搜索问题,提出分级优选遗传搜索算法,提高了搜索可靠性、稳定性和实用性。李翔等研究了在K均值算法KM的基础上,根据空间单元位置的相互依赖关系,提出了一种新的空间连续性聚类算法(SCKM),对肥水需求关键时期的小麦的长势差异进行了管理分区提取研究,能够有效地去除大量的孤立单元或碎片。

李艳等研究了模糊均值聚类算法进行管理分区划分。指出分区结果不但可以指导采样,而且可用于实施变量投入和精确施肥推荐,为样区土壤管理提供科学的决策依据。杨敏华等提出了一种用纵、横探测法推求土壤特性空间变异、作物长势空间变异以及前茬作物产量空间变异等多维空间变异指数,进而按一定农学原则决定最佳农艺作业单元尺寸的自适应解决方案。研究表明该算法确定的农艺作业单元尺寸进行变量施肥,平衡效果良好率在90%以上。该算法的另一特点是,对矢量和栅格数据具有同样的适用性,较易在矢栅混合型GIS上实现。薛正平等提出了决策树和GIS图层叠置方法,研究表明该方法在挖掘产量限制因子在技术上可行。

孙莉等利用GIS、RS、GPS、ES、MS等最新技术在棉花精准种植试验区开展研究工作。形成具有新疆特色的数字农业技术体系与推广模式。傅泽田等简述了当前国内外精准施药技术的主要组成部分——自动对靶喷雾技术,提出了我国应该加大对精准施药技术研究资金投入,迫切需要技术和人才储备。薛正平等提出了运用统计学空间自相关和半方差函数方法研究土壤养分要素的空间自相关性,结果表明养分要素存在一定的空间自相关性,但不同方向上的自相关性有明显差异,独立间距也因养分要素而异。研究结果可为精准农业土壤养分样点密度设定、养分要素等值线绘制及精准施肥提供支持。康绍忠等,提出了我国农业与生态节水技术创新的总体目标,提出了我国农业与生态节水技术创新的几个重大研究课题。方建军对移动式采摘机器人的研究现状进行综合,提出目前采摘机器人技术发展中面临的技术难题及相应的对策。指出采用开放式、可变结构的机器人系统是未来采摘机器人的发展方向。

02技术、应用研究

01 农田信息采集技术

张小超等指出,应用近、中红外分析技术进行土壤养分快速测量的方法是我国土壤数字化研究的新的途径之一。郝晓剑等提出了一种由4个专门设计的光电探测器直接得到归一化植被指数的测量方法,该参数能够反映作物的生长状态,知道不同季节的农作物对氮的需求量,对实施变量精准施肥具有重要的指导作用。赵燕东等研制了连接GPS接收机与SWR土壤水分传感器的智能化土壤水分分布速测系统,该系统可完成GPS数据接收与处理、土壤水分采集与存储等工作。孟志军等研究开发基于DGPS及便携式GPS的农田信息采集软件,集成较为成熟的田间信息采集传感器硬件,能够采集田间地物分布、作物生育期苗情状态、杂草分布、病虫害发生情况、土壤肥力等多种基于精确空间位置的实时动态信息,包括数字照片和数字视频等多媒体属性信息。使空间定位、属性记录和导航实施过程相结合,初步实现了农田信息获取的自动化。孟志军等开发了一种基于掌上电脑和DGPS背夹式GPS设备的农田信息采集系统。仇焕广等利用ArcIMS的技术框架,利用ArcXML语言,开发了适用于精准农业分布式数据采集、可独立运行、能实现空间决策分析的技术系统。杨敏华研究了运用高光谱遥感技术获取作物信息的方法。

02 精准农作实施技术

程一松等设计县域精准农业的基本运行系统,建立县域精准种植观测网,分析农户单元的土壤性状及产量间变异特征,提出县域网络服务平台的基本框架和建立网站指导县域的精准种植实施。汪春等提出在VB.NET环境下利用MapObjects和SQLServer2000数据库进行客户/服务器(简称CS)模型系统设计。实现模式分布断开式精准农业地理信息系统的开发。周国祥等探讨了CAN总线在智能农业机械上应用的可行性,确定了基于ISO11783的应用层通信协议的制定策略和具体方法。开发了应用于在线测产和变量施肥的CAN总线控制系统,并对提高系统可靠性措施进行了探讨。

白由路等运用土壤网格取样、室内分析及ASI施肥推荐等方法,在地理信息系统支持下,建立了区域土壤养分分区管理模型。薛绪掌等研究了变量施氮的效果,指出变量施氮降低了土壤硝态氮浓度,减小了污染地下水的可能性,生态效果明显。王秀等研制了一种可与国产拖拉机配套实现变量施肥的施肥机,该施肥机在GPS导航系统的帮助下可以按照预先设计的处方图实现变量施肥。王海江等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。

蔡甲冰等建议以通过对作物、土壤、气象复合系统的分析和判断,指导灌溉的适时和适量。高晓红等提出以植物器官的几何尺寸作为反馈控制参数。实现真正意义上的闭环控制,从而提高控制精度,实现精准灌溉。朱志坚等研究了采用输液泵将肥料原液和酸碱调节液强行注入灌溉管网,并与灌溉水按比例混合获得一定浓度和酸碱度(EC&pH)的灌溉液。实现了灌溉液浓度(EC值)的动态调节,同时降低了设备成本。

杨世凤等开发了变量灌溉决策支持系统,依靠地理信息系统由不同采样点实际测量土壤含水率,利用土壤水分预报数学模型,预测田块实时的土壤含水率,通过与作物的轻旱指标、重旱指标比较可决定是否灌溉。灌溉量可以根据耗水——产量模型,通过经济效益分析来决定,进而通过决策支持系统生成冬小麦的灌溉处方图和系统聚类分析图,为变量灌溉提供指导。刘秀珍等开发了精准灌溉与施肥自动管理系统,系统可提供小麦、玉米、棉花等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。

赵军等成功研制了国产变量施肥播种机。该播种机由变量控制器控制机械式无级变速器,根据GPS的位置信号,完成处方图设计的播种施肥作业。史万苹等阐述种变量控制系统的工作原理及优缺点,并对精准农业变量喷药控制现状和存在的问题进行了相关讨论。李志刚等开发研制基于机器视觉的棉花田间虫害自动识别与施药决策支持软件与硬件系统。周俊等设计了平行梁冲量式谷物质量流量传感器,以该传感器为核心部件构建了测产系统。苑严伟等开发了能快速生成待收割区域的数字地图,实时显示联合收割机行走轨迹、产量波形曲线、产量分布图,实时显示收割面积的系统。

(安根团队摘自吴进:精准农业研究)

安根团队,20余位各领域农业专家,提供成熟的土壤恢复集成方案、生态修复集成方案、农残解决集成方案和生态农业社会化服务。

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