东北黑土土壤肥力监控系统技术方案

技术编号:4212511 阅读:272 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种东北黑土区域土壤养分变化的监控系统,属于农业信息监控领域。它解决了黑土区域土壤养分数据管理分散,数据和地点不能统一,没有精确的地理坐标,不能合理地、科学地数据处理和分析的问题。它包括:土壤肥力数据采集、输入单元(1),以输入各区域的土壤肥力数据;土壤肥力数据和对应区域显示单元(2),以方便调取显示;土壤肥力预警单元(3),以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值;施肥量计算单元(4),以给出某区域应施肥量的多少。该专家施肥指导系统,可以指导区域科学施肥,为精准农业、政府决策和制定施肥标准提供数据支持和信息化平台。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业信息监控领域,具体涉及东北黑土区域土壤养分变化 的监控系统。
技术介绍
东北黑土主要分布在吉林省和黑龙江省,根据土壤普查资料统计,黑土总土地面积为595.6万公顷,其中耕地面积为443.8万公顷。许多土壤 工作者曾对黑土进行过大量的调査研究,尤其是全国第2次土壤普查成果, 对黑土的分布和理化性状进行了较详细的描述,对后来的配方施肥提供了 强有力的理论基础,为粮食生产做出了巨大贡献。在距全国第2次土壤普 査的20余年后,我所在中国科学院重大项目的支持下又一次对东北农田黑 土区域进行了广泛的采样,采集土壤样本2000余个。用于分析土壤养分变 化的规律和目前的状况。20多年来两次土壤调查数据,涉及到东北黑土区域土壤样本数量大、 面积广,同时附带有大量的矢量图和栅格图数据。这些数据目前还没有一 个空间的数字化的信息平台来管理,而且以往对黑土区域土壤肥力变化的 分析多是从经典统计的方法来分析的,这样的分析即片面又不科学,不能 够反映出区域土壤肥力空间变化特征。针对此问题,我们建立了东北黑土 区域土壤肥力管理GIS作为信息化工作平台,在这个平台上可以管理区域 的土壤调査数据,为分析区域土壤肥力变化提供数据和方法双重支持,也 为精准农业研究提供数据基础。众所周知,3S技术在国外的农业生态研究中得到了广泛的应用。国内 的3S技术和精准农业的研究历史不长,但是效益显著,因此也越来越为科 技界和社会广为接受,并在实践上有一些应用。如1997年辽宁省用GIS进 行下辽河平原农业生态管理的应用研究,吉林省结合其省农业信息网开发 万维网地理信息系统(GIS),北京密云县完成以GIS技术建立的县级农业 资源管理信息系统。在智能技术方面,国家863计划在全国20个省市开展 了 "智能化农业信息技术应用示范工程"。但是我国该项技术的发展很不 平衡。以均衡施肥为例,目前农民在施肥上存在很大盲目性;氮、磷、钾肥施用比例不合理;中、微量元素缺乏的情况没有得到及时纠正;肥料利 用率低,氮肥当季利用率平均仅为30%左右,肥料的增产效益没能充分发 挥。而是形成了有些区域土壤肥力过盛,对环境造成污染,而有些区域肥 力不足,土壤质量下降。所以,在东北黑土区域土壤大规模采样的基础上, 建立基于3S技术的土壤肥力管理信息系统,是为区域农业生态研究和精准 农业提供基础平台。目前存在的问题是黑土区域土壤养分数据管理分散,数据和地点不 能统一,没有精确的地理坐标,不能合理地、科学地数据处理和分析。
技术实现思路
本专利技术提供一种东北黑土土壤肥力监控系统,以解决黑土区域土壤养 分数据管理分散,数据和地点不能统一,没有精确的地理坐标,不能合理 地、科学地数据处理和分析的问题。东北黑土土壤肥力监控系统,它包括土壤肥力数据采集、输入单元,以输入各区域的土壤肥力数据; 土壤肥力数据和对应区域显示单元,将土壤肥力数据与对应区域的地理坐标相链接,以方便调取显示;土壤肥力预警单元,以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值;施肥量计算单元,以给出某区域应施肥量的多少。本专利技术是基于国产的地理信息系统处理平台而开发的,是唯一的一个 东北黑土区域拥有多年连续数据和空间处理平台的系统。目的是①将多 年多次采集的数据集中于一个平台上,便于查找和分析;②将土壤养分数 据和各种矢量图结合在一起,使之能够非常直观地将整个黑土区土壤养分 状况在区域图上显示出来;③便于进行空间分析,找出土壤肥力空间变化 的规律性;④可以直观地按照土壤养分值进行区域分类和预警;⑤根据数 据和专家的思想做出的专家施肥指导系统,可以指导区域科学施肥;为精 准农业提供数据支持和技术平台;⑥为政府决策和制定施肥标准提供信息 化平台。 附图说明图1是本专利技术的结构示意图,图2为黑土肥力GIS工作技术流程图; 图3系统功能图。具体实施例方式下面结合图1至图3对本专利技术进行详细说明。东北黑土土壤肥力监控系统,它由下述四个部分组成土壤肥力数据采集、输入单元l,以输入各区域的土壤肥力数据; 土壤肥力数据和对应区域显示单元2,将土壤肥力数据与对应区域的地理坐标相链接,以方便调取显示;土壤肥力预警单元3,以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值;施肥量计算单元4,以给出某区域应施肥量的多少。本系统首先对各种相关图件进行了收集和数字化处理,对属性数据进 行整理和质量检验,然后在中国科学院地理与资源研究所开发的GIS系统 软件(SUPERMAP OBJECT)平台上利用VB语言编程,根据东北黑土区域土 壤肥力管理和分析的需求开发了本系统。工作流程图见附图2。本专利技术开发的功能设计为(1)用户管理,设置用户名和密码管理, 保证系统的安全性。(2)数据采集,调用空间数据源(包括矢量数据和栅 格数据),并将所有图层显示出来,完成数据修改、査询和制作专题图。(3)属性数据为土壤调査数据,其中有一个编码和空间数据源的某一个数 据集的编码一一对应,能够将属性数据连接到空间图件中。(4)肥力预警 和专家系统,根据专家的经验制定区域土壤养分的适宜值、最高和最低值 对区域肥力水平评价和预警;同时根据区域肥力变化分析和专家思想建立 测土施肥和区域施肥专家指导系统;(5)工具,工具栏给用户以充分的权 利来自行配置自己空间数据源、数据属性和外部文件调用的路径和文件名, 配置属性网络数据库网址。见附图3所示。系统开发采用组件式开发,其物理开发平台见附图4。在 SUPERMAP_object开发平台上,调用不同的模块,利用VB语言进行开发, 生成必需的工程文件。实现对数据的查询,用户管理,专题图等图件功能 的处理,肥力预警和专家施肥指导功能。 具体的开发步骤如下(1) 用户管理的开发 登陆使用用户名和密码,保证系统安全。(2) 数据采集界面和编码数据采集是本系统的重点,本系统的数据采集可以根据用户的需求进 行自我配置。通过调用工作空间的矢量地图来实现数据采集,对图件进行 放大縮小,对图层进行管理编辑。比较灵活。(3) 数据査询数据库可以方便地实现从属性到空间的査询,空间到属性的查询, 多条件的综合查询等功能。根据不同的需求制作专题图和布局。(4) 空间分析本系统具有空间分析的功能。可以实现对空间数据的拓扑分析,叠 加运算,面积量算,数据的转入转出,图件的投影处理等等。(5) 肥力预警和专家施肥指导系统 ①肥力预警土壤肥力预警是根据黑土肥力空间的分布特征,结合各区域多年来 施肥状况、粮食产量和专家多年来的经验制定的。能够提示哪些地区的 土壤养分值位于规定的上限和下限,会根据不同的情况将土壤养分相近 的数值用红灯闪亮显示,并提醒在这些地区针对不同的作物种植应该在 施氮肥和磷肥时建议施多少。该模块可以对任意参与运算的图层和字 段进行配置。②专家施肥指导系统可以实现测土施肥指导,按照区域土壤养分状况,根据不同的种植 作物来指导施肥的多少。(6) 工具工具可以提供用户对自己的图件进行配置,对任意工作空间、图层和 属性字段进行配置,对外部exe文件进行配置,对网址进行配置等等。大 大地方便了用户的使用。权利要求1、东北黑土土壤肥力监控系统,其特征在于它包括土壤肥力数据采集、输入单元(1),以输入各区域的土壤肥力数据;土壤肥力数据和对应区域显本文档来自技高网
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【技术保护点】
东北黑土土壤肥力监控系统,其特征在于它包括: 土壤肥力数据采集、输入单元(1),以输入各区域的土壤肥力数据; 土壤肥力数据和对应区域显示单元(2),将土壤肥力数据与对应区域的地理坐标相链接,以方便调取显示; 土壤肥力预警单 元(3),以提示某区域土壤养分值正位于规定的上限值或下限值; 施肥量计算单元(4),以给出某区域应施肥量的多少。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赵军刘洪家葛翠萍尹升李宏雷
申请(专利权)人:中国科学院东北地理与农业生态研究所
类型:发明
国别省市:93[中国|哈尔滨]

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