借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法，它通过智能手机装载农区基本信息数据，在农业生产现场利用GPS接收装置定位田块，选择田块栽培管理阶段，并输入田块的作物品种类型、产量目标和栽培管理措施数据或实时苗情数据，通过智能手机处理程序的作物管理知识模型模块进行运算决策，生成精确管理方案。本发明专利技术实施方法简单，使用主流的智能手机设备作为决策工具，方便携带，制定的方案具有实用性和可靠性。本发明专利技术还公开了一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的系统，用于实现本发明专利技术的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法，它通过智能手机装载农区基本信息数据，在农业生产现场利用GPS接收装置定位田块，选择田块栽培管理阶段，并输入田块的作物品种类型、产量目标和栽培管理措施数据或实时苗情数据，通过智能手机处理程序的作物管理知识模型模块进行运算决策，生成精确管理方案。本专利技术实施方法简单，使用主流的智能手机设备作为决策工具，方便携带，制定的方案具有实用性和可靠性。本专利技术还公开了一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的系统，用于实现本专利技术的方法。【专利说明】借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法和系统
本专利技术涉及作物精确栽培管理领域，特别涉及一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法。本专利技术还涉及一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的系统。
技术介绍
20世纪后半期世界农业的高速发展，除了依靠生物技术的进步和耕地面积、灌溉面积的扩大外，基本上是在化肥与农药等化学品和矿物能源的大量投入条件下获得的。由此引起的水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、水体富营养化等生态环境问题，已引起了国际社会的广泛关注，并推动了农业可持续发展和精确农作理论的产生和发展。精确农作(精确管理)的含义是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益。精确农作要实现3个方面的精确:定位准确即对于每一耕作小地块，如每亩或每100平方米亦或每平方米地块的精确定位；定量精确即根据作物的生育阶段及生长状况，精确给出最科学的施肥、灌溉、喷药配方及耕作措施等；定时精确即给出管理措施的最佳准确时间。目前，精确农作田间作业管理实施的主要技术方法为:装载有GPS接收器和产量传感器的联合收割机，定时、连续采集田间位置数据和对应地块的产量数据；经过计算机处理形成作物产量图；根据田间地形、地貌、土壤肥力等参数的空间分布图；经作物生长模拟模型、投入产出模型、专家系统等建立的辅助决策系统进行管理决策，再经决策者做出决策，形成作业管理处方图；根据处方图进行定位作业管理。这种方法存在的问题表现在:(I)机械化程度要求较高，仅适用于我国规模化经营的大型国营农场和较发达的地区，而在以家庭联产承包责任制为主要经济形式分散经营的大部分农村则难以应用。(2)管理处方图是在田间作业前于室内完成，当田间管理中实际情况发生改变时，例如选种作物品种改变时，需要在室内重新形成管理处方图，影响了管理的时效性。(3)管理方案只包括作物播前管理措施，没有涉及作物整个生育期的管理方法，因此无法根据作物生长过程中的具体情况进行产中因苗实时管理调控。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够适用于我国规模化经营的大型国营农场和较发达的地区，而且还有利于在以家庭联产承包责任制或种粮大户为主的大部分农村推广使用，并具有智能化、形象化、便携式的优点，能够基于农田差异的变量投入，获取较高产量和最大经济效益的作物精确栽培方案的制定方法和一个用于实现该方法的系统。技术方案:一种借助智能手机和GPS制定作物精确栽培方案的方法，它通过智能手机装载农区基本信息数据，在农业生产现场利用GPS接收装置定位田块，选择田块栽培管理阶段，并输入田块的作物品种类型、产量目标和栽培管理措施数据或实时苗情数据，通过智能手机处理程序的作物管理知识模型模块进行运算决策，生成精确管理方案。实现最大限度地优化使用各项农业投入，节约农业生产资源，同时保护农业生态环境。该方法包括:一个数据导入步骤，将农区基本信息数据导入智能手机；一个GPS接收步骤，通过GPS接收装置接收GPS卫星电文；一个卫星电文解析步骤，解析GPS卫星电文以提取当前田块的位置信息；一个当前田块在矢量地图中定位步骤，根据当前的位置信息，通过智能手机处理程序在当前农区矢量地图中定位，突出显示当前所在田块；一个当前田块栽培管理阶段选择步骤，根据当前田块的农作物生长发育阶段，在智能手机上选择相应的田块栽培管理阶段；一个数据输入步骤，如果田块管理阶段在播种或移栽前，则输入田块的作物品种类型、产量目标和栽培管理措施数据；如果在田块管理阶段在生长中期，则输入田块的作物品种类型、产量目标和实时苗情数据；一个运算决策步骤，智能手机处理程序进行运算决策，生成播种或移栽前以及生长中期的栽培管理方案；一个显示步骤，在智能手机可视界面上显示输出栽培管理方案。 本专利技术中所述的作物包括水稻、小麦、玉米、大豆。本专利技术中所述的农区基本信息数据包括:农区矢量地图数据、田块土壤数据、作物品种数据和农区常年气象数据；所述农区矢量地图数据，是描述农田小区各田块矢量信息的空间数据；所述田块土壤数据，是反映田块土壤性质的数据，包括耕层厚度、pH值、物理性粘粒含量、容重、裸土反射率、凋萎系数、田间持水量、饱和含水量、土壤有机质含量、全氮含量、矿化无机氮含量、速效磷含量、速效钾含量、盐分含量；所述作物品种数据，为不同作物品种的遗传特征参数，包括产量及产量结构、主要品质指标、收获指数、分蘖特性、生育期天数、对温度的响应、对光周期的响应、籽粒和秸杆中的氮、磷、钾含量、耐肥性及抗病性；所述农区常年气象数据，是农区常年逐日气象数据，包括日最高气温、日最低气温、日照时数和日降水量，常年是指近30年单点历史气象数据的平均值。本专利技术中所述田块栽培管理阶段包括播种前或移栽前栽培管理阶段和生长中期栽培管理阶段。本专利技术中所述的栽培管理措施数据包括:作物最早播期、最迟收获期、播种深度、整地质量、水分管理水平、肥料运筹水平、病虫草害防治水平、栽培技术水平、肥料利用率。本专利技术中所述的实时苗情信息包括:叶龄、叶面积指数、茎蘖数、干物质积累量。本专利技术中程序设计使用C#编程语言，详细算法见曹卫星、朱艳编著的《作物管理知识模型》，由中国农业出版社2005年出版。作物管理知识模型是基于作物与环境的关系，提炼和总结出的有关作物生育和管理调控指标的定量数学机理模型。本专利技术中所述的作物管理知识模型模块是根据作物管理知识模型算法编制的程序功能模块，它包括:播前栽培管理算法、产中因苗实时调控算法。所述的播前栽培管理算法，是生成作物播种或移栽前技术方案的知识模型算法，包括的子算法有:适宜播期算法，用以计算适宜播种期的算法；密度设计算法，用以计算合理基本苗和播种量的算法；肥料运筹算法，用以计算氮磷钾施用量、有机氮与无机氮的比例、氮磷钾肥的基追比的算法；水分管理算法，用以计算总灌溉量及灌溉时期的算法。所述的产中因苗实时调控算法，是生成作物生长中期调控方案的知识模型算法，包括的子算法有:肥料调控算法，用以计算是否需要追肥，以及追肥时期和追肥量的算法；水分调控算法，用以计算是否需要进行灌溉调控，以及调控时期和水分管理措施的算法。本专利技术中所述的精确管理方案包括:播前栽培管理方案、产中实时调控方案；所述播前栽培管理方案，包括管理措施项:适宜播期、合理基本苗、播种量、氮磷钾肥施用量、有机氮与无机氮的比例、氮磷钾肥的基追比、总灌溉量；所述实时调控方案，包括管理措施项:下次施肥时期、施肥量、水分调节时期、水分管理措施。本专利技术的智能手机处理程序由VS C#语言编写，智能手机的具体决策步骤为:(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小军，邱小雷，朱艳，曹卫星，姚霞，田永超，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：