本文關(guān)鍵詞：基于GIS組件的農(nóng)田空間信息管理系統(tǒng)的開發(fā)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本研究是在“現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成研究教育部重點實驗室(中國農(nóng)業(yè)大學(xué))精細(xì)農(nóng)業(yè)研究中心”和“中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院農(nóng)業(yè)電氣化與自動化國家級重點學(xué)科”所提供的研究環(huán)境與物質(zhì)保障下完成的。國家發(fā)展計劃委員會與北京市政府批準(zhǔn)立項的“高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目北京精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范工程(編號A00300100584)”為課題研究提供了經(jīng)費支持和田間試驗條件。 在精細(xì)農(nóng)業(yè)的研究、試驗與實施過程中涉及到大量關(guān)于農(nóng)田環(huán)境與作物生長情況的數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)一般都具有空間分布上的特性，要分析與處理這些數(shù)據(jù)，普通的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已不能滿足需要，因此需要開發(fā)一種田間信息系統(tǒng)，或者稱之為農(nóng)田地理信息系統(tǒng)，來對田間數(shù)據(jù)進行分析與處理，并對農(nóng)田信息進行管理。本課題根據(jù)我國發(fā)展精細(xì)農(nóng)業(yè)的需要，在對空間信息處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，進行了農(nóng)田地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)等方面的研究工作，其中主要包括： 1．按照現(xiàn)代軟件工程的管理方法，分析和研究了農(nóng)田地理信息系統(tǒng)的開發(fā)模型與開發(fā)方式，提出了采用螺旋式模型，以通用高級編程語言結(jié)合地理信息系統(tǒng)組件的系統(tǒng)開發(fā)方案。 2．比較分析了農(nóng)田電子地圖的主要測繪技術(shù)，設(shè)計了GPS測繪中單點重復(fù)定位——求平均，以及連續(xù)定位——移動平均等定位數(shù)據(jù)的處理方法。 3．選用了7參數(shù)布爾莎模型進行WGS-1984空間直角坐標(biāo)系與北京1954空間直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換；使用了高斯-克里格投影進行大地坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。 4．研究了應(yīng)用遙感圖像作為參考底圖進行電子地圖更新的方法。遙感圖像的幾何校正采用一個二次多項式模型實現(xiàn)，來消除平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、仿射與彎曲等圖像變形；遙感圖像的坐標(biāo)配準(zhǔn)采用參數(shù)文件的方法進行。 5．在對田間土壤采樣方法研究與分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種參考已有的農(nóng)田土壤信息，來分析土壤參數(shù)的分布變化規(guī)律，并在農(nóng)田中的關(guān)鍵位置設(shè)置采樣點的指導(dǎo)采樣方法。此方法通過空間搜索與判斷，來了解土壤參數(shù)在農(nóng)田中變化的劇烈程度，并以此作為確定指導(dǎo)采樣點位置的依據(jù)。 6．在田間信息分布圖生成與插值方法的研究方面，設(shè)計了用于生成產(chǎn)量分布圖具有數(shù)據(jù)過濾功能的局部平均法；并選用了一種帶有平滑參數(shù)IDW插值方法；該方法可以有效的防止插值結(jié)果中出現(xiàn)數(shù)值突然變化的奇異點。 7．研究了模糊綜合評價方法與分層聚類分析在農(nóng)田管理區(qū)劃分中的應(yīng)用。兩種方法的分類結(jié)果雖然有些局部差別，但是從整體來看其結(jié)果基本一致。 8．提出了一種確定目標(biāo)產(chǎn)量的方法。該方法首先分析作物產(chǎn)量的限制因素；然后確定在這一因素的制約下，田間不同小區(qū)的最大可能產(chǎn)量，并以此作為目標(biāo)產(chǎn)量，繪制出目標(biāo)產(chǎn)量分布圖。 9．在冬小麥變量施肥處方的確定過程中，根據(jù)作物的生長特點與需肥規(guī)律，選用了一種平衡施肥模型。該模型考慮了目標(biāo)產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分含量、肥料的有效含量以及肥料的利用率，，并且還能夠根據(jù)耕地的不同產(chǎn)量水平與具體情況對施肥量進行調(diào)整。 在北京精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范區(qū)，對設(shè)計開發(fā)的農(nóng)田地理信息、系統(tǒng)進行了GPS測繪、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、電 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文 摘要 一 子地圖更新、土壤采樣規(guī)劃、田間信息分布圖與作物產(chǎn)量分布圖生成、農(nóng)田管理區(qū)劃分、目標(biāo)產(chǎn) 量圖生成、變量施肥處方圖生成以及基本信息管理等方面的測試與實際工作。結(jié)果表明系統(tǒng)運行 穩(wěn)定，能夠作為田間數(shù)據(jù)處理與農(nóng)田信息管理的一種工具，為精細(xì)農(nóng)業(yè)的研究與實踐提供支持。
【關(guān)鍵詞】：精細(xì)農(nóng)業(yè) 農(nóng)田地理信息系統(tǒng) 空間信息處理 作物定位管理 軟件開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TP311.52
【目錄】：

• 第一章 引言12-22
• 1.1 精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)思想的形成與發(fā)展12-14
• 1.2 精細(xì)農(nóng)業(yè)主要支持技術(shù)14-16
• 1.2.1 用于農(nóng)田數(shù)據(jù)快速采集的先進傳感技術(shù)14-15
• 1.2.2 3S空間信息技術(shù)15
• 1.2.3 作物生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)15-16
• 1.2.4 變量作業(yè)智能化農(nóng)業(yè)機械16
• 1.2.5 系統(tǒng)集成技術(shù)16
• 1.3 農(nóng)田地理信息系統(tǒng)的作用16-17
• 1.4 相關(guān)研究的發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.4.1 FIS系統(tǒng)17-18
• 1.4.2 VRF-ISDSS系統(tǒng)18
• 1.4.3 AGIS系統(tǒng)18-19
• 1.4.4 SGIS系統(tǒng)19-20
• 1.4.5 GreenStar、FieldStar與AFS系統(tǒng)20
• 1.5 課題研究目標(biāo)與主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 系統(tǒng)分析與設(shè)計22-37
• 2.1 軟件工程主要思想22-24
• 2.2 軟件系統(tǒng)的開發(fā)模型24-25
• 2.3 系統(tǒng)功能分析與設(shè)計25-27
• 2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 2.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析28-33
• 2.5.1 GPS數(shù)據(jù)29-30
• 2.5.2 遙感圖像30-31
• 2.5.3 地理信息系統(tǒng)文件31-32
• 2.5.4 外部數(shù)據(jù)庫文件32
• 2.5.5 田間采樣數(shù)據(jù)32-33
• 2.6 系統(tǒng)開發(fā)方式33-36
• 2.7 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境36
• 2.7.1 VISUAL BASIC編程語言36
• 2.7.2 MapObjects制圖與GIS功能組件36
• 2.8 小結(jié)36-37
• 第三章 農(nóng)田地理信息庫的建立37-50
• 3.1 農(nóng)田電子地圖測繪37-41
• 3.1.1 電子地圖主要測繪方法37-38
• 3.1.2 GPS田間測繪38
• 3.1.3 GPS數(shù)據(jù)處理38-41
• 3.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換41-47
• 3.2.1 常用坐標(biāo)系統(tǒng)41-43
• 3.2.2 大地坐標(biāo)系與空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換43
• 3.2.3 WGS1984坐標(biāo)系與北京1954坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換43-44
• 3.2.4 大地坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換44-47
• 3.3 基于遙感圖像的地圖更新47-48
• 3.3.1 RS圖像幾何校正47
• 3.3.2 RS圖像坐標(biāo)配準(zhǔn)47-48
• 3.4 屬性數(shù)據(jù)管理48-49
• 3.4.1 屬性數(shù)據(jù)輸入48
• 3.4.2 外部數(shù)據(jù)文件的連接48-49
• 3.5 小結(jié)49-50
• 第四章 田間數(shù)據(jù)分析與農(nóng)田信息管理50-74
• 4.1 統(tǒng)計分析50-51
• 4.2 相關(guān)分析51-52
• 4.3 空間插值分析52-62
• 4.3.1 主要空間插值方法的比較與分析52-55
• 4.3.2 反距加權(quán)法(IDW)55-56
• 4.3.3 局部平均法56-58
• 4.3.4 分形理論與數(shù)字卷積濾波技術(shù)在空間插值中的應(yīng)用58-62
• 4.4 緩沖區(qū)分析62
• 4.5 疊加分析62-63
• 4.6 模糊綜合評價63-68
• 4.6.1 模糊綜合評價的數(shù)學(xué)模型63-64
• 4.6.2 應(yīng)用示例64-68
• 4.7 分層聚類分析68-71
• 4.7.1 分層聚類方法68-69
• 4.7.2 應(yīng)用示例69-71
• 4.8 農(nóng)田信息管理71-72
• 4.9 小結(jié)72-74
• 第五章 土壤采樣規(guī)劃74-84
• 5.1 主要土壤采樣方法的比較與分析74-76
• 5.2 土壤柵格采樣規(guī)劃76
• 5.3 土壤指導(dǎo)采樣規(guī)劃76-83
• 5.3.1 指導(dǎo)采樣的參考信息77-79
• 5.3.2 擬采樣點的布置79
• 5.3.3 空間搜索判斷與“貢獻率”的計算79-80
• 5.3.4 應(yīng)用示例80-83
• 5.4 小結(jié)83-84
• 第六章 冬小麥變量施肥決策支持84-97
• 6.1 冬小麥概述84-85
• 6.2 了解農(nóng)田的產(chǎn)量狀況85-88
• 6.2.1 冬小麥單產(chǎn)水平85-87
• 6.2.2 產(chǎn)量空間分布差異87-88
• 6.3 優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)量88-90
• 6.4 制定變量施肥管理措施90-92
• 6.5 應(yīng)用示例92-96
• 6.6 小結(jié)96-97
• 第七章 系統(tǒng)應(yīng)用97-108
• 7.1 系統(tǒng)界面97-98
• 7.2 示范農(nóng)場地理信息庫的建立98-99
• 7.3 基本農(nóng)田信息管理99-100
• 7.4 田間土壤采樣規(guī)劃100
• 7.5 獲得田間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征100-103
• 7.6 尋找作物產(chǎn)量的限制因素103-106
• 7.7 生成田間信息分布圖106
• 7.8 生成定位施藥處方圖106-107
• 7.9 小結(jié)107-108
• 第八章 結(jié)論與建議108-110
• 8.1 主要研究結(jié)論108-109
• 8.2 進一步研究的建議109-110
• 參考文獻110-116
• 致謝116-117
• 附錄 地塊A、B、C田間采樣數(shù)據(jù)117-128
• 作者簡介128-129

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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7 陳光;B/S模式耕地地力監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

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10 習(xí)永強;旱情監(jiān)測信息管理系統(tǒng)研究[D];西北大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于GIS組件的農(nóng)田空間信息管理系統(tǒng)的開發(fā)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：294943