【摘要】：土壤墑情主要用于反映兩個方面的含水量:一是農(nóng)作物耕作層的土壤含水量;二是農(nóng)作物對土壤水分的吸收量。土壤墑情對于農(nóng)作物的根系生長起到了直接的影響,是一項重要的因素。但是從當前的情況看,土壤墑情絕大多數(shù)的檢測和預(yù)告方法都比較的費時費力,而且在時效性方面也比較差,難以對土壤墑情變化情況進行及時反映。在互聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)的快速發(fā)展下,土壤墑情預(yù)告如果使用更多的信息化技術(shù),則能對土壤墑情的數(shù)據(jù)處理效率進行有效的提升,最終強化我國農(nóng)業(yè)用水的效率,成為抗旱部門的重要決策依據(jù)。所以此次研究以農(nóng)田土壤墑情預(yù)告系統(tǒng)模型的構(gòu)建作為對象,對以下內(nèi)容進行了深入研究:(1)土壤墑情的數(shù)據(jù)采集是第一步,所以首先對土壤水分數(shù)據(jù)采集的相關(guān)移動終端進行設(shè)計,此次設(shè)計的是ASW-4移動終端,這種型號的移動終端可以對土壤樣本里的水分含量進行快速的測量,而這些數(shù)據(jù)還能利用GPRS發(fā)回數(shù)據(jù)中心,同時還具備了GPS功能,這種功能可以對采樣點坐標的相關(guān)信息進行定位。ASW-4移動終端相對來說成本比較低,而且在操作方面非常的簡便,一般不受地理位置的限制,有著很高的靈活性,在配合固定監(jiān)測站的情況下,就能夠在區(qū)域覆蓋方面能夠做到均勻而全面。(2)此次設(shè)計開發(fā)的農(nóng)田土壤墑情信息系統(tǒng)是以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的。這個系統(tǒng)能夠?qū)SW-4移動終端傳輸過來的數(shù)據(jù)進行接收,同時還對擴展接口進行了預(yù)留,此外還能對固定監(jiān)測站的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的接收。在功能方面,不但有數(shù)據(jù)采集,還有數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)顯示以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?對于采樣點的土壤含水量變化能夠?qū)崟r監(jiān)測與預(yù)告,并通過圖形的方式展現(xiàn)出來。系統(tǒng)結(jié)合了土壤水分和農(nóng)作物生長期,可以作出比較精確的土壤墑情分析,進而掌握監(jiān)測區(qū)域土壤墑情的整體趨勢。(3)此次研究的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習樣本的數(shù)據(jù)采集點為新鄉(xiāng)市原陽縣元武鎮(zhèn)固定墑情監(jiān)測站,通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建土壤墑情預(yù)告系統(tǒng)模型。經(jīng)過相關(guān)的分析,預(yù)告模型的輸入變量為三個層次的土壤樣本含水量、研究區(qū)的降水量、平均溫度、空氣濕度以及日照時間,而輸出變量則是次日土壤樣本第二層次的含水量,通過該流程實現(xiàn)土壤墑情預(yù)告模型的構(gòu)建,最后采用遺傳算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化,目的是為了提升預(yù)告模型的信息預(yù)告精度。此次研究成果已在新鄉(xiāng)市衛(wèi)濱區(qū)、牧野區(qū)、獲嘉縣、原陽縣、延津縣等地進行了推廣使用,按照實際應(yīng)用情況,系統(tǒng)可以穩(wěn)定地運行,提高了監(jiān)測效率與和預(yù)告效率,確保了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
【圖文】：

通信技術(shù)之后發(fā)展起來的。GPRS 的適用領(lǐng)域較為廣泛，，特別在中流量以的一些數(shù)據(jù)傳輸里運用得較多，其基礎(chǔ)是 GSM 系統(tǒng)，它對 TCP/IP 協(xié)議進行甚至能夠跟互聯(lián)網(wǎng)進行直接的連接。相對來說，GPRS 的特點主要有下面三個：第一個特點是 GPRS 能夠做到實時在的設(shè)備可以隨時隨刻跟網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)系。在對互聯(lián)網(wǎng)進行訪問的時候，相關(guān)設(shè)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收取和發(fā)送。若沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)進行傳輸，則設(shè)備還是會跟互聯(lián)系，不但能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸進行主動的傳送，還可以不用重新?lián)芴枺W(wǎng)絡(luò)狀持。第二個特點是 GPRS 的數(shù)據(jù)傳輸比較快，它的傳輸技術(shù)為分組交換，能大的數(shù)據(jù)包。第三個特點是按照傳輸量進行相關(guān)的收費，所以即便永遠在線量數(shù)據(jù)未產(chǎn)生，則費用不會消耗[30]。 土壤水分數(shù)據(jù)的采集終端采用了 ASW-4 型號的測速儀，這種測速儀能夠很好地測量土壤水分，其結(jié)構(gòu)3S 接收模塊、土壤水分傳感器模塊、數(shù)據(jù)中心模塊等，詳細的結(jié)構(gòu)圖如圖 2

農(nóng)田土壤墑情預(yù)告系統(tǒng)模型的研究PRS/GSM 模塊提取處理，所處理的地方是數(shù)據(jù)中心。.3.1 溫濕度傳感器所使用到的土壤水分傳感器是昆明飛云電子儀器公司所生產(chǎn)的，型號WR-100W，實物外型及尺寸圖如圖 2-2 所示。這種傳感器可以對土壤水分的含量進為精確的測量，此外還能夠?qū)ν寥赖臏囟冗M行測量，整體上小巧玲瓏，比較方便，所以在土壤墑情的相關(guān)研究里使用得較多，除了濕度以外，還能夠得到溫度詩句以這種傳感器也叫做土壤溫濕度傳感器。
【學(xué)位授予單位】：河南科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S152.7

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本文編號：2645449