【摘要】：土壤墑情主要用于反映兩個(gè)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(duì)土壤水分的吸收量。土壤墑情對(duì)于農(nóng)作物的根系生長起到了直接的影響,是一項(xiàng)重要的因素。但是從當(dāng)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(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且在時(shí)效性方面也比較差,難以對(duì)土壤墑情變化情況進(jìn)行及時(shí)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(duì)土壤墑情的數(shù)據(jù)處理效率進(jìn)行有效的提升,最終強(qiáng)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(duì)象,對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)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(duì)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)采集的相關(guān)移動(dòng)終端進(jìn)行設(shè)計(jì),此次設(shè)計(jì)的是ASW-4移動(dòng)終端,這種型號(hào)的移動(dòng)終端可以對(duì)土壤樣本里的水分含量進(jìn)行快速的測量,而這些數(shù)據(jù)還能利用GPRS發(fā)回?cái)?shù)據(jù)中心,同時(shí)還具備了GPS功能,這種功能可以對(duì)采樣點(diǎn)坐標(biāo)的相關(guān)信息進(jìn)行定位。ASW-4移動(dòng)終端相對(duì)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(jì)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(gè)系統(tǒng)能夠?qū)SW-4移動(dòng)終端傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收,同時(shí)還對(duì)擴(kuò)展接口進(jìn)行了預(yù)留,此外還能對(duì)固定監(jiān)測站的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǔ)存、數(shù)據(jù)顯示以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?對(duì)于采樣點(diǎn)的土壤含水量變化能夠?qū)崟r(shí)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(jìn)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(xí)樣本的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)土壤墑情預(yù)告模型的構(gòu)建,最后采用遺傳算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(jìn)行了推廣使用,按照實(shí)際應(yīng)用情況,系統(tǒng)可以穩(wěn)定地運(yùn)行,提高了監(jiān)測效率與和預(yù)告效率,確保了當(dāng)?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(yùn)用得較多，其基礎(chǔ)是 GSM 系統(tǒng)，它對(duì) TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行甚至能夠跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行直接的連接。相對(duì)來說，GPRS 的特點(diǎn)主要有下面三個(gè)：第一個(gè)特點(diǎn)是 GPRS 能夠做到實(shí)時(shí)在的設(shè)備可以隨時(shí)隨刻跟網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系。在對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問的時(shí)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(jìn)行傳輸，則設(shè)備還是會(huì)跟互聯(lián)系，不但能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸進(jìn)行主動(dòng)的傳送，還可以不用重新?lián)芴?hào)，網(wǎng)絡(luò)狀持。第二個(gè)特點(diǎn)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(gè)特點(diǎn)是按照傳輸量進(jìn)行相關(guān)的收費(fèi)，所以即便永遠(yuǎn)在線量數(shù)據(jù)未產(chǎn)生，則費(fèi)用不會(huì)消耗[30]。 土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的采集終端采用了 ASW-4 型號(hào)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(xì)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(hào)WR-100W，實(shí)物外型及尺寸圖如圖 2-2 所示。這種傳感器可以對(duì)土壤水分的含量進(jìn)為精確的測量，此外還能夠?qū)ν寥赖臏囟冗M(jìn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S152.7

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本文編號(hào)：2645449