本文關(guān)鍵詞：基于多源數(shù)據(jù)的田塊尺度精準(zhǔn)管理分區(qū)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著糧食產(chǎn)量的不斷提升,農(nóng)用化肥的研發(fā)、銷售、施用也在不斷加強(qiáng),但與此同時(shí)突顯出的問題也越來越多,化肥的過量施用便是最突出的問題之一。過量施肥不僅造成肥料資源的浪費(fèi),更是對農(nóng)業(yè)生態(tài)造成了大量的面源污染,降低了農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,甚至降低農(nóng)作物的生產(chǎn)品質(zhì)。因此,科學(xué)合理有效的提高肥料利用率,對農(nóng)業(yè)生態(tài)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有重大而現(xiàn)實(shí)的意義。精準(zhǔn)管理分區(qū)便是提高肥料利用率最有效的方法之一。精準(zhǔn)管理分區(qū)就是把特定的區(qū)域分成獨(dú)立的小單元,每個(gè)單元內(nèi)具有相同的特性,然后對不同屬性的單元進(jìn)行變量施肥。傳統(tǒng)的精準(zhǔn)管理分區(qū)大多以田間土壤網(wǎng)格采樣為主,通過分析影響作物生產(chǎn)的土壤理化性質(zhì)或產(chǎn)量數(shù)據(jù)來劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)。田間土壤網(wǎng)格采樣,需要消耗大量的人力、物力、財(cái)力,并且時(shí)效性差,難以大規(guī)模推廣,實(shí)用性較差。而采用遙感技術(shù)劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)比田間網(wǎng)格采樣具有更大的優(yōu)勢,不需要在田間消耗大量的時(shí)間、降低變量施肥成本,并且具有更高的時(shí)效性,適合大規(guī)模推廣試驗(yàn)。本文選取黑龍江省北安市紅星農(nóng)場為試驗(yàn)區(qū),根據(jù)往年作物產(chǎn)量記錄,選取作物長勢差異明顯的大豆種植地塊進(jìn)行研究。在大豆播種前期的裸土地塊上進(jìn)行田間網(wǎng)格采樣,采取土壤樣本,并分析土壤的理化性質(zhì)。分別以土壤理化性質(zhì)和遙感影像為數(shù)據(jù)源對田塊劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)。首先以土壤樣本的理化性質(zhì)為數(shù)據(jù)源,結(jié)合ISODATA分區(qū)算法劃分精準(zhǔn)管理分區(qū);其次,考慮到田塊的地形起伏很大,結(jié)合土壤理化性質(zhì)和高程、坡度、坡向進(jìn)行ISODATA劃分精準(zhǔn)管理分區(qū);然后,分別以單一時(shí)期的裸土和作物生長期的高分一號遙感影像進(jìn)行面向?qū)ο蠓指?最后,用多時(shí)相植被指數(shù)影像進(jìn)行面向?qū)ο蠓指顒澐志珳?zhǔn)管理分區(qū)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)以土壤理化性質(zhì)劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)效果較好�；谕寥赖睦砘再|(zhì),利用ISODATA分區(qū)算法劃分精準(zhǔn)管理分區(qū),精準(zhǔn)管理分區(qū)內(nèi)變異性以土壤理化性質(zhì)的空間變異性為判斷依據(jù)。劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)后土壤理化性質(zhì)的變異系數(shù)在2.3%到70%之間,相對于整個(gè)地塊,土壤理化性質(zhì)有不同程度的下降,并且精準(zhǔn)管理分區(qū)各單元之間具有一定的空間異質(zhì)性。因此,以土壤理化性質(zhì)為數(shù)據(jù)源劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)有一定的效果。(2)結(jié)合地形數(shù)據(jù)劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)可以提高精度。試驗(yàn)區(qū)的地形起伏較大,不同的地形對于施入的化肥流向有一定的影響。因此,在綜合考慮地形數(shù)據(jù)的情況下再次進(jìn)行ISODATA分區(qū)。分區(qū)結(jié)果顯示土壤理化性質(zhì)的空間變異性同樣得到下降,并且結(jié)合地形數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)管理分區(qū)劃分結(jié)果略好。(3)基于多尺度分割并以裸土?xí)r期遙感影像為數(shù)據(jù)源劃分精準(zhǔn)管理分區(qū)效果最好�；诙喑叨确指畹木珳�(zhǔn)管理分區(qū)精度更高,更適合變量施肥。本文對裸土?xí)r期地塊的高分一號影像進(jìn)行多尺度分割,并評價(jià)最優(yōu)分割尺度。結(jié)果表明,土壤理化性質(zhì)的變異性有較大幅度的下降,并且各精準(zhǔn)管理分區(qū)間的空間異質(zhì)性得到提升,優(yōu)于以土壤理化性質(zhì)劃分的精準(zhǔn)管理分區(qū)。(4)基于裸土影像的精準(zhǔn)管理分區(qū)比基于多時(shí)相植被指數(shù)的精準(zhǔn)管理分區(qū)具有更高的精度。在對比分析了5月1日的裸土?xí)r期影像、7月16日作物生長期遙感影像和4月1日、5月20日、7月16日、9月4日的多時(shí)相植被指數(shù)的多尺度分割后,結(jié)果表明,裸土?xí)r期的遙感影像為最佳分區(qū)時(shí)期,作物生長期遙感影像的分區(qū)次之,多時(shí)相植被指數(shù)的分區(qū)并不理想。
【關(guān)鍵詞】：紅星農(nóng)場 精準(zhǔn)管理分區(qū) 多尺度分割 ISODATA
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S127
【目錄】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景與目的意義13-14
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究意義與目的14
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展14-18
• 1.2.1 土壤理化性質(zhì)空間變異研究進(jìn)展14-16
• 1.2.2 精準(zhǔn)管理分區(qū)研究進(jìn)展16-18
• 1.3 研究內(nèi)容和研究方法18-20
• 1.3.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.3.2 研究方法19-20
• 1.4 技術(shù)路線20-21
• 2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)獲取21-25
• 2.1 研究區(qū)概況21-22
• 2.2 數(shù)據(jù)處理22-25
• 2.2.1 高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)介紹22-23
• 2.2.2 高分一號影像獲取與預(yù)處理23
• 2.2.3 計(jì)算植被指數(shù)23-24
• 2.2.4 田間網(wǎng)格采樣24
• 2.2.5 提取坡度與坡向24-25
• 3 概念界定與理論基礎(chǔ)25-33
• 3.1 精準(zhǔn)管理分區(qū)定義25
• 3.2 空間變異分析25-28
• 3.2.1 區(qū)域化變量理論25-26
• 3.2.2 半方差變異函數(shù)26-27
• 3.2.3 空間插值原理27-28
• 3.3 主成分分析28-29
• 3.4 精準(zhǔn)管理分區(qū)原理29-33
• 3.4.1 ISODATA聚類分區(qū)算法29-30
• 3.4.2 多尺度分割算法30-33
• 4 基于土壤理化性質(zhì)的精準(zhǔn)管理分區(qū)劃分及結(jié)果評價(jià)33-44
• 4.1 土壤理化性質(zhì)描述統(tǒng)計(jì)量分析33-34
• 4.2 地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析34-37
• 4.2.1 空間變異性分析34-35
• 4.2.2 克里金插值35-37
• 4.3 土壤理化性質(zhì)的主成分分析37-39
• 4.4 土壤理化性質(zhì)的ISODATA聚類分區(qū)39-41
• 4.5 土壤理化性質(zhì)結(jié)合地形數(shù)據(jù)ISODATA聚類分區(qū)41-43
• 4.6 小結(jié)43-44
• 5 基于遙感數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)管理分區(qū)劃分及結(jié)果評價(jià)44-51
• 5.1 基于遙感影像反射率的精準(zhǔn)管理分區(qū)44-47
• 5.2 基于植被指數(shù)的精準(zhǔn)管理分區(qū)47-50
• 5.3 分區(qū)結(jié)果分析與評價(jià)50
• 5.4 小結(jié)50-51
• 6 結(jié)論與展望51-53
• 6.1 結(jié)論51-52
• 6.2 不足之處52
• 6.3 展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58

  本文關(guān)鍵詞：基于多源數(shù)據(jù)的田塊尺度精準(zhǔn)管理分區(qū)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：446624