利用作物生長(zhǎng)模型模擬小麥區(qū)域生產(chǎn)力,分析氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響是研究糧食安全的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。擁有操作方便、計(jì)算快速特點(diǎn)的小麥區(qū)域生產(chǎn)力模擬系統(tǒng),可有效提高作物生長(zhǎng)模型區(qū)域應(yīng)用能力。該研究在分解小麥生長(zhǎng)模型WheatGrow算法基礎(chǔ)上,利用Python語(yǔ)言構(gòu)建了格網(wǎng)化小麥生長(zhǎng)模型,實(shí)現(xiàn)了基于空間格網(wǎng)數(shù)據(jù)的小麥區(qū)域生產(chǎn)力模擬。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明:模擬產(chǎn)量的均方根誤差為1 070 kg/hm²,標(biāo)準(zhǔn)均方根誤差小于20%,系統(tǒng)所集成的WheatGrow模型具有較好的預(yù)測(cè)性;同時(shí),結(jié)合格網(wǎng)數(shù)據(jù)分塊構(gòu)建區(qū)域模擬的并行計(jì)算策略,優(yōu)化了區(qū)域模擬的性能。在此基礎(chǔ)上,采用GIS組件式開(kāi)發(fā)模式,在.NET平臺(tái)下開(kāi)發(fā)格網(wǎng)化小麥生長(zhǎng)模擬預(yù)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)模型與GIS耦合,為研究區(qū)域小麥產(chǎn)量潛力,評(píng)估氣候變化對(duì)小麥生長(zhǎng)影響,制定農(nóng)業(yè)決策提供軟件工具。

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【部分圖文】：

圖62013年中國(guó)冬麥區(qū)不同空間分辨率下光溫生產(chǎn)潛力模擬

從專題圖上看，系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求，選擇不同空間分辨率的格網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)區(qū)域光溫生產(chǎn)潛力的模擬（圖6）。模擬結(jié)果的空間分布趨勢(shì)基本一致，但是格網(wǎng)輸入數(shù)據(jù)的分辨率對(duì)區(qū)域光溫生產(chǎn)潛力模擬結(jié)果具有顯著影響，隨空間分辨率逐漸增大，模擬結(jié)果空間分布細(xì)節(jié)特征逐漸消失。這種可視化分析結(jié)果也表明了....

圖1格網(wǎng)化小麥生長(zhǎng)模擬預(yù)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)路線圖

本研究基于系統(tǒng)的需求分析，分解重構(gòu)了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的小麥生長(zhǎng)模型WheatGrow算法[6]，采用Python編程語(yǔ)言結(jié)合Numpy包和Multiprocessing包實(shí)現(xiàn)并行化的格網(wǎng)化WheatGrow模型，并在ESRI?ArcGIS的環(huán)境下，將格網(wǎng)化WheatGrow封....

圖2系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)基于Microsoft?.NET平臺(tái)，以ESRI?ArcGISEngine組件式開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)，使用C#開(kāi)發(fā)的桌面端應(yīng)用程序。主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、軟件構(gòu)建層與客戶終端層（圖2）。2.1基礎(chǔ)設(shè)施層

圖3WheatGrow模型結(jié)構(gòu)流程圖

WheatGrow模型是以小麥生長(zhǎng)發(fā)育及生產(chǎn)力形成的過(guò)程機(jī)理為基礎(chǔ)，以氣象、土壤、品種和管理技術(shù)為驅(qū)動(dòng)變量而構(gòu)建的小麥生長(zhǎng)模擬模型。模型包括頂端發(fā)育與物候期、光合作用與干物質(zhì)生產(chǎn)、器官發(fā)育與建成、同化物分配與產(chǎn)量形成、土壤水分與養(yǎng)分平衡5個(gè)子模型[20-22]。模型利用作物生理發(fā)....

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