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《河北农业大学》 2003年
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基于组件式GIS的精准农业变量施肥处方系统应用研究

侯顺艳  
【摘要】： 变量施肥处方是实现精准农业变量投入技术的前提，是变量施肥机械在田间实施变量作业的依据。该文以国内外已有的变量施肥理论为指导，以软件工程和GIS技术为基础，研究开发基于组件式GIS的精准农业变量施肥处方系统，以便实现在施肥处方指导下的田间变量作业。以面向对象的设计方法为基础，利用“组件对象模型”基础上OLE/ActiveX技术实现基于地统计学的空间插值软件实现及与施肥处方系统的无缝集成；应用基于矢量网格的空间叠加分析方法解决栅格和常规矢量数据结构在处方生成中的局限，生成了基于土壤养分和目标产量为主要因素的施肥处方；利用松散耦合技术将ComGIS与施肥专家系统进行有效集成；充分考虑施肥机对施肥处方数据结构要求，在WGS-84坐标系下采用具有栅格单元的矢量施肥处方。 精准农业变量施肥处方系统采用组件式GIS软件开发工具MapObject2.0，并辅以可视化编程语言Visual C++和Windows98/NT平台。系统实现了以下主要功能：应用不同的插值方法实现点状信息向面状信息的转化，生成农田土壤养分空间分布图；以土壤采样测试分析数据作为土壤背景养分，并根据历史产量及其他信息分析确定施肥所要达到的目标产量，通过集成施肥模型和专家知识实现智能决策，生成田间定位施肥处方；然后用ATAFLASH卡导入到变量施肥机械控制计算机上，指导其田间变量作业。
【关键词】：组件式GIS 精准农业 变量施肥处方
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：P208
【目录】：
  • 引言7-10
  • 1 本文的研究内容及其技术路线10-11
  • 1.1 本文的研究内容10
  • 1.2 本文的技术路线10-11
  • 2 地理信息系统(GIS)概述11-19
  • 2.1 GIS基本概念11
  • 2.2 GIS功能概述11-12
  • 2.3 GIS软件的发展12-16
  • 2.3.1 GIS的组件化趋势12-14
  • 2.3.2 应用型GIS开发方式14-15
  • 2.3.3 GIS实现方式的分析与比较15-16
  • 2.4 组件式地理信息系统(ComGIS)16-19
  • 2.4.1 组件技术16-17
  • 2.4.2 ComGIS概念17
  • 2.4.3 ComGIS特点17-19
  • 3 精准农业变量施肥处方系统及技术关键19-44
  • 3.1 变量施肥处方19-24
  • 3.1.1 空间数据的基本特点19
  • 3.1.2 矢量数据的特点19-20
  • 3.1.3 栅格数据及其特点20
  • 3.1.4 施肥处方的数据结构20
  • 3.1.5 生成施肥处方流程20-22
  • 3.1.6 施肥处方生成的关键步骤22-24
  • 3.2 面向对象技术24-25
  • 3.3 空间数据内插技术25-33
  • 3.3.1 地统计学应用优势26
  • 3.3.2 空间数据的内插方法26-32
  • 3.3.3 搜索策略32-33
  • 3.4 空间叠加分析技术33-36
  • 3.4.1 空间叠加分析简介33-34
  • 3.4.2 施肥处方叠加分析34-36
  • 3.5 ComGIS与专家系统施肥模型集成36-40
  • 3.5.1 专家系统概念36
  • 3.5.2 专家系统施肥模型36-38
  • 3.5.3 GIS与专家系统(ES)的集成38-39
  • 3.5.4 ComGIS与施肥模型的集成方案39-40
  • 3.6 数据交换40-44
  • 3.6.1 椭球体、基准面及高斯投影40-41
  • 3.6.2 坐标系转换41-44
  • 4 精准农业变量施肥处方系统设计与功能介绍44-57
  • 4.1 系统建设目标44
  • 4.2 系统设计原则44
  • 4.3 系统逻辑结构设计44-45
  • 4.4 系统的数据流程45-46
  • 4.5 系统功能结构46-47
  • 4.6 系统设计的软硬件环境47
  • 4.7 系统采用的技术方案47-48
  • 4.8 系统的功能及实现48-56
  • 4.8.1 数据库管理48-49
  • 4.8.2 地图绘制及操作49
  • 4.8.3 查询分析系统49-51
  • 4.8.4 空间数据内插51-52
  • 4.8.5 坐标系变换52
  • 4.8.6 施肥处方生成52-56
  • 4.9 系统界面及性能特点56-57
  • 5 施肥处方田间作业57-60
  • 5.1 施肥机实施变量作业原理57
  • 5.2 施肥处方指导智能机械田间作业57-60
  • 6 结论与展望60-62
  • 6.1 主要结论60
  • 6.2 展望60-62
  • 参考文献62-69
  • 英文摘要69-70
  • 致谢70

【引证文献】
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2 胡玲燕;基于光传感器的变量施肥控制系统的开发[D];太原理工大学;2010年
3 麻灵;综合气候条件的变量施肥决策系统研究[D];东北农业大学;2011年
4 耿向宇;基于GPS\GPRS的变量施肥机控制系统研究[D];上海交通大学;2007年
5 刘宇晶;基于GIS的区域地质灾害信息管理系统的研发[D];中国地质大学（北京）;2006年
6 胡德勇;基于组件式GIS的耕地地力评价信息系统研究[D];湖南农业大学;2004年
7 李兵;基于GIS的土地利用规划管理信息系统建设研究[D];西南农业大学;2003年
8 王雪峰;基于RS与GIS的变量施肥处方生成系统研究[D];大连理工大学;2004年
9 朱怀松;基于组件式GIS的城镇土地定级估价信息系统研究与实现[D];新疆大学;2004年
10 杨舒奎;基于WebGIS数字地图的设计与开发[D];华中科技大学;2005年
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