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基于掌上电脑的农田信息采集系统的研究

方慧  
【摘要】: 精细农业是一个多学科的综合技术范畴,是农艺与农机技术、信息技术高度结合的系统工程。精细农业技术是一种以信息为基础的农业管理系统,它的技术思想是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素,及其实际存在的空间和时间变异性,再根据各因素在作物生长中的作用,分析影响小区产量差异的原因,由GIS系统迅速做出决策,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控。 精细农业就其思想来说是非常合理而有先进性的,但把这种思想变成现实也是有相当的难度的。这个过程首先是有很多技术上的工作要做。而这些技术工作主要是现有的各种高新技术在农业中的应用,而在这个应用过程中,由于农业生产的特殊性,又必然会产生新的理论研究的必要性及新技术的发明。笔者认为,这些工作组成了精细农业研究工作的大部分内容。而本论文的研究,也正是这些工作中的一部分。 本论文的主要研究工作主要分为两大部分: ①基于掌上电脑的农田信息采集系统分析、设计与开发:本论文在充分掌握了掌上电脑的特点及开发环境的前提下,首先是用面向对象的方法来分析一个假想的农场中的各个地物的关系,然后在借鉴了各种经典设计模型的基础上,提出了一个面向对象的农场模型。这个模型首先可以很好地描述一个农场这样的环境,其次,它的建立使农田信息的采集与控制过程非常容易实现,另外,它还具有很好的扩展性。 由于掌上电脑软硬件环境的限制,其系统实现也有一些特殊性。在系统的实现过程,本文充分注意到了这些特殊性。在实现的内容上,本文在研究了各种可能的采样方案的基础上,提出了5种最可能方案,并用前面的模型为基础来实现。本文还进一步实现了在掌上电脑上进行空间分析计算的模块,这样,这个系统既能实时地采样,又能即时地了解农田属性的分布信息。这样的实现使系统很有农业特色。另外,针对掌上电脑的特点,还做了一些减少掌上电脑的硬件约束的设计,如实现了用平衡二叉树来作为点的字典,并在实现过程中,自己设计了内存管理类,以尽量合理地使用掌上电脑的系统资源等。 ②GPS精度分析:在精细农业中,由于相当一部的信号是GPS的信号,所以,本论文首先分析了农用GPS Ag132的特性。通过对Ag132大量实验和精度分析,提出了可以通过GPS信号接收时的几何精度因子、卫星个数等首先剔除 浙江大学博士学位论文 摘要 一批GPS信号中的异常值,然后可以通过垂向的按几何精度因子分组判别法 剔除一些异常值。并提出一种简便而有效的估计最佳的静态定位实验时间的 方法,即观察均值的变化法。另外,根据实验数据,估计了Ag132在本地使 用的静态差分水平定位精度为:有80.9%的点落入半径为drms(即:0.52) 的圆内,92厂%的点落入半径为Zdrms(即:l刀4)的圆内。而动态差分水平 定位的最坏估计为2.sin。当用Agl32的静态差分定位来进行农田上水平定位 时,最小被测的地块的每边长最好不小于3m,而用动态差分定位时,最小被 测的地块的每边长最好不小于sin。这些研究工作,是我们今后合理使用 Agl32的依据。


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