借助智能手機和gps制定作物精確栽培方案的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，它通過智能手機裝載農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場利用GPS接收裝置定位田塊，選擇田塊栽培管理階段，并輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)或?qū)崟r苗情數(shù)據(jù)，通過智能手機處理程序的作物管理知識模型模塊進行運算決策，生成精確管理方案。本發(fā)明實施方法簡單，使用主流的智能手機設(shè)備作為決策工具，方便攜帶，制定的方案具有實用性和可靠性。本發(fā)明還公開了一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的系統(tǒng)，用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法。
【專利說明】借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作物精確栽培管理領(lǐng)域，特別涉及一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]20世紀(jì)后半期世界農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，除了依靠生物技術(shù)的進步和耕地面積、灌溉面積的擴大外，基本上是在化肥與農(nóng)藥等化學(xué)品和礦物能源的大量投入條件下獲得的。由此引起的水土流失、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)產(chǎn)品和地下水污染、水體富營養(yǎng)化等生態(tài)環(huán)境問題，已引起了國際社會的廣泛關(guān)注，并推動了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和精確農(nóng)作理論的產(chǎn)生和發(fā)展。
[0004]精確農(nóng)作(精確管理)的含義是按照田間每一操作單元的具體條件，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項土壤和作物管理措施，最大限度地優(yōu)化使用各項農(nóng)業(yè)投入，以獲取最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益。精確農(nóng)作要實現(xiàn)3個方面的精確:定位準(zhǔn)確即對于每一耕作小地塊，如每畝或每100平方米亦或每平方米地塊的精確定位；定量精確即根據(jù)作物的生育階段及生長狀況，精確給出最科學(xué)的施肥、灌溉、噴藥配方及耕作措施等；定時精確即給出管理措施的最佳準(zhǔn)確時間。
[0005]目前，精確農(nóng)作田間作業(yè)管理實施的主要技術(shù)方法為:裝載有GPS接收器和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收割機，定時、連續(xù)采集田間位置數(shù)據(jù)和對應(yīng)地塊的產(chǎn)量數(shù)據(jù)；經(jīng)過計算機處理形成作物產(chǎn)量圖；根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力等參數(shù)的空間分布圖；經(jīng)作物生長模擬模型、投入產(chǎn)出模型、專家系統(tǒng)等建立的輔助決策系統(tǒng)進行管理決策，再經(jīng)決策者做出決策，形成作業(yè)管理處方圖；根據(jù)處方圖進行定位作業(yè)管理。
[0006]這種方法存在的問題表現(xiàn)在:
[0007](I)機械化程度要求較高，僅適用于我國規(guī)?；?jīng)營的大型國營農(nóng)場和較發(fā)達的地區(qū)，而在以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主要經(jīng)濟形式分散經(jīng)營的大部分農(nóng)村則難以應(yīng)用。
[0008](2)管理處方圖是在田間作業(yè)前于室內(nèi)完成，當(dāng)田間管理中實際情況發(fā)生改變時，例如選種作物品種改變時，需要在室內(nèi)重新形成管理處方圖，影響了管理的時效性。
[0009](3)管理方案只包括作物播前管理措施，沒有涉及作物整個生育期的管理方法，因此無法根據(jù)作物生長過程中的具體情況進行產(chǎn)中因苗實時管理調(diào)控。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種能夠適用于我國規(guī)?；?jīng)營的大型國營農(nóng)場和較發(fā)達的地區(qū)，而且還有利于在以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制或種糧大戶為主的大部分農(nóng)村推廣使用，并具有智能化、形象化、便攜式的優(yōu)點，能夠基于農(nóng)田差異的變量投入，獲取較高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益的作物精確栽培方案的制定方法和一個用于實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。
[0011]技術(shù)方案:一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，它通過智能手機裝載農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場利用GPS接收裝置定位田塊，選擇田塊栽培管理階段，并輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)或?qū)崟r苗情數(shù)據(jù)，通過智能手機處理程序的作物管理知識模型模塊進行運算決策，生成精確管理方案。實現(xiàn)最大限度地優(yōu)化使用各項農(nóng)業(yè)投入，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，同時保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
[0012]該方法包括:
[0013]一個數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟，將農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入智能手機；
[0014]一個GPS接收步驟，通過GPS接收裝置接收GPS衛(wèi)星電文；
[0015]一個衛(wèi)星電文解析步驟，解析GPS衛(wèi)星電文以提取當(dāng)前田塊的位置信息；
[0016]一個當(dāng)前田塊在矢量地圖中定位步驟，根據(jù)當(dāng)前的位置信息，通過智能手機處理程序在當(dāng)前農(nóng)區(qū)矢量地圖中定位，突出顯示當(dāng)前所在田塊；
[0017]一個當(dāng)前田塊栽培管理階段選擇步驟，根據(jù)當(dāng)前田塊的農(nóng)作物生長發(fā)育階段，在智能手機上選擇相應(yīng)的田塊栽培管理階段；
[0018]一個數(shù)據(jù)輸入步驟，如果田塊管理階段在播種或移栽前，則輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)；如果在田塊管理階段在生長中期，則輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和實時苗情數(shù)據(jù)；
[0019]一個運算決策步驟，智能手機處理程序進行運算決策，生成播種或移栽前以及生長中期的栽培管理方案；
[0020]一個顯示步驟，在智能手機可視界面上顯示輸出栽培管理方案。
[0021 ] 本發(fā)明中所述的作物包括水稻、小麥、玉米、大豆。
[0022]本發(fā)明中所述的農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)包括:農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)、田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)；所述農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)，是描述農(nóng)田小區(qū)各田塊矢量信息的空間數(shù)據(jù)；所述田塊土壤數(shù)據(jù)，是反映田塊土壤性質(zhì)的數(shù)據(jù)，包括耕層厚度、pH值、物理性粘粒含量、容重、裸土反射率、凋萎系數(shù)、田間持水量、飽和含水量、土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、礦化無機氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、鹽分含量；所述作物品種數(shù)據(jù)，為不同作物品種的遺傳特征參數(shù)，包括產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、主要品質(zhì)指標(biāo)、收獲指數(shù)、分蘗特性、生育期天數(shù)、對溫度的響應(yīng)、對光周期的響應(yīng)、籽粒和秸桿中的氮、磷、鉀含量、耐肥性及抗病性；所述農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)，是農(nóng)區(qū)常年逐日氣象數(shù)據(jù)，包括日最高氣溫、日最低氣溫、日照時數(shù)和日降水量，常年是指近30年單點歷史氣象數(shù)據(jù)的平均值。
[0023]本發(fā)明中所述田塊栽培管理階段包括播種前或移栽前栽培管理階段和生長中期栽培管理階段。
[0024]本發(fā)明中所述的栽培管理措施數(shù)據(jù)包括:作物最早播期、最遲收獲期、播種深度、整地質(zhì)量、水分管理水平、肥料運籌水平、病蟲草害防治水平、栽培技術(shù)水平、肥料利用率。
[0025]本發(fā)明中所述的實時苗情信息包括:葉齡、葉面積指數(shù)、莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量。
[0026]本發(fā)明中程序設(shè)計使用C#編程語言，詳細(xì)算法見曹衛(wèi)星、朱艷編著的《作物管理知識模型》，由中國農(nóng)業(yè)出版社2005年出版。作物管理知識模型是基于作物與環(huán)境的關(guān)系，提煉和總結(jié)出的有關(guān)作物生育和管理調(diào)控指標(biāo)的定量數(shù)學(xué)機理模型。本發(fā)明中所述的作物管理知識模型模塊是根據(jù)作物管理知識模型算法編制的程序功能模塊，它包括:播前栽培管理算法、產(chǎn)中因苗實時調(diào)控算法。所述的播前栽培管理算法，是生成作物播種或移栽前技術(shù)方案的知識模型算法，包括的子算法有:適宜播期算法，用以計算適宜播種期的算法；密度設(shè)計算法，用以計算合理基本苗和播種量的算法；肥料運籌算法，用以計算氮磷鉀施用量、有機氮與無機氮的比例、氮磷鉀肥的基追比的算法；水分管理算法，用以計算總灌溉量及灌溉時期的算法。所述的產(chǎn)中因苗實時調(diào)控算法，是生成作物生長中期調(diào)控方案的知識模型算法，包括的子算法有:肥料調(diào)控算法，用以計算是否需要追肥，以及追肥時期和追肥量的算法；水分調(diào)控算法，用以計算是否需要進行灌溉調(diào)控，以及調(diào)控時期和水分管理措施的算法。
[0027]本發(fā)明中所述的精確管理方案包括:播前栽培管理方案、產(chǎn)中實時調(diào)控方案；所述播前栽培管理方案，包括管理措施項:適宜播期、合理基本苗、播種量、氮磷鉀肥施用量、有機氮與無機氮的比例、氮磷鉀肥的基追比、總灌溉量；所述實時調(diào)控方案，包括管理措施項:下次施肥時期、施肥量、水分調(diào)節(jié)時期、水分管理措施。
[0028]本發(fā)明的智能手機處理程序由VS C#語言編寫，智能手機的具體決策步驟為:
[0029](I)程序開始；
[0030](2)打開農(nóng)區(qū)矢量地圖；
[0031](3)獲取GPS接收裝置的衛(wèi)星信號；
[0032](4)衛(wèi)星電文解析，提取位置信息；
[0033](5)在農(nóng)區(qū)矢量地圖上根據(jù)當(dāng)前位置信息定位，突出顯示當(dāng)前所在田塊；
[0034](6)選擇當(dāng)前田塊內(nèi)種植作物的管理階段；
[0035](7)如果管理階段在播種(移栽)前，則提示輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)，如果在生長中期，則提示輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和實時苗情數(shù)據(jù)；
[0036](8)調(diào)出該田塊的土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)；
[0037](9)根據(jù)7、8兩步輸入和調(diào)出的相關(guān)數(shù)據(jù)，使用作物管理知識模型模塊進行運算決策，生成播種(移栽)前或生長中期的栽培管理方案；
[0038](10)顯示管理方案；
[0039](11)程序結(jié)束。
[0040]本發(fā)明還包括一種用于實現(xiàn)所述借助智能手機和GPS實現(xiàn)作物精確管理的方法的系統(tǒng)，它包括:
[0041]一個控制模塊，用以控制地圖顯示、模型執(zhí)行、用戶輸入、結(jié)果輸出和數(shù)據(jù)庫更新；
[0042]一個屬性數(shù)據(jù)庫，它同控制模塊相連，用以存儲農(nóng)區(qū)田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)；
[0043]一個空間數(shù)據(jù)庫、一個GPS接收裝置和一個地圖模塊，該空間數(shù)據(jù)庫和GPS接收裝置通過地圖模塊與控制模塊相連；其中，空間數(shù)據(jù)庫用以存儲農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)；GPS接收裝置用以接收GPS衛(wèi)星電文，提供當(dāng)前的位置信息；地圖模塊用以顯示農(nóng)區(qū)矢量地圖，和根據(jù)位置信息定位，突出顯示定位田塊；
[0044]—個模型模塊，它同控制模塊相連，用以決策計算，進行程序運行；
[0045]一個傳輸模塊，它同控制模塊相連，用以更新屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫；
[0046]—個輸入模塊，它同控制模塊相連，用以選擇田塊管理階段，或輸入田塊的作物品種類型、目標(biāo)產(chǎn)量、栽培管理措施數(shù)據(jù)和實時苗情數(shù)據(jù)；[0047]一個輸出模塊，它同控制模塊相連，用以顯示輸出結(jié)果。
[0048]本發(fā)明的主要優(yōu)點有:實施方法簡單，使用者可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、管理人員或農(nóng)技推廣人員等，有利于全國范圍內(nèi)大面積推廣；使用主流的智能手機設(shè)備作為決策工具，方便攜帶，可隨時隨地根據(jù)需要制定決策結(jié)果；使用作物管理知識模型作為決策模型，實現(xiàn)了作物生長過程的“因天、因地、因苗”調(diào)控管理，具有好的普適性和科學(xué)性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0050]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0051]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
[0052]圖3是本發(fā)明的產(chǎn)量目標(biāo)模型的基本算法流程圖。
[0053]圖4是本發(fā)明的密度設(shè)計模型的基本算法流程圖。
[0054]圖5是本發(fā)明的總施肥量模型的基本算法流程圖。
[0055]圖6是本發(fā)明的旱田水分管理模型的基本算法流程圖。
[0056]圖7是本發(fā)明的水田水分管理模型的基本算法流程圖。
[0057]圖8生理發(fā)育時間模型的基本算法流程圖。
[0058]圖9適宜葉面積指數(shù)動態(tài)模型的基本算法流程圖。
[0059]圖10適宜干物質(zhì)積累動態(tài)模型的基本算法流程圖。
[0060]圖11因苗實時調(diào)控模型(追肥)的基本算法流程圖。
[0061]圖12示范區(qū)田塊及土壤基礎(chǔ)肥力分布圖。
[0062]圖13示范區(qū)總施氮肥量處方圖。
【具體實施方式】
[0063]本發(fā)明的實施例系統(tǒng)由以下幾部分組成(如附圖1):
[0064]空間數(shù)據(jù)庫，用以存儲農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)；
[0065]GPS接收裝置，用以接收GPS衛(wèi)星電文，提供當(dāng)前的位置信息；
[0066]地圖模塊，用以顯示農(nóng)區(qū)矢量地圖，和根據(jù)位置信息定位，突出顯示定位田塊；
[0067]控制模塊，用以控制地圖顯示、模型執(zhí)行、用戶輸入、結(jié)果輸出和數(shù)據(jù)庫更新；
[0068]屬性數(shù)據(jù)庫，用以存儲農(nóng)區(qū)田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)；
[0069]傳輸模塊，用以更新屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫；
[0070]輸入模塊，用以選擇田塊管理階段，或輸入田塊的作物品種類型、目標(biāo)產(chǎn)量、栽培管理措施數(shù)據(jù)和實時苗情數(shù)據(jù)；
[0071]模型模塊，用以決策計算，是根據(jù)作物管理知識模型算法編制的程序功能模塊；
[0072]輸出申旲塊，用以顯不輸出結(jié)果。
[0073]其中，輸入模塊、地圖模塊、模型模塊、輸出模塊、傳輸模塊和屬性數(shù)據(jù)庫均與控制模塊連接，GPS接收裝置和空間數(shù)據(jù)庫同地圖模塊相連。
[0074]結(jié)合附圖1和附圖2，對本發(fā)明借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法和步驟，作進一步描述為:
[0075](I)使用傳輸模塊將農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入智能手機的空間數(shù)據(jù)庫中，將田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)、農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入智能手機的屬性數(shù)據(jù)庫中；
[0076](2)打開智能手機的GPS接收裝置及處理程序，控制模塊開始初始化，并向地圖模塊發(fā)送初始化命令，地圖模塊調(diào)用空間數(shù)據(jù)庫，打開當(dāng)前農(nóng)區(qū)矢量地圖，并開始接收GPS衛(wèi)星電文；
[0077](3)地圖模塊對衛(wèi)星電文進行解析，提取當(dāng)前的位置信息；
[0078]( 4 )地圖模塊根據(jù)位置信息，在當(dāng)前農(nóng)區(qū)矢量地圖中定位，突出顯示當(dāng)前所在田塊；
[0079](5)地圖模塊將當(dāng)前所在田塊的名稱傳送給控制模塊，由控制模塊調(diào)用輸入模塊，顯示當(dāng)前田塊栽培管理階段的選擇界面；
[0080](6)如果所選田塊栽培管理階段為播種(移栽)前，則輸入模塊顯示輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)界面；如果為稻麥生長中期，則顯示輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和實時苗情數(shù)據(jù)界面；
[0081](7)控制模塊根據(jù)當(dāng)前所在田塊的名稱和作物品種類型調(diào)用屬性數(shù)據(jù)庫，獲取該田塊的土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)；
[0082](8)控制模塊將當(dāng)前田塊的栽培管理措施數(shù)據(jù)或?qū)崟r苗情數(shù)據(jù)，及田塊的土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)傳入模型模塊進行運算決策；
[0083](9)如果管理階段在播種(移栽)前，則模型模塊生成播種(移栽)前的栽培管理方案，如果在生長中期，則模型模塊生成生長中期的栽培管理方案；
[0084]( 10)控制模塊獲得模型模塊的決策方案，并傳送給輸出模塊；
[0085](11)輸出模塊顯示決策方案。
[0086]為了更好的驗證本發(fā)明的實用性和可靠性，以水稻作物為例，于2011年其生長季節(jié)(6月?10月)，在江蘇省吳江市同里鎮(zhèn)北聯(lián)村進行生產(chǎn)試驗?？傮w選取18塊田塊作為示范實施地塊，田塊分布見圖12，其中9塊作為精確農(nóng)作管理示范實施田塊，編號為精確1、精確2、精確3 (對應(yīng)田塊編號為4、5、6、7、10、11、12、15、16);4塊作為傳統(tǒng)專家方案實施田塊(對應(yīng)田塊編號為1、8、13、14)，方案由當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培專家制定；4塊作為農(nóng)戶方案實施田塊(對應(yīng)田塊編號為2、3、9、17、18)，方案為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣栽培方案。
[0087]本實施例就水稻的精確施肥管理過程進行說明。水稻移栽前，將農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)、田塊土壤數(shù)據(jù)、水稻品種數(shù)據(jù)、農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入智能手機。農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)，描述了圖12所示農(nóng)田小區(qū)各田塊矢量信息的空間數(shù)據(jù)；田塊土壤數(shù)據(jù)，是圖12所示田塊土壤性質(zhì)的數(shù)據(jù)，包括耕層厚度、PH值、物理性粘粒含量、容重、裸土反射率、凋萎系數(shù)、田間持水量、飽和含水量、土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、礦化無機氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、鹽分含量；水稻品種數(shù)據(jù)，是吳江地區(qū)常用水稻品種的遺傳特征參數(shù)，包括千粒重、主要品質(zhì)指標(biāo)、收獲指數(shù)、分蘗特性、生育期天數(shù)、對溫度的響應(yīng)、對光周期的響應(yīng)、籽粒和秸桿中的氮、磷、鉀含量、耐肥性及抗病性，表I中列出了示范區(qū)主要的土壤肥力數(shù)據(jù)；農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)，是吳江市常年逐日氣象數(shù)據(jù)，包括逐日最高氣溫、最低氣溫、日照時數(shù)和降水量。
[0088]表I移栽前土壤基礎(chǔ)肥力情況
【權(quán)利要求】
1.一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是它通過智能手機裝載農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場利用GPS接收裝置定位田塊，選擇田塊栽培管理階段，并輸入田塊的作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)或?qū)崟r苗情數(shù)據(jù)，通過智能手機處理程序的作物管理知識模型模塊進行運算決策，生成精確栽培管理方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是它包括: 一個數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟，將農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入智能手機； 一個GPS接收步驟，通過GPS接收裝置接收GPS衛(wèi)星電文； 一個衛(wèi)星電文解析步驟，解析GPS衛(wèi)星電文以提取當(dāng)前田塊的位置信息； 一個當(dāng)前田塊在矢量地圖中定位步驟，根據(jù)當(dāng)前的位置信息，通過智能手機處理程序在當(dāng)前農(nóng)區(qū)矢量地圖中定位，突出顯示當(dāng)前所在田塊； 一個當(dāng)前田塊栽培管理階段選擇步驟，根據(jù)當(dāng)前田塊的農(nóng)作物生長發(fā)育階段，在智能手機上選擇相應(yīng)的田塊栽培管理階段； 一個數(shù)據(jù)輸入步驟，如果田塊 管理階段在播種或移栽前，則選擇或輸入田塊的種植作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和栽培管理措施數(shù)據(jù)；如果田塊管理階段在生長中期，則輸入田塊種植作物品種類型、產(chǎn)量目標(biāo)和實時苗情數(shù)據(jù)； 一個運算決策步驟，智能手機處理程序進行運算決策，生成播種或移栽前以及生長中期的栽培管理方案； 一個顯示步驟，在智能手機可視界面上顯示輸出栽培管理方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是所述作物包括水稻、小麥、玉米、大豆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是所述的農(nóng)區(qū)基本信息數(shù)據(jù)包括:農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)、田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)； 所述農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)，是描述農(nóng)田小區(qū)各田塊矢量信息的空間數(shù)據(jù)； 所述田塊土壤數(shù)據(jù)，是反映田塊土壤性質(zhì)的數(shù)據(jù)，包括耕層厚度、PH值、物理性粘粒含量、容重、裸土反射率、凋萎系數(shù)、田間持水量、飽和含水量、土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、礦化無機氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、鹽分含量； 所述作物品種數(shù)據(jù)，為不同作物品種的遺傳特征參數(shù)，包括產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、主要品質(zhì)指標(biāo)、收獲指數(shù)、分蘗特性、生育期天數(shù)、對溫度的響應(yīng)、對光周期的響應(yīng)、籽粒和秸桿中的氮、磷、鉀含量、耐肥性及抗病性； 所述農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)，是農(nóng)區(qū)常年逐日氣象數(shù)據(jù)，包括日最高氣溫、日最低氣溫、日照時數(shù)和日降水量，常年是指近30年單點歷史氣象數(shù)據(jù)的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是所述田塊栽培管理階段包括播種前或移栽前栽培管理階段和生長中期栽培管理階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是所述的栽培管理措施數(shù)據(jù)包括:作物最早播期、最遲收獲期、播種深度、整地質(zhì)量、水分管理水平、肥料運籌水平、病蟲草害防治水平、栽培技術(shù)水平、肥料利用率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征是所述的實時苗情數(shù)據(jù)包括:葉齡、葉面積指數(shù)、莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，所述作物管理知識模型模塊是根據(jù)作物管理知識模型算法編制的程序功能模塊，它包括:播前栽培管理算法、產(chǎn)中因苗實時調(diào)控算法； 所述的播前栽培管理算法，是生成作物播種或移栽前技術(shù)方案的知識模型算法，包括的子算法有: 適宜播期算法，用以計算適宜播種期的算法； 密度設(shè)計算法，用以計算合理基本苗和播種量的算法； 肥料運籌算法，用以計算氮磷鉀肥施用量、有機氮與無機氮的比例、氮磷鉀肥的基追比的算法； 水分管理算法，用以計算總灌溉量及灌溉時期的算法； 所述的產(chǎn)中因苗實時調(diào)控算法，是生成作物生長中期調(diào)控方案的知識模型算法，包括的子算法有: 肥料調(diào)控算法，用以計算是否需要追肥，以及追肥時期和追肥量的算法； 水分調(diào)控算法，用以計算是否需要進行灌溉調(diào)控，以及調(diào)控時期和水分管理措施的算法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的方法，其特征在于所述的精確管理方案包括:播前栽培管理方案、產(chǎn)中實時調(diào)控方案； 所述播前栽培管理方案，包括管理措施項:適宜播期、合理基本苗、播種量、氮磷鉀肥施用量、有機氮與無機氮的比例、氮磷鉀肥的基追比、總灌溉量； 所述實時調(diào)控方案，包括管理措施項:下次追肥時期、追肥量、水分調(diào)節(jié)時期、水分管理措施。
10.一種借助智能手機和GPS制定作物精確栽培方案的系統(tǒng)，其特征在于它包括: 一個控制模塊，用以控制地圖顯示、模型執(zhí)行、用戶輸入、結(jié)果輸出和數(shù)據(jù)庫更新； 一個屬性數(shù)據(jù)庫，它同控制模塊相連，用以存儲農(nóng)區(qū)田塊土壤數(shù)據(jù)、作物品種數(shù)據(jù)和農(nóng)區(qū)常年氣象數(shù)據(jù)； 一個空間數(shù)據(jù)庫、一個GPS接收裝置和一個地圖模塊，該空間數(shù)據(jù)庫和GPS接收裝置通過地圖模塊與控制模塊相連；其中，空間數(shù)據(jù)庫用以存儲農(nóng)區(qū)矢量地圖數(shù)據(jù)；GPS接收裝置用以接收GPS衛(wèi)星電文，提供當(dāng)前的位置信息；地圖模塊用以顯示農(nóng)區(qū)矢量地圖，和根據(jù)位置信息定位，突出顯示定位田塊； 一個模型模塊，它同控制模塊相連，用以決策計算，進行程序運行； 一個傳輸模塊，它同控制模塊相連，用以更新屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫； 一個輸入模塊，它同控制模塊相連，用以選擇田塊管理階段，或輸入田塊的作物品種類型、目標(biāo)產(chǎn)量、栽培管理措施數(shù)據(jù)和實時苗情數(shù)據(jù)； 一個輸出模塊，它同控制模塊相連，用以顯不輸出結(jié)果。
【文檔編號】G06Q50/02GK103745407SQ201310750814
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉小軍, 邱小雷, 朱艷, 曹衛(wèi)星, 姚霞, 田永超 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)