呂穎利

計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用

呂穎利

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南濟(jì)源459000）

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用到各個行業(yè)，當(dāng)今的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成了主流方式，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能有效保障農(nóng)業(yè)水灌溉，確保水資源的合理利用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

計(jì)算機(jī)技術(shù)；農(nóng)業(yè)；節(jié)水灌溉；應(yīng)用

我國是農(nóng)業(yè)大國，人口占據(jù)世界的五分之一，因此對農(nóng)業(yè)糧食的需求量非常龐大，但我國的水資源相對比較匱乏，因此在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能有效地控制水資源對農(nóng)業(yè)的灌溉。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，讓水資源得到充分利用的同時又能提高農(nóng)作物的生長率，所以使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉對我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展有著重要的作用。

1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中計(jì)算機(jī)軟件和硬件設(shè)施

對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，在使用計(jì)算機(jī)技術(shù)時，需要從軟件和硬件兩方面進(jìn)行選擇使用，通常良好的軟件和硬件設(shè)施，能夠有效地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的需求，保障農(nóng)作物健康正常生長。

1.1 軟件方面

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉在計(jì)算機(jī)技術(shù)的軟件中使用過程中，需要用到軟件的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件以及地理信息軟件（GIS）這3個方面組成。在操作系統(tǒng)上，通常計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的是Windows系統(tǒng)，但對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉而言，Windows系統(tǒng)卻并不適用，UNIX操作系統(tǒng)比較有利于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉。當(dāng)然，隨著科技的發(fā)展，Windows和UNIX操作系統(tǒng)已經(jīng)開始逐漸融合在了一起，因此對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的常用軟件中Sybase和Oracle這兩個軟件適用于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的后期數(shù)據(jù)庫建設(shè)。當(dāng)操作系統(tǒng)和軟件準(zhǔn)備妥當(dāng)后，最后需要使用地理信息分析軟件，即GIS軟件，這對于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉具有非常大的幫助作用。

1.2 硬件方面

在硬件方面，使用地理信息軟件（GIS）作為硬件設(shè)施具有重要的作用，這是因?yàn)檫b感（RS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）可以給地理信息軟件（GIS）提供有效地?cái)?shù)據(jù)資源，通過三者的互相結(jié)合，可以有效地發(fā)揮出各自的作用，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理。從當(dāng)前情況來看，將三者互相結(jié)合在一起，對計(jì)算機(jī)的軟件和硬件使用具有非常高的要求，因此對于計(jì)算機(jī)的硬件來說，需要計(jì)算機(jī)的中央數(shù)據(jù)處理器和磁盤驅(qū)動器具有較強(qiáng)的處理功能，同時還要儲存龐大的信息數(shù)據(jù)。對于數(shù)字轉(zhuǎn)化的設(shè)備而言，通過將遙感（RS）獲得的數(shù)字信息進(jìn)行處理后，可以直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，有利于繪圖設(shè)備的運(yùn)行，從而對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行處理，硬盤的作用主要是儲存數(shù)據(jù)。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的核心技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是通過將安裝在農(nóng)田內(nèi)的所有傳感器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，傳感器收集到的信息包括農(nóng)田內(nèi)的溫度、濕度、土壤含水量、農(nóng)作物生長發(fā)育需求水量等信息傳送到計(jì)算機(jī)控制中心。通過數(shù)據(jù)，可以得到農(nóng)田內(nèi)的相關(guān)情況，從而對農(nóng)作物進(jìn)行水量的控制，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物節(jié)水的灌溉。一般情況下，計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)中，可以通過精準(zhǔn)獲取氣候環(huán)境的方式，對土壤以及農(nóng)作物等相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行獲取，然后通過精準(zhǔn)的水量控制，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的優(yōu)勢。

2.2 在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中擁有技術(shù)優(yōu)勢

通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，可以極大地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，并且減少了勞動力，同時在使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中，可以將大面積的區(qū)域連接在一起，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)場機(jī)械化的發(fā)展模式。不僅如此，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，采取大數(shù)據(jù)分析模式，可以避免人為的選擇，保證灌溉的及時性與準(zhǔn)確性，減少了水資源浪費(fèi)的同時促進(jìn)了農(nóng)作物的生長。除此之外，如果部分噴頭出現(xiàn)異常，相關(guān)的設(shè)備會及時發(fā)出警報(bào)，操作人員通過計(jì)算機(jī)可以直接發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的問題噴頭，能及時更換噴頭，避免浪費(fèi)水資源，在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，還可以通過水壓的方式對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉進(jìn)行智能控制，有利于解決大面積農(nóng)田水源無法噴灑的問題，最終確保農(nóng)作物的灌溉充分性以及合理性。

2.3 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的技術(shù)概括

使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，在當(dāng)前我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展中越來越常見，尤其是機(jī)械化程度比較高的農(nóng)業(yè)地區(qū)，通過廣泛地推動計(jì)算機(jī)技術(shù)，確保了農(nóng)作物在生長中所需要的水源。智能化的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉可以根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行計(jì)算核實(shí)，從而確保農(nóng)作物的正常生長，通過精準(zhǔn)的計(jì)算，利用智能化的計(jì)算機(jī)指令下達(dá)農(nóng)業(yè)灌溉，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減少了大量的人力和物力的浪費(fèi)，同時保證了農(nóng)作物高效的生長。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在節(jié)水灌溉中對數(shù)據(jù)的處理

3.1 環(huán)境信息的綜合處理

對于農(nóng)作物的生長而言，由于農(nóng)作物的生長需要根據(jù)不同的氣候做出一定改變，因此節(jié)水灌溉的水量會有所變化，為了確保節(jié)水灌溉率，所以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境信息要有充分的處理能力，面對高溫環(huán)境、雷雨天氣、潮熱天氣，計(jì)算機(jī)智能化系統(tǒng)會根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的節(jié)水灌溉。

3.2 建立農(nóng)作物灌溉數(shù)據(jù)庫

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)有著明顯的不同之處，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)會受到氣候環(huán)境的變化、地區(qū)土壤的情況以及農(nóng)作物病蟲害等各方面的影響，所以不同地區(qū)對于農(nóng)作物種植要求是不同的。通常情況下，主要體現(xiàn)在農(nóng)作物對水分的需求量，因此明確農(nóng)作物在不同時間段的蓄水量以及灌溉數(shù)據(jù)，可以確保農(nóng)作物的正常生長，通過建立灌溉數(shù)據(jù)庫，讓計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)資料自主地對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，確保農(nóng)作物正常健康的生長。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的具體應(yīng)用

4.1 通過自動控制的方式

在計(jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的過程中，通過智能化的方式，使農(nóng)業(yè)灌溉的水平得到了極大的提升，同時通過智能化的方式，對農(nóng)業(yè)的施肥、防病蟲噴藥以及播種都可以實(shí)現(xiàn)智能化控制，最終確保農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展，這些智能化的方式，全部是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中實(shí)現(xiàn)的。

4.2 對智能化系統(tǒng)的仿真鑒別

由于智能化系統(tǒng)的仿真在當(dāng)今很多領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用，因此在制訂相關(guān)決策時，它能提供一定的幫助，所以通過智能化仿真技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中具有十分重要的意義，通過對土壤的實(shí)際情況進(jìn)行分析，確保農(nóng)作物對生長所需的水量控制，保障農(nóng)作物正常的生長。

4.3 對農(nóng)作物地理信息的收集

通過收集農(nóng)作物種植的地理信息，確認(rèn)后，再對相關(guān)地區(qū)的土壤條件進(jìn)行分析，其中包括了對該地區(qū)病蟲害數(shù)據(jù)的分析，確保對農(nóng)作物生長的抗病蟲，最終選擇合理的灌溉以及藥物噴灑，有利于區(qū)分灌溉的最終效果，由于農(nóng)作物的生長過程中會面對很多自然災(zāi)害，因此良好的地理位置信息，對農(nóng)作物的生長有著重要的作用。

4.4 對農(nóng)作物的位置進(jìn)行選擇

在農(nóng)作物的種植過程中，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）對農(nóng)作物位置進(jìn)行空間監(jiān)控以及地面監(jiān)控，由于全球定位系統(tǒng)（GPS）可以實(shí)現(xiàn)對全球各個區(qū)域的信息的收集和匯總，所以確認(rèn)具體的農(nóng)作物信息位置確認(rèn)后，真實(shí)了解農(nóng)作物灌溉各個區(qū)域的實(shí)際情況，再選擇適合該地區(qū)農(nóng)作物的灌溉方式。

4.5 對土壤水分的測定

水分是農(nóng)作物生長的主要營養(yǎng)來源，因此土壤中水分的含量決定了農(nóng)作物的最終生長情況，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可采用直接測定或者間接測定的方式，確保土壤中水分的含量，最終確保檢測出來的結(jié)果有助于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的實(shí)施。對土壤水分進(jìn)行檢測時，需要使用陶制的探頭，但為了避免損壞陶制探頭，應(yīng)在探頭外加入不銹鋼的外套進(jìn)行加固處理，加大探頭的強(qiáng)度。在檢測土壤水分的過程中，反復(fù)地開掘探頭，可以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.6 對大氣環(huán)境的測定

除土壤水分外，大氣環(huán)境對于農(nóng)作物的生長也有影響，大氣環(huán)境主要由大氣溫度和大氣濕度兩個方面組成，大氣溫度決定了農(nóng)作物的呼吸，從而確保了農(nóng)作物的光合作用，而大氣濕度決定了該地區(qū)的降雨量，因此在檢查大氣環(huán)境的過程中，利用先進(jìn)的科學(xué)儀器，可以很好地檢測出大氣環(huán)境的變化，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存分析，確保農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的正常運(yùn)行。

4.7 輔助環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)的過程中，通過輔助設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的方式進(jìn)行農(nóng)作物的應(yīng)用屬于微灌溉技術(shù)，這種微灌溉技術(shù)的特點(diǎn)就是可以根據(jù)農(nóng)作物的自身對水資源的需求進(jìn)行低壓管道系統(tǒng)的水分補(bǔ)充，確保農(nóng)作物對水源的需求量，在低壓管道系統(tǒng)中，由于壓力較小，所以給農(nóng)作物提供的水量可以直接輸送到農(nóng)作物的根部，有利于農(nóng)作物吸收水分。

5 小結(jié)

隨著社會的進(jìn)步發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的運(yùn)用和掌握這些技術(shù)，最終有利于提高水資源的利用率，提升我國的農(nóng)業(yè)作物產(chǎn)量，不過在應(yīng)用過程中，需要完善硬件設(shè)施和軟件設(shè)施，從而有利于計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確分析地區(qū)大氣環(huán)境、土壤水分，最終建立一個完善的數(shù)據(jù)資料庫，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的偵測應(yīng)用。

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呂穎利(1982- )，女，漢族，陜西西安人，碩士，講師，研究方向：電氣自動化技術(shù)、通信與信息系統(tǒng)。

S274

A

2095-1205(2020)05-73-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.36