賀任遠 胡振華 茹浩 王靜
摘要:主要利用Android 和JavaWeb技術(shù),研發(fā)形成了基于手機定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)以手機App的形式收集土地類型、作物類型、產(chǎn)量、地理位置、經(jīng)緯度、施肥量、施肥種類、土地景觀圖等信息,將采集到的數(shù)據(jù)存入云數(shù)據(jù)庫,然后在后臺分析系統(tǒng)對所收集到的數(shù)據(jù)分析處理,根據(jù)經(jīng)緯度調(diào)用百度地圖接口來查看土地的衛(wèi)星云圖;通過土地景觀圖分析土壤類型,依據(jù)作物所需化肥量、農(nóng)田供養(yǎng)能力,以便為種植者提供高效環(huán)保的化肥配置方案,從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。
關(guān)鍵詞:土壤施肥信息采集;分析系統(tǒng);研究應(yīng)用;測土施肥
中圖分類號:TP31文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2021)25-0076-02
1項目方案
1.1 研究目的
該項目致力于開發(fā)一套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng),主要為解決以下現(xiàn)象:農(nóng)業(yè)在我國是第一產(chǎn)業(yè),是社會經(jīng)濟快速發(fā)展的基礎(chǔ),更是人民生活和社會安定的保障。但是,盲目隨意地施用化肥的現(xiàn)象在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中長時間存在著,導(dǎo)致土壤中重金屬和有毒元素增加,微生物活性降低,物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解,土壤養(yǎng)分失調(diào),硝酸鹽累積,酸化加劇,對耕地土壤環(huán)境造成了傷害。不僅導(dǎo)致化肥浪費,而且還造成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、土地污染等問題。而提高化肥利用率、減少資源浪費、減輕國家地方農(nóng)民負擔、較少能源消耗及保護土壤環(huán)境行動的關(guān)鍵是如何收集和分析農(nóng)民的施肥方式和施肥量,以便科學(xué)家和農(nóng)業(yè)部門進行科學(xué)分析并為他們提供科學(xué)合理的指導(dǎo)。如今國家提倡“精準農(nóng)業(yè)”,計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更加地重要,因此,我們便開發(fā)了這套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用手機App采集土壤施肥信息及農(nóng)田管理的相關(guān)信息并進行分析與處理,從而在保護生態(tài),減少污染和提高化肥利用率,促進農(nóng)作物增產(chǎn)增收及節(jié)約成本,改善品質(zhì)方面做出我們的貢獻。
1.2? 土壤施肥信息采集系統(tǒng)的前景
根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的資料顯示,我國農(nóng)用化學(xué)肥料使用量在近二十年增長了約60%,但化學(xué)肥料的利用率卻很低。同時,由于長期不合理的施肥,土壤中重金屬和有毒元素增加,微生物活性降低,物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解,土壤養(yǎng)分失調(diào),硝酸鹽累積,酸化加劇,對耕地土壤環(huán)境造成了嚴重的損傷;間接影響了河流或湖泊等水資源污染等問題,改善土壤質(zhì)量、提高化學(xué)肥料利用率、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等其他與環(huán)境相關(guān)的問題,亟待解決。
1.3 研究意義
如今國家提倡“精準農(nóng)業(yè)”,計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更加地重要,因此開發(fā)一套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)是有意義的。該系統(tǒng)利用移動設(shè)備采集農(nóng)作物的施肥信息,并對這些信息進行多方面的分析,對化學(xué)肥料的使用給出科學(xué)有效的建議,為環(huán)境保護和提高農(nóng)作物產(chǎn)量等方面做出貢獻。
1.4 項目已有基礎(chǔ)
農(nóng)業(yè)部門關(guān)于各地區(qū)土壤的基本信息;已熟練掌握云服務(wù)器、MySQL、Android集成開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)成熟。
2項目研究目標及主要內(nèi)容
2.1 研究目標
建立一個C/S層結(jié)構(gòu)的土壤施肥信息采集系統(tǒng),分析處理土壤信息、改善化學(xué)肥料的使用狀況,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
1)客戶端
主要實現(xiàn)地區(qū)土壤信息參數(shù)和農(nóng)作物信息等數(shù)據(jù)采集功能,采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)田:農(nóng)田類型、所在地理位置、經(jīng)緯度、施肥的種類及各種元素所占百分比;作物:作物種類、一年成熟次數(shù)及每次成熟時間及畝產(chǎn);土地施肥的次數(shù)、施肥的時間和施肥量、澆水的次數(shù)、澆水的時間和澆水量、打藥的次數(shù)、打藥的時間和種類、是否除草、土地景觀圖等。
2)服務(wù)器端
服務(wù)器端實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析和處理;根據(jù)土地觀景圖和經(jīng)緯度調(diào)用該土地的衛(wèi)星云圖分析某一地區(qū)的土壤性質(zhì),統(tǒng)計該地區(qū)的作物類型、平均畝產(chǎn)等相關(guān)信息,與客戶端上傳的信息進行比較,根據(jù)前期內(nèi)置的建議信息,給出種植建議、施肥建議等;若該地區(qū)土壤信息與服務(wù)器端的前期內(nèi)置信息有所不同,為其推送相關(guān)的專業(yè)知識,對該地區(qū)土壤信息和農(nóng)作物信息進行分析,將分析建議報告回傳至服務(wù)器端維護人員,進行錄入,及時返送至客戶端。
3)其他
將這些信息和分析結(jié)果匯報至相關(guān)農(nóng)業(yè)部門,經(jīng)農(nóng)業(yè)局授權(quán)將信息提供給化學(xué)肥料生產(chǎn)商,生產(chǎn)商可以根據(jù)土壤和農(nóng)作物的分析信息,調(diào)整肥料中氮、磷、鉀及微量元素的配比,實現(xiàn)施肥的個性化定制,充分發(fā)揮肥料的作用,促進農(nóng)作物增產(chǎn)增收。
2.2 主要內(nèi)容
該項目首先參考大量國內(nèi)外有關(guān)測土施肥的文獻,項目組成員對有關(guān)農(nóng)田施肥的信息進行了深度學(xué)習,根據(jù)現(xiàn)有的條件和周邊農(nóng)田的基本狀況,制定項目具體的實施方案;閱讀國內(nèi)外大量資料,走訪附近的農(nóng)戶和化肥制造廠,了解、記錄有關(guān)測土施肥的詳細數(shù)據(jù)信息;向周邊農(nóng)戶發(fā)放調(diào)查問卷,了解其使用意向;查閱有關(guān)測土施肥的國內(nèi)外文獻和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的書籍,購買用于測土施肥的專業(yè)工具。
以上述工作為基礎(chǔ),收集數(shù)據(jù),利用精準農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等技術(shù),通過系統(tǒng)代碼的編寫與測試,云數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與設(shè)計,完成土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)的開發(fā)。該項目App主要包括化肥指導(dǎo)、用戶信息統(tǒng)計、農(nóng)田信息查詢等功能,用戶可以查詢精準施肥配方,對系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,根據(jù)經(jīng)緯度調(diào)用百度地圖接口查看土地的衛(wèi)星云圖,通過土地景觀圖分析土壤類型,依據(jù)作物所需化肥量、農(nóng)田供養(yǎng)能力,以便為種植者提供高效環(huán)保的化肥配置方案,從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。
3項目研究方法和技術(shù)路線
3.1 研究方法
3.1.1 德爾菲法
1946年蘭德公司第一次運用德爾菲法,其本質(zhì)上是一種匿名反饋詢問法,流程如下:詢問完專家的意見之后,進行統(tǒng)計和歸納,然后匿名反饋給專家,再一次詢問意見,重復(fù)該過程,直至得到統(tǒng)一的意見。