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  本文关键词：基于GIS的县域小麦自然生产潜力评价系统，由笔耕文化传播整理发布。

成果名称 基于元数据和GIS的县域小麦测土配方施肥系统研究与示范

成果类别 应用技术 关键词 测土配方施肥;元数据;GIS

研究起止时间 2007.01 至2012.07 成果体现形式 新产品 成果体现形式（基础理论类）

成果属性 原始性创新 成果所处阶段 成熟应用阶段 技术水平 国内领先

研究形式 独立研究 学科分类1 210.20 学科分类2

中图分类号1 S147.2 中图分类号2 所属高新技术类别 农业

应用行业 农、林、牧、渔业

成果简介 一、任务来源、应用领域和技术原理 《基于元数据和GIS的县域小麦测土配方精确施肥系统研究与示范》由"863"计划河南小麦生产精准作业示范基地建设与技术示范项目（编号：2006AA10A308-4）和河南省小麦产业技术体系建设（编号：S2010-01-G04）专项资金资助完成，由河南农业大学承担，河南省土壤肥料站、河南省滑县农业技术推广中心、河南省许昌县农业技术推广中心和河南省方城县农技推广中心等单位参与示范应用。该研究项目主要应用在农业信息化领域，基于作物生产潜力（目标产量）模型、养分平衡模型和施肥技术知识库，基于SOA框架，采用元数据、WebServices、软构件、OMT和GIS(WebGIS)等技术，研发了县域小麦测土配方精确施肥系统，实现了作物测土配方施肥的信息化、科学化和智能化。 二、研究内容与结果 为研究小麦施肥节本、增产、增效、减少生态污染，降低小麦生产风险，提高配方施肥决策精准程度，改进测土配方施肥信息服务模式，大力推进测土配方施肥技术入户，实现“测、配、施”信息化服务，该项目以县域小麦测土配方施肥为研究对象，收集和整理河南省气象局、县域土肥站（河南土壤地理和全国第二次土壤普查结果）和河南省统计年鉴提供的农业生产气象、土壤耕地、作物资源和社会经济等数据，构建空间属性一体化数据库；采用潜力（目标产量）模型和养分平衡变量施肥法，运用现代信息技术研制了县域作物测土配方精确施肥系统（单机版）、基于WebGIS的作物测土配方精确施肥决策系统（网络版）和基于元数据的农田信息存储管理共享系统。通过系统可以实现农田地图操作、土壤监测点选取和信息获取、目标产量确定、选择平衡施肥模型、确定配方、获得施肥量和施肥技术建议、打印施肥量和施肥方案建议等功能。项目的部分实验在滑县精准施肥基地、方城县转变农业发展方式试验区和许昌县测土配方施肥示范区完成。该系统已应用于滑县等豫北农区、许昌县等豫中农区和方城县等豫南农区的小麦测土配方施肥，运行稳定，，收效显著。 主要内容包括：1)完成村级行政区划、耕地田块和测土样点的矢量化工作；2)实现地图的缩小放大、漫游拖动、鹰眼导航、信息查询、距离测量、面积测量、缓冲分析、地图标注等功能；3)利用OMT设计和实现了作物生产潜力（目标产量）模型构件和测土配方施肥模型构件，并通过软构件技术实现了模型构件的有效集成；4)通过元数据和WebServices技术实现了基于农田环境信息的多系统之间数据交换与共享，解决了异构GIS平台数据交换与共享问题。5)给出养分平衡施肥模型2套，结合目标产量给出施肥量建议，建立本地施肥技术知识库2套，根据当地生产实际，给出施肥技术方案决策，打印施肥量和施肥技术建议。 三、成果的创造性和先进性 通过科技查新报告鉴定，国内未见公开报道“基于元数据和GIS的县域测土配方精确施肥”项目研究。主要创造性和先进性包括： 1.利用元数据和WebServices技术设计农田信息描述、存储、交换和共享等模型，实现了作物生产潜力系统与小麦生产精准施肥决策系统的数据交换与共享，使得处方图可以脱离GIS平台的限制，达到了多源和多系统处方信息的自由共享目的，解决了异构GIS平台间的数据交换与共享问题。 2.采用OMT和软构件技术，设计和实现了作物生产潜力（目标产量）模型构件和测土配方精确施肥构件，并实现了与GIS的集成；运用模型构件定量估算了县域小麦生产潜力（即作物生产目标产量），为测土配方施肥提供了最高目标产量依据；基于SOA架构，实现了基于GIS和WebGIS的小麦测土配方施肥决策系统（单机版和网络版）。 3.在村域尺度下，围绕小麦测土配方施肥，基于养分平衡施肥模型和当地施肥习惯，建立了本地小麦施肥技术知识库，为农业精准生产提供了辅助决策。 四、社会经济效益 项目实施期间共培养博士生1名，硕士研究生2名；获得软件著作权3项；发表学术论文18篇，其中EI/ISTP索引11篇、一级学报4篇、核心期刊6篇。面向农技管理人员、农技生产人员和农户进行培训，培训场次1000余次，培训人员达4万余人次，培训人员均达到了熟练使用系统的水平。 在项目执行期间，项目区累计示范推广355万亩，肥料利用率提高3.5%以上，粮食平均年增产3%，每亩小麦节本增效70元以上，共节本增效2亿元以上，增产粮食9.74万吨。 五、推广应用前景及措施 系统可在全省各测土配方施肥县域试点推广应用，根据各县域耕地特点、种植作物特点和施肥习惯，面向各县域测土配方施肥对象构建施肥知识库和定制施肥模型构件，因地制宜、因时制宜，切实提高作物产量和肥料利用率，减少因施肥过量导致的土壤环境污染，实现增产节能。如果该系统能在全省内年推广3000万亩，年经济社会效益可达数十亿元，转化前景乐观。具体推广措施如下： 1.组织专家小组，切实加强对该项目示范推广工作的协调指导，积极推广基于GIS的小麦测土配方施肥系统及技术培训工作。深化利用现代信息技术辅助小麦测土配方的施肥理念。 2.加强小麦测土配方施肥配套技术研究。测土配方施肥系统的应用要结合当地气象、土壤、灌溉等实际情况，需要更新农田矢量图、调研当地肥料生产情况，进而调整模型参数，以适应于当地小麦生产实际需求，提高小麦施肥节本增产之功效。 3.加大该项目推广示范力度。一方面通过宣传提高基于GIS的小麦测土配方系统辅助小麦生产施肥的重要性；另一方面，根据各县市当地小麦实际生产情况，建议国家有关部门加大对测土配方施肥技术的政策扶持和资金投入。 六、获奖情况 1.获得省教育厅信息技术教育一等奖、二等奖各1项。 2.论文《基于GIS的县域小麦自然生产潜力评价系统》获得河南省自然科学技术论文一等奖，2011.9。 3.获得软件著作权3项： 县域小麦测土配方施肥决策系统V1.0，2009.9； 基于WebGIS的小麦精准施肥决策系统V1.0，2011.2； 基于GIS的作物生产潜力评价系统V1.0，2011.2。

十堰市生产力促进中心项目管理科 联系电话：0719-8673202

  本文关键词：基于GIS的县域小麦自然生产潜力评价系统，由笔耕文化传播整理发布。