格网化小麦生长模拟预测系统设计与实现

发布时间：2024-03-24 00:44

　　利用作物生长模型模拟小麦区域生产力,分析气候变化对农业生产的影响是研究粮食安全的热点问题之一。拥有操作方便、计算快速特点的小麦区域生产力模拟系统,可有效提高作物生长模型区域应用能力。该研究在分解小麦生长模型WheatGrow算法基础上,利用Python语言构建了格网化小麦生长模型,实现了基于空间格网数据的小麦区域生产力模拟。验证试验结果表明:模拟产量的均方根误差为1 070 kg/hm²,标准均方根误差小于20%,系统所集成的WheatGrow模型具有较好的预测性;同时,结合格网数据分块构建区域模拟的并行计算策略,优化了区域模拟的性能。在此基础上,采用GIS组件式开发模式,在.NET平台下开发格网化小麦生长模拟预测系统,实现作物生长模型与GIS耦合,为研究区域小麦产量潜力,评估气候变化对小麦生长影响,制定农业决策提供软件工具。

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【部分图文】：

图62013年中国冬麦区不同空间分辨率下光温生产潜力模拟

从专题图上看，系统能够根据用户的需求，选择不同空间分辨率的格网数据实现区域光温生产潜力的模拟（图6）。模拟结果的空间分布趋势基本一致，但是格网输入数据的分辨率对区域光温生产潜力模拟结果具有显著影响，随空间分辨率逐渐增大，模拟结果空间分布细节特征逐渐消失。这种可视化分析结果也表明了....

图1格网化小麦生长模拟预测系统开发技术路线图

本研究基于系统的需求分析，分解重构了南京农业大学自主研发的小麦生长模型WheatGrow算法[6]，采用Python编程语言结合Numpy包和Multiprocessing包实现并行化的格网化WheatGrow模型，并在ESRI?ArcGIS的环境下，将格网化WheatGrow封....

图2系统架构

本系统基于Microsoft?.NET平台，以ESRI?ArcGISEngine组件式开发为基础，使用C#开发的桌面端应用程序。主要包括基础设施层、数据资源层、软件构建层与客户终端层（图2）。2.1基础设施层

图3WheatGrow模型结构流程图

WheatGrow模型是以小麦生长发育及生产力形成的过程机理为基础，以气象、土壤、品种和管理技术为驱动变量而构建的小麦生长模拟模型。模型包括顶端发育与物候期、光合作用与干物质生产、器官发育与建成、同化物分配与产量形成、土壤水分与养分平衡5个子模型[20-22]。模型利用作物生理发....

本文编号：3936712