基于移动计算的县域测土配方精确施肥推荐系统

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【摘要】：测土配方施肥即精确施肥,对于提高肥料利用率、减少肥料浪费、保护农业生态环境、保证农产品质量安全、实现农业可持续发展具有重要意义,是精确农业的主要内容之一。因此基于测土配方施肥技术,利用信息技术构建的测土配方施肥推荐系统,已在生产中有着广泛的应用,并发挥着巨大作用。移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的技术,随着移动智能终端的快速发展,分布计算技术的发展也越来越多的将计算与数据处理向瘦客户端转移。因此充分利用移动计算技术,可以提供更加可配置,可扩展和可定制的分布式应用,这也使传统的测土配方施肥推荐系统运行在高性能、低成本移动智能终端等嵌入式设备上成为可能。本文是在分布式应用架构下,基于Android系统的移动智能设备,利用GIS、GPS、Web Service等技术,建立了基于移动计算的县域测土配方精确施肥推荐系统。主要研究内容包括:1.基于移动计算的县域测土配方施肥推荐系统体系结构的设计,建立了中心节点和应用节点两级功能模型和功能分布模型,定义了实体数据的存储策略。2.数据模型与数据交互设计,基于SQLite的数据库模型设计,为移动节点提供数据缓存;基于Observer数据模式建立数据交互模型,提供移动应用节点与中心节点的数据交互;基于百度地图LBS设计的采样点可视化展示,为农户提供可视化操作。3.基于K-D树近邻算法,采用反距离加权插值法,构建土壤养分插值算法,实现利用GPS传感器定位信息,对任一随机点的土壤养分插值计算。基于河南省安阳市滑县2009-2010年1000个采样点的土壤养分测试数据,经过实验对比,插值数据相对误差最大值1.629,最小值0.0013,时间消耗平均值4s,结果表明该方法可以满足在移动智能终端设备上对土壤养分数据的实时计算。4.与河南省安阳市滑县农业技术推广站技术人员结合,采用养分平衡法,根据小麦生产目标产量,建立适宜滑县地区的小麦生产测土配方施肥推荐知识模型,并基于Android技术框架,构建了基于移动计算的县域测土配方施肥推荐系统,提供地块信息查询,精确施肥决策等功能,通过在滑县农技人员和生产者使用,满足当地生产工作情况。基于移动计算的县域测土配方精确施肥系统的建立,将移动计算和测土配方技术的优势充分结合,实现用户通过智能移动端平台在田间的定位查询任意地区土壤养分和推荐施肥,使广大农民更加方便的使用测土配方施肥的新技术、新成果,对指导农民农业科学生产有着实际应用价值。

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