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基于GIS和模型的种植设计系统研究

作　者: 单英杰
导　师: 曹卫星
学　校: 南京农业大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: GIS 种植设计知识模型种植制度生态区划生产力评价精确管理
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 207次
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内容摘要

农业种植设计系统的研究与应用对于农业生产的信息化和数字化具有重要的理论与实践意义。本研究在总结、提炼相关农业种植设计理论与技术研究成果的基础上，运用系统分析原理和数学建模技术，构建并完善了种植制度、生态区划、精确农作和生产力分析的定量化农业种植管理知识模型，并运用软构件技术，基于GIS空间信息管理平台，建立了数字化的基于GIS和模型的种植设计系统。系统实现了区域性农业种植信息的规范化管理及不同层次下的农业种植设计功能，为实现农作物种植设计的定量化和数字化奠定了基础。在本研究中，农业种植模型的构建是一个重要的技术。它以生态学、系统学、作物栽培学及耕作学等各学科的理论知识为基础，在广泛收集及充分理解和分析农业种植管理专家知识和经验的基础上，利用农业种植管理理论与技术方面的已有研究资料和成果，借助系统分析原理和数学建模技术，建立了具有较强科学性和通用性的农业种植管理知识模型，包括种植制度、生态区划、精确农作和生产力分析的定量化知识模型。针对农业种植信息具有时空性和动态性的特点，将GIS技术应用于农业种植信息管理，分别建立了属性和空间数据库，并使属性数据库和空间数据库相互关联；以Visual Basic为开发平台，基于组件开发环境的独立性、软件升级的灵活性、集成开发的便捷性，探索了GIS和模型的耦合技术，进一步研制开发了数字化的基于GIS和模型的农业种植设计系统。系统具有文件管理、地图操作、信息查询、种植设计、生态区划、生产力分析、精确管理、专家咨询、系统维护以及系统帮助等主要功能。利用华东地区及江苏部分县市的资料，对系统进行了测试检验和实例分析。结果表明，系统的设计思想和结构框架符合现代农业种植信息系统的发展要求，实现了农业种植信息的规范化和数字化管理，系统操作简单，结果显示直观，具有较高的信息管理效率和查询速度。同时系统在基于空间信息的农业生产布局与管理决策方面表现出了较好的适应性和指导性。系统在仪征市的测试结果表明，系统评价结果与当地农田生产环境质量现状基本相符，有助于指导优质农产品生产的生态区划。在江宁的测试结果表明，精确农作管理功能充分考虑了地域及田块间的差异性，针对不同田块进行按需投入，自动生成了相应的管理处方，在降低田区间产量差异和均衡增产的同时，提高了肥料利用率及经济效益。

全文目录

中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-18
  1 农业信息化研究概述  10-12
    1.1 农业信息与农业信息化  10-11
    1.2 农业信息技术  11-12
  2 农业管理知识模型研究概述  12-14
  3 农业信息管理系统研究进展  14-16
    3.1 国外研究进展  14-15
    3.2 国内研究进展  15-16
  4 本研究的目的和意义  16-18
第二章研究思路与方法  18-25
  1 研究思路与技术路线  18-19
    1.1 研究思路  18
    1.2 技术路线  18-19
  2 系统结构与功能设计  19-23
    2.1 系统设计原则  19-20
    2.2 系统结构设计  20-21
    2.3 系统工作流程  21
    2.4 系统功能设计  21-22
    2.5 系统开发流程  22-23
  3 知识模型的研制程序  23-25
第三章农业种植模型的构建  25-42
  1 作物栽培知识模型  25-26
  2 种植制度设计模型  26-34
  3 农作生态区划模型  34-38
  4 农作生产力分析模型  38-42
第四章农业种植设计系统的开发与实现  42-53
  1 系统开发环境与工具  42-45
    1.1 硬件开发环境  42
    1.2 软件开发工具  42-45
      1.2.1 GIS组件  42-44
      1.2.2 数据库管理系统  44-45
      1.2.3 软件开发工具  45
  2 系统的开发与集成  45-49
    2.1 系统数据库设计  46-49
    2.2 模型组件的编译实现  49
    2.3 系统的集成  49
  3 系统的运行环境  49
  4 系统的基本功能  49-51
    4.1 文件管理  50
    4.2 地图操作  50
    4.3 信息查询  50
    4.4 生态区划  50
    4.5 种植制度  50
    4.6 生产力分析  50-51
    4.7 精确管理  51
    4.8 专家咨询  51
    4.9 系统维护  51
  5 系统的特点  51-53
    5.1 功能方面  51
    5.2 技术方面  51
    5.3 应用方面  51-53
第五章农业种植设计系统的测试与应用  53-65
  1 系统测试  53-55
    1.1 软件测试种类  53-54
    1.2 系统测试步骤  54-55
  2 系统实例分析  55-65
    2.1 案例区概况  55-58
    2.2 系统数据库建设  58-59
    2.3 系统实例应用与分析  59-65
      2.3.1 地图操作应用  59
      2.3.2 信息查询应用  59-60
      2.3.3 农作生态区划应用  60-61
      2.3.4 种植制度设计应用  61
      2.3.5 农作生产力实例分析  61-62
      2.3.6 精确农作管理实例应用  62-64
      2.3.7 系统维护实例应用  64-65
第六章讨论与结论  65-69
  1 讨论  65-68
    1.1 种植设计系统的内涵与特征  65-66
    1.2 系统设计与开发的关键技术  66-67
    1.3 今后的研究设想  67-68
  2 结论  68-69
参考文献  69-75
附录  75-96
  系统变量列表  75-78
  系统使用说明书  78-95
  在校期间发表及已投稿的论文  95-96
致谢  96

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