基本信息
- 项目名称：
- 测土配方施肥专家系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 运用Arcgis、Mapgis 处理地图信息，用mapobject嵌入Visual Basic进行二次开发。利用Access数据库存储测土点信息，连接到Visual Basic中，与地图信息紧密联系在一起提供更简单友好的查询方式。首先，系统为用户提供小麦、玉米、花生施肥指导，包括肥料的选择、施用数量和施用时期；其次，提供肥料的分类、特点及施用技术要点和作物缺素诊断及其矫正措施。
- 详细介绍：
- 1．开发过程 1.1开发语言 ：VB 1.2软件支持:Mapobject、Arcgis、Mapgis 、Access 1.3实现过程： 运用Arcgis、Mapgis 将点、线、面地理信息融合转换成为mapobject可利用的地图格式，用mapobject嵌入Visual Basic进行二次开发。利用Access数据库存储测土点的测土信息，通过ADO连接到Visual Basic中，与地图信息紧密联系在一起提供更简单友好的查询方式。 1.4 背景资料 结合农业部最新测土配方施肥技术专家2010年提出的主要作物科学指导意见, 结合比较农业部给出的针对胶东半岛地区的作物施肥推荐模式，养分平衡法处理测土数据结果与推荐模式计算结果出入不大，但更具针对性和地域特色。 根据多方查阅资料以及专家指导，整理了肥料的分类及其特性、作物缺素症状和矫正措施以及测土配方施肥的基础理论知识存储在数据库当中，方便用户查询及调用。 1.5推广方式：可执行应用程序；光盘或触摸屏装机 2系统介绍 首先，系统为用户提供小麦、玉米、花生施肥指导，指导内容包括氮、磷、钾肥料种类的选择、施用数量和施用时期；其次，系统提供氮、磷、钾肥和复合肥的分类、特点及施用技术要点和作物缺素诊断及其矫正措施，帮助农户选择适合的肥料及时调整施肥。 2.1施肥推荐 根据项目实施过程中得到的测土配方施肥指标体系的相关参数，推荐出一个测土配方施肥配方卡。 2.1.1 进入系统 2.1.2点击“施肥推荐”按钮，进入配方卡计算程序，包括镇级推荐、村级推荐、户级推荐。 （1）镇级推荐。点击“镇级推荐”，选择乡镇，通过一次输入目标产量、选择作物、肥料种类，综合该镇测土点的信息，逐个打印该乡镇所有测土点的配方施肥建议卡。 （2）村级推荐。点击“村级推荐”，选择村庄，计算出该村庄所有测土数据的平均值，根据所选择的作物种类、目标产量等得出该村庄的“测土配方施肥建议卡”。 （3）户级推荐。点击“户级推荐”，选择村庄、农户，读取该农户的测土信息，根据所选择的作物种类、目标产量等得出该农户的“测土配方施肥建议卡”。 （4）以“户级推荐”为例介绍程序运行过程： ①选择村庄。可以通过两种方式选择： 可以从地图选择也可以从目录树列表进入。 ②单击农户姓名进入输入界面： 选择作物种类、输入目标产量、肥料种类 ③点击“推荐方案”得到“配方施肥建议卡” 2.2 营养诊断。 营养诊断包括三个方面：肥料分类及信息、植物缺乏矿质营养元素的病症检索和作物缺素诊断方法与防治措施。 2.2.1 肥料分类及信息。点击“肥料分类及信息”： 显示各种氮、磷、钾肥料的化学成分、养分含量、性质特点、作用、施用技术要点等。 2.2.2植物缺乏矿质营养元素的病症检索。 缺素诊断：用户可以根据不同作物出现的不同症状在病症检索表中按照顺序依次对照，系统将给出科学的缺素诊断并给出缺少该元素的典型症状图示。 2.2.3 作物缺素诊断方法与防治措施。 根据缺素诊断结果，用户可在“缺素症状及矫治”项目中详细查询了解缺少该元素的症状描述、诊断要点、易发条件及矫正措施等。 2.3 施肥理论。 介绍测土配方施肥技术、作物营养、测土配方施肥所依据的原理、测土配方施肥技术流程等基础理论知识。 3．系统特点 3.1科学合理： 系统采用地理信息系统技术和数据库连接技术，结合施肥理论与最新的农业部测土配方施肥专家组指导意见，依据土壤测试数据推荐相应的施肥方案。 配方参数与耕地地力分级有机结合，考虑到气候条件、土壤类型、生产技术、土壤养分利用率和肥料利用率的不同，对相关参数进一步订正，使计算结果更具科学性。 3.2灵活实用： 对用户农业生产的各个阶段，从农资的购买选用、到施肥量的精确确定，再到缺素诊断及矫正措施都提供了科学的指导，充分保证了施肥的科学有效。为适应农技推广部门工作需要进行不同级别的施肥推荐：户级推荐、村级推荐、镇级推荐。 3.3界面友好、操作简单： 可以脱离大型商业GIS软件平台独立运行，为不熟悉GIS技术的团体和个人提供使用上的便利。界面友好，操作简单，用户只需输入种植种类、目标产量等数据。系统扩展性能强，只需更换数据库和地图资料即可适用于各测土配方示范县市。 3.4图文并茂、知识丰富： 系统能为用户提供图文并茂的作物缺素诊断以及相应的改善措施，人机对话功能强，根据用户提供的情况有相应的应答形式与结果，具有推理分析功能，能将咨询结果告诉用户，像在同一位专家进行面对面咨询一样。 化学肥料分类信息、化肥简易识别方法是一本化肥的百科全书帮助农民解决。 3.5数据翔实、资料新颖： 系统采用的大量数据均来自于最新的试验、分析测试、调查、统计数据，土壤属性库基础数据丰富。 配方卡根据不同农作物不同土壤类型的高、中、低产的参数基础库，计算更为精确，指导施肥更为细致、周到。 4．结语 测土配方施肥专家系统的研发与应用，解决了政府部门、农业技术推广部分、肥料营销商、特别是农户在农业生产的各个阶段，提供可系统科学的专家知识、专家推荐、技术参考等系列化服务问题，从农业政策制定、技术指导到农资的购买选用、施肥量的精确确定，甚至主要农作物的缺素诊断与本项目承担单位的主要工作，均提供了科学的指导的充分的展示，可最大限度地保证施肥的科学有效，避免肥料的浪费，节省人力、物力和财力，提高农产品的品质和安全，同时减少污染、保持地力的可持续健康发展，使耕地资源进入良性循环，不断引导农民自觉运用测土配方施肥技术，走出一条高效、生态、环保、可持续性发展的现代农业之路，让我们的测土配方施肥工作真正成为为当代人谋利、惠及子孙后代的辉煌事业。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 长期以来，农民盲目施肥、过量施肥现象普遍，这不仅造成农业生产成本增加，而且带来严重的环境污染，威胁农产品质量安全。测土配方施肥是通过对土壤进行测试，根据土壤养分的丰缺程度，考虑作物本身的需肥特性和土壤的供肥能力，进行配方施肥的一种农业技术，是充分利用和保护土地资源，提高土地产出率，实现粮食增产、农业增收、农民增收的重要措施之一。 利用先进的信息技术和网络技术，开发基于测土配方施肥技术的计算机辅助决策系统可使广大农民能够及时、便利的分享施肥专家的经验和知识，是推广测土配方施肥技术的有效途径。 本系统是在Visual Basic环境下嵌入Mapobject，结合数据库技术、专家系统技术,利用存储在数据库的用户信息、土壤测试数据、种植作物种类和目标产量等信息，进行施肥科学指导。系统能为用户提供小麦、玉米、花生施肥指导，指导内容包括氮、磷、钾肥料种类的选择、施用数量和施用时期。同时还能能为用户提供图文并茂的作物营养与诊断的知识以及相应的改善措施。
科学性、先进性
- 本系统采用地理信息系统技术和数据库连接技术，结合施肥理论与最新的农业部测土配方施肥专家组指导意见，依据土壤测试数据推荐相应的施肥方案。与现有的专家系统相比,更具灵活性与科学合理性。 系统利用可视化的编程软件Visual Basic及基于组件式GIS开发平台——MapObjects进行系统开发。系统界面友好，操作简单，用户只需输入种植种类、目标产量等数据。系统扩展性能强，适用于测土配方示范县市。 系统能为用户提供图文并茂的作物营养与诊断的知识以及相应的改善措施。还能提供常用的氮、磷、钾及复合肥的种类、化学成分、养分含量、性质特点和施肥技术要点，帮助用户合理选择和施用肥料。
获奖情况及鉴定结果
- 无。
作品所处阶段
- 单机版已经实现应用，网络版和触屏版正在研发中。
技术转让方式
- 无。
作品可展示的形式
- 应用程序现场展示和磁盘展示均可。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 系统只需更新数据库及地理图层即可适用于大部分参与土壤测试的地区。系统以单机版和网络版的形式向用户提供服务。 可以指导广大农民科学施肥，减少盲目施肥带来的环境污染、资源浪费、农产品质量下降等问题。玉米小麦分别较常规施肥亩均节约5公斤、3公斤（折纯），小麦较常规施肥每亩增产约10公斤，玉米较常规施肥每亩增产约15公斤，广泛推广经济效益十分可观。
同类课题研究水平概述
- 发达国家将土壤属性、历年施肥经过和产量等有关信息输入到计算机，形成了资料齐全的土壤养分和肥料信息系统。此类信息被制成GIS土壤养分或肥料施用GIS土层，形成信息农业和精准农业的技术支持体系，并在此基础上发展形成了精准农业变量施肥技术，在田间实现了各种营养元素的全面平衡供应，使施肥更为合理，是肥料利用率和产量有了较高幅度的提高，也起到了保护环境的作用。 我国也开始运用测土配方施肥所取得的成果指导农民进行科学施肥，国内有多家农业管理部门、企业、研究所、高等院校已研发或正在研发测土配方施肥系统，有的产品已进入推广应用环节，为精确施肥、保护农业生态环境、保证农产品质量安全起到了一定的作用。施建平等开发研制基于Web的数据库查询与施肥决策功能的系统，用户通过Web浏览器就可以实现信息查询与施肥技术的咨询，实现了计算机推荐施肥在Internet上的运行。廖桂平等采用模糊加权产生式规则的知识表达形式和模糊推理机制、三层网络结构模型，建立了基于Web的分布式油菜生产专家系统。周炼清等以浙江省绍兴县农业高科技示范园区为对象，运用ASP技术和JavaScript/VBScript编程语言，将水稻推荐施肥模型与ARCIMS进行了有效集成，成功实现了基于Web GIS的地图式水稻施肥推荐系统。这些所有软件系统都是针对某个特定作物、特定条件提供的专家系统，真正在生产实践中发挥作用的专家系统极为少见，特别是结合本地测土数据和试验数据以及生产实际情况，具有本地特色的专家系统更为急需。
