基于ArcGIS Engine的县域配方施肥系统的设计与实现

论文摘要

我国测土配方施肥补贴项目作为一项强农惠农政策,已经实施了三年,随着项目的全面展开与不断深入,各种信息、数据和图件等资料急剧增加,对这些资料的管理要求也越来越高。然而,目前测土配方施肥项目中的基础数据,仍然多采用纸质形式进行交流与保存,对于其中的基础图件也没有完善的措施进行管理。尤其是对于项目中进行推荐施肥的过程,尽管设置了作物田间试验来提高推荐施肥的质量,但由于受人力、财力的限制,仍然多采用经验指导的方式完成。推荐施肥专家系统的缺乏,致使项目的推进受到了限制。本研究结合湖北省实际,从满足测土配方施肥项目的实际需求出发,利用现有土壤、肥料、作物田间试验数据和计算机软件技术,采用ESRI公司的ArcGIS Engine二次开发平台,开发了以县为单位的配方施肥系统。初步应用表明,该系统能有效地管理测土配方施肥项目各项数据和田间试验数据,并在此基础上实现县域尺度推荐施肥方案,对指导测土配方施肥具有现实意义。本文主要做了以下工作:(1)研究了测土配方施肥项目基础数据的数据形态和数据结构;以面向对象的方法分析并构建了测土配方施肥系统的模型,建立了系统基础数据库,为配方施肥系统的构建奠定了基础。(2)建立了测土配方施肥空间数据库,探讨了应用GIS二次开发技术在开发配方施肥系统时的一般方法,并采用ESRI公司的ArcGIS Engine控件开发并初步完成县域配方施肥系统。(3)研究了以县为单位的区域化推荐施肥方法,在建立推荐施肥知识库和模型库的基础上,结合区域作物田间试验和常年土壤肥料效应研究等结果,形成了配方施肥专家系统,并应用配方施肥专家系统进行了推荐施肥实践。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 施肥专家决策系统国内外研究现状
• 1.3.1 施肥决策专家系统国外研究状况
• 1.3.2 施肥决策专家系统国内研究进展
• 1.4 系统开发相关技术
• 1.4.1 开发平台与开发工具
• 1.4.2 GIS开发技术
• 1.4.3 ArcGIS Engine
• 1.4.4 ArcGIS Engine在空间数据管理系统中的优势
• 1.4.5 UML面向对象建模技术
• 1.4.6 UML建模过程与数据库模型
• 1.4.7 配方施肥系统设计中采用UML建模的优点
• 2 系统总体设计
• 2.1 系统总体设计目标
• 2.2 系统总体设计原则
• 2.2.1 规范化
• 2.2.2 可扩展性
• 2.2.3 实用性
• 2.3 系统构架设计
• 2.4 系统功能设计
• 2.4.1 系统模块组成
• 2.4.2 模块功能简介
• 2.5 系统开发环境和运行环境
• 2.5.1 系统开发环境
• 2.5.2 系统运行环境
• 3 应用UML分析与构建系统模型
• 3.1 "土壤—肥料—作物"的施肥关系
• 3.2 主要推荐施肥方法
• 3.2.1 土壤、植物测试推荐施肥方法
• 3.2.2 肥料效应函数法
• 3.2.3 土壤养分丰缺指标法
• 3.2.4 养分平衡法
• 3.3 配方施肥基础数据分析
• 3.3.1 配方施肥项目基础数据形态
• 3.3.2 针对配方施肥的系统基础数据扩展
• 3.4 应用UML建立测土配方施肥系统模型
• 4 系统数据库设计与构建
• 4.1 基础数据库
• 4.1.1 采样点数据编码表
• 4.1.2 采样地块土壤信息数据库
• 4.1.3 农户施肥情况调查表
• 4.1.4 作物田间实验数据表
• 4.1.5 推荐施肥及相关参数表
• 4.2 空间数据库
• 4.2.1 空间数据库的构建
• 4.2.2 空间数据库的管理和实现
• 4.3 模型库
• 4.3.1 土壤养分丰缺指标模型
• 4.3.2 养分平衡模型
• 4.4 推荐施肥知识库
• 5 系统开发与功能实现
• 5.1 系统开发方法
• 5.2 ArcGIS Engine专题地图的生成与表现
• 5.3 系统功能的实现与应用
• 5.3.1 用户注册及权限检查
• 5.3.2 数据管理
• 5.3.3 数据导入导出
• 5.3.4 地图操作和查询
• 5.3.5 专题图输出
• 5.3.6 推荐施肥并输出"配方施肥建议卡"
• 6 小结与讨论
• 6.1 小结
• 6.1.1 应用ArcGIS Engine开发配方施肥系统
• 6.1.2 应用面向对象的分析建模技术开发测土配方施肥系统
• 6.1.3 以县域为单位的推荐施肥概念的实践
• 6.2 讨论
• 6.2.1 空间数据的处理
• 6.2.2 网络化是系统今后的方向
• 6.2.3 系统的检验与模型修正
• 参考文献
• 致谢