论文题目: 基于3S技术的农田信息采集系统的研究与开发
论文类型: 博士论文
论文专业: 土壤学
作者: 李志伟
导师: 潘剑君
关键词: 精细农业,农田信息,采集
文献来源: 南京农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 农业问题是全球可持续发展的基本问题，也是一个国家的基本产业。我国是一个人口众多，耕地面积不足，人均粮食产量较低的国家。农业的经营手段至今还没有完全摆脱传统的手工劳作方式，存在着经营规模小、技术含量低、投入与产出不合理等不利因素，严重地制约了农业的发展，如果想在现有基础上使我国农业有较大的发展，必须依靠科技进步，必须增加农业的科技含量，使用高新技术对传统农业进行彻底改造。 精细农业是21世纪农业发展的新潮流，成为农业科技研究的热点领域，它是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。 精细农业的实施主要包括三个环节：农田的空间信息的实时采集、信息的智能化管理与决策、智能化变量农机具作业，其中农田信息的采集是实施精细农业的关键，同时也是精细农业实施的瓶颈。 本课题根据精细农业发展研究的现状，研究分析了农田信息采集的手段和方法，并结合精细农业对农田信息采集、分析和管理等方面的特点和需求，确定了以便携式光谱仪作为农田作物信息采集的主要设备，以土壤养分水分速测技术作为农田土壤养分水分信息获取手段，结合当前精细农业发展应用中较为成熟的GPS技术和GIS技术，运用计算机自动控制技术和无线数字通讯技术，研究开发了基于3S技术的农田信息采集系统。主要研究开发成果： (1)在研究GPS和DGPS定位原理、精度及输出语句数据格式等基础上，设计了GPS25-1vs OEM板和SBX-3信标接收OEM板与单片微型计算机的硬件接口电路和程序，实现了农田定位信息的实时采集。 (2)运用单片微型计算机控制技术，把MSR 16R型便携式光谱仪和DGPS(GPS25-1vs OEM板和SBX-3信标接收OEM板)有机集成，实现了“定量”、“定
论文目录:
摘要
ABSTRACI
1 绪论
1.1 引言
1.2 文献综述
1.2.1 精细农业思想
1.2.2 精细农业技术体系
1.2.3 国内外精细农业研究应用进展
1.2.4 国内外农田信息采集的研究进展
1.3 研究目的和研究内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 项目总体框架设计
2 系统设计基础介绍
2.1 硬件系统设计基础
2.1.1 系统设备简述
2.1.2 系统控制核心单片机简述
2.1.3 系统无线数传模块
2.1.4 集成运算放大器
2.1.5 液晶显示模块
2.1.6 系统相关芯片介绍
2.2 系统软件设计基础
2.2.1 GPS通讯的NMEA0183协议
2.2.2 MSComm串行通讯控件
2.2.3 短信模块
2.2.4 WGS-84坐标系和BJ-54坐标系间的转换
2.2.5 MapObjects控件
3 基于无线数传技术的智能农机载高光谱采集系统平台研制
3.1 系统结构框架设计
3.2 系统硬件结构设计
3.2.1 农机悬挂机构设计
3.2.2 集成双向无线数传和DGPS的高光谱数据采集控制系统设计
3.3.3 变量处理设备控制接口设计
3.3 农田GIS管理系统设计
3.4 系统软件设计
3.4.1 集成双向无线数传和DGPS的高光谱数据采集控制模块设计
3.4.2 农田GIS管理模块设计
3.5 土壤含水量与光谱特征反演模型的研究
3.5.1 实验方法
3.5.2 结果与分析
3.6 水稻冠层光谱与水稻部分农学参数间反演模型的研究
3.6.1 试验方法与数据获取
3.6.2 植物光谱诊断原理及其生理生态基础
3.6.3 相关反演模型的建立
3.7 小结
4 基于GPS和SMS技术的土壤养分水分速测系统平台研制
4.1 基于GPS和SMS技术的土壤养分水分速测系统结构设计
4.2 系统硬件设计
4.2.1 土壤养分速测装置设计
4.2.2 短信模块设计
4.2.3 土壤水分测定与定位采集模块设计
4.2.4 土壤养分管理决策系统
4.3 系统软件设计
4.3.1 土壤养分速测装置软件设计
4.3.2 土壤水分速测和土样定位采集模块软件设计
4.3.3 土壤养分管理决策系统软件设计
4.3.4 土壤养分数据表结构
4.3.5 施肥决策模块设计
4.4 土壤养分速测分析与常规分析相关性分析
4.4.1 试验设计
4.4.2 数据处理与相关分析
4.4.3 土壤养分常规分析值和速测分析值间转换模型的建立
4.4.4 转换模式的误差分析
4.5 小结
5 结论与展望
5.1 全文结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
博士期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2006-10-20
参考文献
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