基于手機(jī)定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系統(tǒng)

賀任遠(yuǎn) 胡振華 茹浩 王靜

摘要：主要利用Android 和JavaWeb技術(shù)，研發(fā)形成了基于手機(jī)定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)以手機(jī)App的形式收集土地類型、作物類型、產(chǎn)量、地理位置、經(jīng)緯度、施肥量、施肥種類、土地景觀圖等信息，將采集到的數(shù)據(jù)存入云數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在后臺(tái)分析系統(tǒng)對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)分析處理，根據(jù)經(jīng)緯度調(diào)用百度地圖接口來(lái)查看土地的衛(wèi)星云圖;通過土地景觀圖分析土壤類型，依據(jù)作物所需化肥量、農(nóng)田供養(yǎng)能力，以便為種植者提供高效環(huán)保的化肥配置方案，從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。

關(guān)鍵詞：土壤施肥信息采集;分析系統(tǒng);研究應(yīng)用;測(cè)土施肥

中圖分類號(hào)：TP31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）25-0076-02

1項(xiàng)目方案

1.1 研究目的

該項(xiàng)目致力于開發(fā)一套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)，主要為解決以下現(xiàn)象：農(nóng)業(yè)在我國(guó)是第一產(chǎn)業(yè)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的基礎(chǔ)，更是人民生活和社會(huì)安定的保障。但是，盲目隨意地施用化肥的現(xiàn)象在我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中長(zhǎng)時(shí)間存在著，導(dǎo)致土壤中重金屬和有毒元素增加，微生物活性降低，物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解，土壤養(yǎng)分失調(diào)，硝酸鹽累積，酸化加劇，對(duì)耕地土壤環(huán)境造成了傷害。不僅導(dǎo)致化肥浪費(fèi)，而且還造成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、土地污染等問題。而提高化肥利用率、減少資源浪費(fèi)、減輕國(guó)家地方農(nóng)民負(fù)擔(dān)、較少能源消耗及保護(hù)土壤環(huán)境行動(dòng)的關(guān)鍵是如何收集和分析農(nóng)民的施肥方式和施肥量，以便科學(xué)家和農(nóng)業(yè)部門進(jìn)行科學(xué)分析并為他們提供科學(xué)合理的指導(dǎo)。如今國(guó)家提倡“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更加地重要，因此，我們便開發(fā)了這套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用手機(jī)App采集土壤施肥信息及農(nóng)田管理的相關(guān)信息并進(jìn)行分析與處理，從而在保護(hù)生態(tài)，減少污染和提高化肥利用率，促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收及節(jié)約成本，改善品質(zhì)方面做出我們的貢獻(xiàn)。

1.2? 土壤施肥信息采集系統(tǒng)的前景

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的資料顯示，我國(guó)農(nóng)用化學(xué)肥料使用量在近二十年增長(zhǎng)了約60%，但化學(xué)肥料的利用率卻很低。同時(shí)，由于長(zhǎng)期不合理的施肥，土壤中重金屬和有毒元素增加，微生物活性降低，物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解，土壤養(yǎng)分失調(diào)，硝酸鹽累積，酸化加劇，對(duì)耕地土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的損傷;間接影響了河流或湖泊等水資源污染等問題，改善土壤質(zhì)量、提高化學(xué)肥料利用率、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等其他與環(huán)境相關(guān)的問題，亟待解決。

1.3 研究意義

如今國(guó)家提倡“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更加地重要，因此開發(fā)一套土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)是有意義的。該系統(tǒng)利用移動(dòng)設(shè)備采集農(nóng)作物的施肥信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行多方面的分析，對(duì)化學(xué)肥料的使用給出科學(xué)有效的建議，為環(huán)境保護(hù)和提高農(nóng)作物產(chǎn)量等方面做出貢獻(xiàn)。

1.4 項(xiàng)目已有基礎(chǔ)

農(nóng)業(yè)部門關(guān)于各地區(qū)土壤的基本信息;已熟練掌握云服務(wù)器、MySQL、Android集成開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)成熟。

2項(xiàng)目研究目標(biāo)及主要內(nèi)容

2.1 研究目標(biāo)

建立一個(gè)C/S層結(jié)構(gòu)的土壤施肥信息采集系統(tǒng)，分析處理土壤信息、改善化學(xué)肥料的使用狀況，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

1）客戶端

主要實(shí)現(xiàn)地區(qū)土壤信息參數(shù)和農(nóng)作物信息等數(shù)據(jù)采集功能，采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)田：農(nóng)田類型、所在地理位置、經(jīng)緯度、施肥的種類及各種元素所占百分比;作物：作物種類、一年成熟次數(shù)及每次成熟時(shí)間及畝產(chǎn);土地施肥的次數(shù)、施肥的時(shí)間和施肥量、澆水的次數(shù)、澆水的時(shí)間和澆水量、打藥的次數(shù)、打藥的時(shí)間和種類、是否除草、土地景觀圖等。

2）服務(wù)器端

服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;根據(jù)土地觀景圖和經(jīng)緯度調(diào)用該土地的衛(wèi)星云圖分析某一地區(qū)的土壤性質(zhì)，統(tǒng)計(jì)該地區(qū)的作物類型、平均畝產(chǎn)等相關(guān)信息，與客戶端上傳的信息進(jìn)行比較，根據(jù)前期內(nèi)置的建議信息，給出種植建議、施肥建議等;若該地區(qū)土壤信息與服務(wù)器端的前期內(nèi)置信息有所不同，為其推送相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)該地區(qū)土壤信息和農(nóng)作物信息進(jìn)行分析，將分析建議報(bào)告回傳至服務(wù)器端維護(hù)人員，進(jìn)行錄入，及時(shí)返送至客戶端。

3）其他

將這些信息和分析結(jié)果匯報(bào)至相關(guān)農(nóng)業(yè)部門，經(jīng)農(nóng)業(yè)局授權(quán)將信息提供給化學(xué)肥料生產(chǎn)商，生產(chǎn)商可以根據(jù)土壤和農(nóng)作物的分析信息，調(diào)整肥料中氮、磷、鉀及微量元素的配比，實(shí)現(xiàn)施肥的個(gè)性化定制，充分發(fā)揮肥料的作用，促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收。

2.2 主要內(nèi)容

該項(xiàng)目首先參考大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)測(cè)土施肥的文獻(xiàn)，項(xiàng)目組成員對(duì)有關(guān)農(nóng)田施肥的信息進(jìn)行了深度學(xué)習(xí)，根據(jù)現(xiàn)有的條件和周邊農(nóng)田的基本狀況，制定項(xiàng)目具體的實(shí)施方案;閱讀國(guó)內(nèi)外大量資料，走訪附近的農(nóng)戶和化肥制造廠，了解、記錄有關(guān)測(cè)土施肥的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息;向周邊農(nóng)戶發(fā)放調(diào)查問卷，了解其使用意向;查閱有關(guān)測(cè)土施肥的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的書籍，購(gòu)買用于測(cè)土施肥的專業(yè)工具。

以上述工作為基礎(chǔ)，收集數(shù)據(jù)，利用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等技術(shù)，通過系統(tǒng)代碼的編寫與測(cè)試，云數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，完成土壤施肥信息采集App及分析系統(tǒng)的開發(fā)。該項(xiàng)目App主要包括化肥指導(dǎo)、用戶信息統(tǒng)計(jì)、農(nóng)田信息查詢等功能，用戶可以查詢精準(zhǔn)施肥配方，對(duì)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)經(jīng)緯度調(diào)用百度地圖接口查看土地的衛(wèi)星云圖，通過土地景觀圖分析土壤類型，依據(jù)作物所需化肥量、農(nóng)田供養(yǎng)能力，以便為種植者提供高效環(huán)保的化肥配置方案，從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。

3項(xiàng)目研究方法和技術(shù)路線

3.1 研究方法

3.1.1 德爾菲法

1946年蘭德公司第一次運(yùn)用德爾菲法，其本質(zhì)上是一種匿名反饋詢問法，流程如下：詢問完專家的意見之后，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和歸納，然后匿名反饋給專家，再一次詢問意見，重復(fù)該過程，直至得到統(tǒng)一的意見。