信息采集及變量決策課件

黑龍江八一農(nóng)墾大學精準農(nóng)業(yè)技術應用視頻公開課黑龍江八一農(nóng)墾大學精準農(nóng)業(yè)技術應用視頻公開課1第四講信息采集及變量決策莊衛(wèi)東教授第四講信息采集及變量決策莊衛(wèi)東教授21.人工測產(chǎn)一、作物產(chǎn)量信息采集1.人工測產(chǎn)一、作物產(chǎn)量信息采集32.自動測產(chǎn)2.自動測產(chǎn)4產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物水分和溫度傳感器谷物流量傳感器凈糧升運器軸速傳感器行駛速度傳感器割臺高度傳感器數(shù)據(jù)卡計算機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成GPS接收機谷物水分和溫度傳感器谷物流5凱斯2366收獲機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物流量傳感器谷物水分和溫度傳感器凱斯2366收獲機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物流量6數(shù)據(jù)卡產(chǎn)量監(jiān)測器數(shù)據(jù)卡產(chǎn)量監(jiān)測器7記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)8AFS系統(tǒng)軟件AFS系統(tǒng)軟件9大豆產(chǎn)量圖

產(chǎn)量圖生成中采用的是距離反比的插值方法大豆產(chǎn)量圖產(chǎn)量圖生成中采用的是距離反比的插值方法10水分圖

水分圖11海拔高程圖

海拔高程圖12JDOffice系統(tǒng)JDOffice系統(tǒng)13大豆收獲記錄圖

大豆收獲記錄圖14通過衛(wèi)星定位在田間定點取樣，能夠做到監(jiān)測土壤成分和性質分布，為配方、平衡施肥提供依據(jù)。二、土壤定點取樣與分析通過衛(wèi)星定位在田間定點取樣，能夠做到監(jiān)測土壤成15一塊地中的差異示例土壤良好，作物長勢好地區(qū)域土壤貧瘠、作物長勢不好的區(qū)域土壤鹽堿化區(qū)域，作物不能生長一塊地中的差異示例土壤良好，作物長勢好地區(qū)域土壤貧瘠、作物長16土壤取樣有兩種方法：

1.格子取樣

2.土壤類型取樣

由于格子取樣方便、容易操作，利于后續(xù)作業(yè)的進行，所以常采用格子取樣法。格子取樣是把田地分為多個方形或矩形的田塊，對每個格子進行分別取樣。

（一）取樣方法土壤取樣有兩種方法：（一）取樣方法17方形網(wǎng)格取樣單元及取樣位置示意圖

方形網(wǎng)格取樣單元及取樣位置示意圖18

每個單元格的面積大小應適宜。一方面，面積太大，使單元格的面積接近整個地塊的面積，會失去變量施肥的意義；另一方面，面積太小，使單元格的數(shù)量劇增，超出變量播種機的變量范圍，造成浪費。大規(guī)模地塊一個單元格的面積一般取1hm2左右。

（二）格子面積確定

每個單元格的面積大小應適宜。一方面，面積太大，使19友誼農(nóng)場五分場二隊2號地取樣點圖友誼農(nóng)場五分場二隊2號地取樣點圖20

利用軟件生成的取樣點數(shù)據(jù)制作取樣表。對取樣點進行編號，編號的原則是要利于田間行走找點和取樣，取樣點的編號與土壤土樣編號應一致。取樣表的內(nèi)容包括取樣點的編號、取樣點的緯度和經(jīng)度，這樣可應用取樣表和GPS在田間定位取樣。

（三）田間土壤取樣表制作

利用軟件生成的取樣點數(shù)據(jù)制作取樣表。對取樣點進21人工取樣

（四）田間土壤取樣取樣器

人工取樣（四）田間土壤取樣取樣器22（四）田間土壤取樣機載、機械取樣

（四）田間土壤取樣機載、機械取樣23土壤取樣應考慮的問題

1.多長時間取一次土樣？

考慮土壤類型、以前的土壤營養(yǎng)水平和輪作制度等。2-4年1次。2.應該什么時候采樣？應在春季或秋季相同取樣日期的幾天內(nèi)取樣。3.影響取樣結果的因素？不要在地邊、路邊取土樣，異物應去除。土壤取樣應考慮的問題1.多長時間取一次土樣？24土壤常規(guī)的檢測項目有：堿解氮；速效磷；速效鉀；有機質；pH值等。（五）土樣化驗與結果分析2號地土壤采樣化驗結果舉例編號北緯東經(jīng)堿解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效鉀(mg/kg)有機質(%)pH值146.702229131.858179160.6021.82174.533.826.35246.702943131.858899139.2327.38135.823.456.20346.703656131.85962142.8024.92137.654.116.11446.70437131.86034124.9519.64128.663.256.36土壤常規(guī)的檢測項目有：（五）土樣化驗與結果分25友誼農(nóng)場五分場2號地土壤養(yǎng)分分析堿解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效鉀(mg/kg)有機質(%)pH值最大值189.2155.19374.654.706.68最小值107.1016.58108.922.056.06平均值148.3325.90173.213.496.29標準差13.195.6038.940.390.11變異系數(shù)（%）8.9021.6322.4811.081.72友誼農(nóng)場五分場2號地土壤養(yǎng)分分析堿解氮速效磷速效鉀有機質pH26信息采集及變量決策27信息采集及變量決策28

差值方法生成，等高面圖。

差值方法生成，等高面圖。29格子法生成的土壤養(yǎng)分分布圖

格子法生成的土壤養(yǎng)分分布圖30作物生長期調查，可采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測作物長勢，人工進行地面田間的校準。田間地面調查是目前的主要方式。

三、作物生長期調查作物生長期調查，可采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測作物長勢，人工31土壤容積含水量，%1.土壤水分檢測土壤容積含水量，%1.土壤水分檢測32GreenSeeker

手持式光譜儀NDVI--歸一化植被指數(shù)2.長勢營養(yǎng)狀態(tài)調查GreenSeeker

手持式光譜儀2.長勢營養(yǎng)狀態(tài)調查33聯(lián)接掌上電腦可自動記錄的GreenSeeker

手持式光譜儀聯(lián)接掌上電腦可自動記錄的GreenSeeker

手持式光譜儀34EM38大地電導儀用于農(nóng)業(yè)上勘查土壤中鹽的含量，不使用電極就能非接觸式的快速檢查測大片面積。

3.土壤電導率檢測EM38大地電導儀用于農(nóng)業(yè)上勘查土壤中鹽的含35

根據(jù)土壤養(yǎng)分化驗數(shù)據(jù)、作物生長需肥量、產(chǎn)量目標值、肥料利用率等參數(shù)，結合歷年施肥經(jīng)驗和農(nóng)業(yè)專家建議，制作變量施肥的處方圖?？晒?jié)約費用、降低成本，減少化學肥料的浪費和造成的污染，保護生態(tài)環(huán)境，達到節(jié)本增效、低碳環(huán)保的效果。四、變量施肥決策根據(jù)土壤養(yǎng)分化驗數(shù)據(jù)、作物生長需肥量、產(chǎn)量目36

施肥處方圖產(chǎn)量潛力政府農(nóng)業(yè)方針政策田間變量施肥的決策過程農(nóng)民、專家意見土壤特性決策建立、運行、修改模型養(yǎng)分利用率作物的生長需求

施肥處方圖產(chǎn)量潛力政府農(nóng)業(yè)方針政策田間變量施肥的決策過程農(nóng)37同美國凱斯公司農(nóng)業(yè)專家進行施肥決策交流同美國凱斯公司農(nóng)業(yè)專家進行施肥決策交流38“中德現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范農(nóng)場”項目與德國Martin-Luther大學的教授開展精準農(nóng)業(yè)技術交流?！爸械卢F(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范農(nóng)場”項目與德國Martin-39預期作物產(chǎn)量施肥決策作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)土壤電導率數(shù)據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)歷史施肥數(shù)據(jù)土壤養(yǎng)分預期作物產(chǎn)量施肥決策作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)土壤電導率數(shù)據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)歷40kriging的插值方法得到的施肥處方圖。kriging的插值方法得到的施肥處方圖。412號地磷酸二銨施肥處方圖2號地磷酸二銨施肥處方圖42基于傳感器的變量施肥管理。

五、基于傳感器的施肥控制基于傳感器的變量施肥管理。五、基于傳感器的施肥控制43裝有傳感器的變量噴灑的噴藥機變量噴施液面肥、除草劑、殺蟲劑裝有傳感器的變量噴灑的噴藥機44謝謝！

Thankyou!莊衛(wèi)東教授、博士

81nd@163.com2014.3謝謝！

Thankyou!莊衛(wèi)東45黑龍江八一農(nóng)墾大學精準農(nóng)業(yè)技術應用視頻公開課黑龍江八一農(nóng)墾大學精準農(nóng)業(yè)技術應用視頻公開課46第四講信息采集及變量決策莊衛(wèi)東教授第四講信息采集及變量決策莊衛(wèi)東教授471.人工測產(chǎn)一、作物產(chǎn)量信息采集1.人工測產(chǎn)一、作物產(chǎn)量信息采集482.自動測產(chǎn)2.自動測產(chǎn)49產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物水分和溫度傳感器谷物流量傳感器凈糧升運器軸速傳感器行駛速度傳感器割臺高度傳感器數(shù)據(jù)卡計算機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成GPS接收機谷物水分和溫度傳感器谷物流50凱斯2366收獲機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物流量傳感器谷物水分和溫度傳感器凱斯2366收獲機產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)GPS接收機產(chǎn)量監(jiān)測器谷物流量51數(shù)據(jù)卡產(chǎn)量監(jiān)測器數(shù)據(jù)卡產(chǎn)量監(jiān)測器52記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)53AFS系統(tǒng)軟件AFS系統(tǒng)軟件54大豆產(chǎn)量圖

產(chǎn)量圖生成中采用的是距離反比的插值方法大豆產(chǎn)量圖產(chǎn)量圖生成中采用的是距離反比的插值方法55水分圖

水分圖56海拔高程圖

海拔高程圖57JDOffice系統(tǒng)JDOffice系統(tǒng)58大豆收獲記錄圖

大豆收獲記錄圖59通過衛(wèi)星定位在田間定點取樣，能夠做到監(jiān)測土壤成分和性質分布，為配方、平衡施肥提供依據(jù)。二、土壤定點取樣與分析通過衛(wèi)星定位在田間定點取樣，能夠做到監(jiān)測土壤成60一塊地中的差異示例土壤良好，作物長勢好地區(qū)域土壤貧瘠、作物長勢不好的區(qū)域土壤鹽堿化區(qū)域，作物不能生長一塊地中的差異示例土壤良好，作物長勢好地區(qū)域土壤貧瘠、作物長61土壤取樣有兩種方法：

1.格子取樣

2.土壤類型取樣

由于格子取樣方便、容易操作，利于后續(xù)作業(yè)的進行，所以常采用格子取樣法。格子取樣是把田地分為多個方形或矩形的田塊，對每個格子進行分別取樣。

（一）取樣方法土壤取樣有兩種方法：（一）取樣方法62方形網(wǎng)格取樣單元及取樣位置示意圖

方形網(wǎng)格取樣單元及取樣位置示意圖63

每個單元格的面積大小應適宜。一方面，面積太大，使單元格的面積接近整個地塊的面積，會失去變量施肥的意義；另一方面，面積太小，使單元格的數(shù)量劇增，超出變量播種機的變量范圍，造成浪費。大規(guī)模地塊一個單元格的面積一般取1hm2左右。

（二）格子面積確定

每個單元格的面積大小應適宜。一方面，面積太大，使64友誼農(nóng)場五分場二隊2號地取樣點圖友誼農(nóng)場五分場二隊2號地取樣點圖65

利用軟件生成的取樣點數(shù)據(jù)制作取樣表。對取樣點進行編號，編號的原則是要利于田間行走找點和取樣，取樣點的編號與土壤土樣編號應一致。取樣表的內(nèi)容包括取樣點的編號、取樣點的緯度和經(jīng)度，這樣可應用取樣表和GPS在田間定位取樣。

（三）田間土壤取樣表制作

利用軟件生成的取樣點數(shù)據(jù)制作取樣表。對取樣點進66人工取樣

（四）田間土壤取樣取樣器

人工取樣（四）田間土壤取樣取樣器67（四）田間土壤取樣機載、機械取樣

（四）田間土壤取樣機載、機械取樣68土壤取樣應考慮的問題

1.多長時間取一次土樣？

考慮土壤類型、以前的土壤營養(yǎng)水平和輪作制度等。2-4年1次。2.應該什么時候采樣？應在春季或秋季相同取樣日期的幾天內(nèi)取樣。3.影響取樣結果的因素？不要在地邊、路邊取土樣，異物應去除。土壤取樣應考慮的問題1.多長時間取一次土樣？69土壤常規(guī)的檢測項目有：堿解氮；速效磷；速效鉀；有機質；pH值等。（五）土樣化驗與結果分析2號地土壤采樣化驗結果舉例編號北緯東經(jīng)堿解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效鉀(mg/kg)有機質(%)pH值146.702229131.858179160.6021.82174.533.826.35246.702943131.858899139.2327.38135.823.456.20346.703656131.85962142.8024.92137.654.116.11446.70437131.86034124.9519.64128.663.256.36土壤常規(guī)的檢測項目有：（五）土樣化驗與結果分70友誼農(nóng)場五分場2號地土壤養(yǎng)分分析堿解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效鉀(mg/kg)有機質(%)pH值最大值189.2155.19374.654.706.68最小值107.1016.58108.922.056.06平均值148.3325.90173.213.496.29標準差13.195.6038.940.390.11變異系數(shù)（%）8.9021.6322.4811.081.72友誼農(nóng)場五分場2號地土壤養(yǎng)分分析堿解氮速效磷速效鉀有機質pH71信息采集及變量決策72信息采集及變量決策73

差值方法生成，等高面圖。

差值方法生成，等高面圖。74格子法生成的土壤養(yǎng)分分布圖

格子法生成的土壤養(yǎng)分分布圖75作物生長期調查，可采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測作物長勢，人工進行地面田間的校準。田間地面調查是目前的主要方式。

三、作物生長期調查作物生長期調查，可采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測作物長勢，人工76土壤容積含水量，%1.土壤水分檢測土壤容積含水量，%1.土壤水分檢測77GreenSeeker

手持式光譜儀NDVI--歸一化植被指數(shù)2.長勢營養(yǎng)狀態(tài)調查GreenSeeker

手持式光譜儀2.長勢營養(yǎng)狀態(tài)調查78聯(lián)接掌上電腦可自動記錄的GreenSeeker

手持式光譜儀聯(lián)接掌上電腦可自動記錄的GreenSeeker

手持式光譜儀79EM38大地電導儀用于農(nóng)業(yè)上勘查土壤中鹽的含量，不使用電極就能非接觸式的快速檢查測大片面積。

3.土壤電導率檢測EM38大地電導儀用于農(nóng)業(yè)上勘查土壤中鹽的含80

根據(jù)土壤養(yǎng)分化驗數(shù)據(jù)、作物生長需肥量、產(chǎn)量目標值、肥料利用率等參數(shù)，結合歷年施肥經(jīng)驗和農(nóng)業(yè)專家建議，制作變量施