[發明專利]一種大型噴灌機變量灌溉施肥分區方法

在審

• 申請號: 202110196880.4
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112772098A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 嚴海軍;王晶晶;李茂娜;孫宇;王春曄
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04;G16Y10/05
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發明公開了一種大型噴灌機變量灌溉施肥分區方法，屬于農業灌溉施肥技術領域。通過處理帶有坐標系的土壤或作物信息點數據集，采用反距離權重法，完成點數據到面數據的轉換，生成管理區劃分所需要的底圖；然后采用自然間斷點法進行分級歸類，劃分灌溉施肥等級；根據分類結果及大型噴灌機機組參數，生成若干個大管理區與小管理區；最后生成灌溉施肥處方圖。該方法可以根據土壤、作物實時情況及大型噴灌機機組信息精準劃分管理區，然后進行變量灌溉施肥，可以節約水肥資源，提高噴灌水肥利用效率與機械化程度，實現定點定量灌溉施肥，為精準農業的發展提供幫助。

技術領域

本發明屬于農業灌溉施肥技術領域，特別涉及一種大型噴灌機變量灌溉施肥分區方法。

背景技術

隨著我國農業生產集約化、規模化的不斷發展，在農田尺度內往往采用統一種植管理方式。然而，大農田尺度中土壤物理特性、作物實時生長情況多存在較大差異，若仍采用統一的灌溉施肥將會引起局部地塊的灌水施肥過多或不足，不但會導致作物長勢不均，還會降低水分與肥料利用效率。大型噴灌機(圓形噴灌機和平移式噴灌機)作為適應規模化、集約化生產的高效節水灌溉機組，具有機組控制面積大、自動化程度高、適用性強等優點，已成為精準水肥管理的最佳執行平臺。田塊管理區劃分是大型噴灌機變量灌溉施肥技術得以實現的前提，因此針對同一田塊內不同土壤或作物生長特性，將田塊劃分成不同灌溉施肥需要量的管理區，以實現大型噴灌機條件下特定土壤、作物的變量灌溉施肥，充分挖掘整個田塊作物生產潛力。因此，管理區劃分的科學性和合理性對變量灌溉施肥系統的控制精度、投資成本與經濟效益均具有重要意義。

綜上，如何提供一種大型噴灌機變量灌溉施肥分區方法，以提高噴灌水肥利用效率，實現定點定量灌溉施肥，并為精準農業的發展提供幫助，已經成為亟需解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的一系列缺陷，本發明的目的在于針對上述問題，提供一種大型噴灌機變量灌溉施肥分區方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據灌溉施肥位置的邊界坐標確定田塊位置信息，確定大型噴灌機灌溉施肥管理區域；

步驟2：采用反距離權重法對帶有坐標系的土壤或作物信息點數據集進行插值分析補全數據，完成點數據到面數據的轉換，生成灌溉施肥管理區劃分所需要的底圖；

步驟3：利用自然間斷點法對數據進行分級歸類，采用擬合度判斷分類結果的好壞；

步驟4：根據分類結果，生成若干個灌溉施肥大管理區與小管理區；

步驟5：根據灌溉施肥方案生成灌溉施肥處方圖，控制大型噴灌機及施肥裝置執行自動變量灌溉施肥。

優選的在步驟1中，將灌溉施肥位置的邊界坐標最小值與最大值轉換到平面直角坐標，為最小值A(X₁，Y₁)及最大值B(X₂，Y₂)，則灌溉施肥管理區域的長度為n和m，其中，n＝X₂-X₁，m＝Y₂-Y₁；生成(n×m)/s個空數據集，向上取整，s為數據集的單位長度，并依次編號為P₁₁、P₁₂…P_1m，P₂₁、P₂₂…P_2m直到P_n1、P_n2……P_nm，然后計算所有數據集間的間距。

優選的，在步驟2中，根據帶有地理信息的土壤或作物數據集、邊界坐標、分組數、迭代次數、插值分析所使用的已知點個數，采用反距離權重插值法完成點數據到面數據的轉換，生成管理區劃分所需要的底圖，其步驟包括：