农作制度调查与管理.ppt

农作制度调查与管理 张洋 第一节农业资源与农业制度的调查与评价第二节遥感技术与农业资源调查研究第三节地理信息系统与农业资源综合管理第四节3S技术与精确农业第五节作物生长模拟模型与农作制度优化第六节农业专家系统与农作制度管理 第一节农业资源与农业制度的调查与评价 农业资源是农作制度发展的物质基础 调查和评价农业资源的存在状况是制定合理农作制度的基础 同时 随着农业生产对资源利用广度和深度不断扩大 为了建立于资源存在状况相适应的农作制度就必须对农业资源进行广泛而深入的调查与评价 一 农业资源调查与评价的意义 目标和原则 目的 查清农业资源的数量 质量 分布利用状况及其生产潜力 协调人与自然及资源的关系 保持和增进农业资源生产力和生产效率 促进农作制度不断改革完善和农业生产的可持续发展 意义 1 为农业结构调整和农业生产合理布局奠定基础 2 为农业区域发展提供可靠的依据 3 为农业资源的合理开发和农作制度改革提供学科依据 3 农业资源调查评价与调查的内容 农业资源调查评价与调查的基本内容包括以下几个方面 查清资源 家底 查明资源的种类 分布 数量 质量特征和潜力 评价各种资源条件与农业生产的关系 探索农业生态规律及各种资源条件对农业生产的适宜性和限制性 农业资源调查与评价是为农业资源的合理利用提供决策依据 农业资源调查与评价具有多元目标性 原则 1 着眼长远 立足当前 长远与当前结合 2 运用生态效益 经济效益和社会效益相结合的原则 进行效益的综合分析与评价 3 分析主导因素 揭示限制因素 进行全面系统的评价 4 依据农业地域分异规律和发挥地区优势的原则 评价资源的质量等级及其合理利用的方向和途径 综合分析各种资源条件在地域上的不同组合及其对农业生产的有利和不利影响 探讨各地区合理开发 利用 改造和保护自然资源的方向 方式和途径 以及其生态效益和社会经济效益 1 农业自然资源调查 1 各类土地资源 耕地 草地 林地 水域 的面积与利用现状 各类农田 平地 坡地 梯田 水田 水浇地与旱地 的面积 比重及今后改良的方向 2 气候资源光照 热量和降水的数量 强度 季节分布及其变率与保证率 3 生物资源当地现有的农业生物类型 品质资源与品种 4 水资源包括地表水 地下水资源的数量 季节分布 年际变率 水质状况及水资源利用现状 2 农业社会经济资源调查 1 农业生产规模 2 农业现代化水平 3 社会经济条件 4 科学技术水平 3 农业资源状况的分析与评价 1 对所调查的农业资源状况进行比较和分析 寻找农业资源优势之所在和可能的开发潜力 2 分析当地农业资源中的限制因素及克服的可能途径 3 从资源总体状况考虑 评价并提出被调查单位今后农业生产的发展方向 4 农业资源调查与评价的方法 1 有步骤的安排工作程序 2 选择具体的调查与评价方法 3 设计适当的指标系统 二 农作制度的调查与评价 1 作物布局调查2 种植模式调查3 轮作方式调查4 农牧结合状况调查5 土壤耕作措施调查6 农田培肥制度调查7 农田灌溉制度调查8 农田防护制度调查9 农作经营制度调查10 农作制度现状评价 第二节遥感技术与农业资源调查研究 一 遥感技术在农业中的应用领域1 农业资源调查 土地利用现状 土壤类型调查和评价 2 农业资源与生态环境监测 3 生物量估产 4 农业灾害预报 病虫害 雪灾 火灾 洪水等 5 特殊应用 农业人口分布 农村运输网调查 野生动植物调查等 遥感技术在农业中的应用 二 农业资源调查和变化监测系统 1 基本原理遥感技术具有客观 快速 准确等特点 因而常用于监测耕地的变化 2 技术流程1 订购合适的卫星资料 2 实地调查 3 确定耕地变化的检测范围 4 解译卫星资料 5 绘制耕地分布图 6 计算耕地面积 7 比较不同时相的耕地变化 三 农作物遥感估产系统 1 遥感估产的基本原理利用植被光谱特征的独特性可以从遥感图像中区分植被类型 可以动态监测植被光合作用强度的空间分布 建立光谱参数与农作物产量的关系 实现农作物产量的估测 2 农作物要干估产系统的结构和功能 1 气象卫星接收及处理子系统 2 TM图像处理子系统 3 数据库管理子系统 4 模型分析子系统 5 输出子系统 具有农作物播种面积估算 农作物长势监测 农作物产量估算和旱涝灾情监测等功能 四 农业灾害监测和评估系统 遥感技术在农业灾害监测和评估方面的应用1 监测草场火灾 雪灾2 系统作业流程 以火灾为例 1 数据的接收和预处理 2 识别火点 3 火点定位 4 面积量算 第三节地理信息系统与农业资源综合管理 定义 地理信息系统是一个能用于进行有效搜集 储存 更新 处理 分析和显示所有形式之地理信息的计算机硬件 软件 地理数据和有关人员 用户 的有机结合 一 地理信息系统概述 地理信息系统的类型 1 专题信息系统是具有有限目标和专业特点的地理信息系统2 区域信息系统以区域综合研究和全面的信息服务为目标3 地理信息系统工具 GIS 是一组具有图形图像数字化 存贮管理 查询检索 分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包 地理信息系统的构成 完整的GIS由四个部分构成 1 计算机硬件系统2 计算机软件系统3 地理空间数据4 系统开发 管理和使用人员 二 地理信息系统在农业资源综合管理中的应用 功能 对空间数据进行存储 管理 分析和更新 用途 1 信息查询 2 绘制图件 3 预测预报 4 模拟分析 5 管理与决策 地理信息系统的功能与应用 第四节3S技术与精确农业 3S 技术是由地理信息系统 GIS 遥感 RS 和全球定位系统 GPS 集合而成的综合信息技术 GPS系统由导航卫星 地面站组和用户设备三部分组成 精确农业的概念 思想内涵及其技术体系 概念 亦可称精细农业或精准农业 是指精细 精准的农业 思想核心 获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素实际存在的时间空间差异性信息 分析影响小区产量差异的原因 采取技术上可行 经济上有效的调控措施 技术体系 RS GIS GPS DSS 传感器技术 智能型农业机械 3S技术在精确农业中的主要作用 1 遥感RS是未来精确农作技术体系中获得田间数据的重要来源 2 地理信息系统GIS在精确农业技术体系中主要用于建立农田土地管理 土壤数据 自然条件 作物苗情 病虫草害发生发展趋势 作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理 图形转换与表达等 为分析差异性和实施调控提供处方信息 3 全球定位系统GPS提供了用于农田测量 定位信息采集和与智能化农业机械配套的DGPS 差分GPS 产品 第五节作物生长模拟模型与农作制度优化 概念 是指能定量和动态地描述作物生长 发育和产量形成的过程及其对环境反应的计算机模拟程序 结构 气象 土壤 作物特性数据及栽培管理措施输入模块 主要生理生态过程的模拟模块 模拟结果的数据或图形输出与分析模块 作物生长模拟模型概述 作物生长模型的基本原理 1 作物生长模拟模型的开发过程 2 作物生长模拟模型的建模原理 3 作物生长模拟模型模拟的基本过程 4 作物生长模拟模型的模拟范围 5 作物生长模拟模型的特点 作物生长模拟模型在农作制度优化研究中的应用 1 探查不同资源条件下的作物生产潜力 为作物布局提供基本依据 2 模拟不同栽培管理措施下的作物产量 优化作物栽培方案 3 模拟不同种植模式下的作物产量 评价种植模式的生态适应性 4 模拟不同轮作方式在较长时间段内的作物产量 评价轮作方式的生态经济适应性 5 研究和预测气候变化对种植制度的影响 6 研究和评价农田养地制度和防护制度 第六节农业专家系统与农业制度管理 专家系统 简单的讲 具有与人类专家同等解决问题能力的智能程序系统 具体的讲 指在特定的领域内 根据某一专家或专家群体提供的知识 经验及方法进行推理和判断 模拟人类专家做决定的过程 来解决那些需要人类专家决定的复杂问题 提出专家水平的解决方法或决策方案的计算机程序系统 一 专家系统概述 1 专家系统基本结构 数据库 推理机构 解释机构 知识库 人机交互接口 用户 专家 2 专家系统基本原理 专家系统的核心是知识 专家系统技术研究的对象是专家 必须满足以下要求 所建立的系统必须实用 能像专家那样真正解决实际问题 有具体的实际应用目标 所建造的系统要在解决问题时具有专家水平的本领 能模仿甚至超过专家 它不是通用的百科全书 而是面向某个特定问题 在特定知识范围和特定思维方式下运行 专家系统的用户一般是该特定领域内水平不高 能力较差 希望从该系统得到帮助的人们 要求系统有透明度和信任感 二 农业专家系统概述 1 农业专家系统研究的必要性农业系统是由生态系统 经济系统 社会系统和技术系统组成的复杂大系统 是一个多因素 多层次 多目标 关系复杂的人工和自然复合系统 农业专家系统是一项投资少 见效快 实用性强的农业信息技术 随着计算机和通信网路的日益普及 使农业专家系统成为可能 农业专家系统也叫农业智能系统 是基于农业专家知识和模仿农业专家进行推理决策的计算机程序系统 2 农业专家系统的作用 1 汇集高水平的农业知识 克服农村地区交通信息不便的障碍 实地指导农业生产 2 汇集当地的农业知识 抢救 固化农学专家和种田能手的宝贵经验 使其逐渐积累丰富 3 推广演讲软件采用多媒体技术 既有文字 又有声音 图像 内容详尽 针对性 操作性强 4 农业生产时效性很强 农业专家系统能够实现随时解答农民生产中遇到的问题 3 农业专家系统的类型 1 按功能和结构特征划分1 启动式专家系统2 实时控制专家系统3 基于模型的专家系统4 专家数据库系统5 专家系统开发工具 2 按学科领域划分 1 作物栽培专家系统2 农田施肥专家系统3 植物保护专家系统4 设施农业专家系统 5 性品种选育专家系统6 畜禽水产养殖专家系统7 水利灌溉专家系统8 其他学科领域的专家系统 农业生产管理 农机具优化设计与选择 农业经济分析 农产品