3s技术在精准农业中的应用

1、一、实习目的：通过实习，使学生充分运用课堂上所学的基本理论知识，将多门专业课程(土 壤学、植物营养学、土壤农化分析、施肥原理与技术、资源遥感与信息技术等) 内容有机结合，学会并掌握利用3S技术进行土壤肥力调查与精准施肥管理。二、实习内容：完成给定区域内土壤肥力水平状况调查的田间布点、GPS空间精确定位、取 样、室内化验分析，利用GIS相关软件的空间插值、图像叠加等功能生成各养分 含量分布图，据此形成施肥方案，指导精准施肥。三、实习时间： 2011年12月19日-2011年12月30日四、实习地点：生命科技实验站、资源与环境实验室、数码互动教室五、组织形式：集中分组进行。本组成员：六、实习过程1

2、、采集土壤样品在学校农场内采集土壤样品，我们在一个范围区内，以西南方向的点为平面 坐标的原点，然后分别向北、向东进行布点以4X3的分布形式进行采样，同时用 GPS仪进行定位，并记录。土样采集完成后，送回实验室，将各土样倒出，尽量碾碎平铺在报纸上，去 除一些植物的根系及较大的石砾，并做好相应的标签，放在阴凉通风处，风干， 备用。2、土壤样品的处理将各风干后的土样，先用四分法取50g左右，然后倒在橡胶板上，去除一些 杂物，分别用木棒和胶塞把土壤磨细，使之全部通过1mm的筛子，然后将土样 保存在纸包中，做好记录。3、实验室化验分析土壤有效磷含量的测定基本方法：0.5mol/LNaHCO3法基本步骤：

3、称取通过1mm筛的土样2.50g于具塞三角瓶中，加入0.5mol/LNaHCO350mL， 再加入活性炭0.3g，塞紧瓶塞，在震荡机上震荡30分钟，立即用无磷滤纸过滤于 干燥的三角瓶中，同时做好标签。准确吸取滤液3.0mL，于50mL容量瓶中，同时补加碳酸氢钠至10mL，加入 蒸馏水约30mL，然后准确加入钼锑抗试剂5mL，充分摇匀，待排除二氧化碳后, 定容至刻度，再充分摇匀，同时，做一空白对照，并做好标签记录。放置30分钟后在分光光度计上700nm波长下进行比色。标准曲线绘制分别准确吸取5ug/mL磷标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于150mL 三角瓶中，再加入0.5m

4、ol/LNaHCO310mL,准确加水使各瓶的总体积达到45mL, 摇匀；最后加入钼锑抗试剂5mL,混匀显色，绘成标准曲线。最后归纳得工作曲线为：y=(x+0.0013)/0.5230,其中y为待测液磷的质量浓 度ug/mL， x为吸光值。土壤速效钾含量的测定基本方法：NH4OAc浸提，火焰光度法(1)称取通过1mm筛的土样5.0g，于150mL具塞三角瓶中，加中性1mol/LNH4OAc 溶液50.0mL(液土比为10)，盖上塞子，在震荡机上震荡30分钟，然后过滤于干 燥的小三角瓶中，做好标签，然后上机测定即可。实验结果见下表：编号经度纬度速效钾ug/g有效磷ug/g11119.180123

5、9.7109122032.0612119.180139.7109723017.751-3119.1800739.7110822025.561-4119.1800139.7111724025.562-1119.1802239.7109422019.062-2119.180239.7110223013.2023119.1801839.7111222025.5624119.1801139.7111923058.083-1119.180339.7109623036.623-2119.1802839.711042301.503-3119.1802639.7111221026.863-4119.18024

6、39.711223017.104专题图制作将最后的计算结果输入EXCEL表中数据格式的转换：将excel的数据格式转换为shp文件(1)首先将excel生成点在 ArcMap 中 ToolsAdd x,y data 选择路径为 sheetl, X Field 选择 X, Y Field 选择Y-Ok。(2)然后将生成的点转换成shp文件右击sheet1Data Export Date选择保存的路径存储为.shp格式。5空间插值5.1在ArcGIS 9栅格分析模块中，通过栅格插值运算生成表面主要有三种实现方 式：反距离权重插值，样条函数插值和克里格插值，此次制图，我们选择反距离 权重插值法。5.

7、2调入数据在Spatial Analyst下拉菜单中选择Interpolate to Raster，在弹出的下一级菜单 中点击Inverse Distance Weighted命令，弹出IDW 对话框。在Input points的下拉菜单中选择被用来进行插值的离散点数据； 53 土壤速效钾养分含量分布图的制作生成分布图调入数据后，在Z value field的下拉菜单中选择字段“速效钾ug/g”一 Power 栏中的幕指数2不需改动Search radius type栏中选择Variable搜索半径类型一 在Number of points中输入搜索的最近点的个数(缺省值为12)，其余项目不需

8、改 动。专题图的制作生成图后选择View下的Layout命令，输出图片。然后通过Insert下的各种命 令对专题图进行制作，包括图名、图例、指北针、制图人、制图时间，最后对图 例颜色加以修改，使之更明显。最后通过File下Export Map命令将制作完成的专 题图输出保存为jpg格式。土壤速效钾养分状况分布图结果如下:土壤速效钾养分状况分布图(四组)图例110 - 124. 44124. 44 - 138. 88138. 88 - 153. 33153. 33 - 167. 77167. 77 - 182. 22182. 22 - 196. 66196. 66 - 211. 11211. 1

9、1 - 225. 55225. 55 - 240制图时间2011. 12,26制图人董克丁亚杰唐力超刘东琦王红莲孙甜甜黄晓磊李岩陈颖时女青5.4 土壤有效磷养分含量分布图的制作生成分布图调入数据后，在Z value field的下拉菜单中选择字段“有效磷ug/g” Power 栏中的幕指数2不需改动一Search radius type栏中选择Variable搜索半径类型 在Number of points中输入搜索的最近点的个数(缺省值为12),其余项目不需改 动。专题图的制作生成图后选择View下的Layout命令，输出图片。然后通过Insert下的各种命 令对专题图进行制作，包括图名、图

10、例、指北针、制图人、制图时间，最后对图 例颜色加以修改，使之更明显。最后通过File下Export Map命令将制作完成的专 题图输出保存为jpg格式。(3) 土壤有效磷养分含量分布图结果如下:土壤有效磷养分状况分布图(四组)图例1. 49 - 7. 787. 78 - 14. 0614. 06 - 20. 3520. 35 - 26. 6426. 64 - 32. 9232. 92 - 39. 2139. 21 - 45. 5045. 50 - 51. 7851. 78一 58. 07制图时间2011. 12. 26制图人董克丁亚杰唐力超刘东琦王红莲孙甜甜黄晓磊李岩陈颖时女青5.5 土壤磷肥

11、施状况分布图的制作1）选择Spatial Analyst菜单下的Raster Calculator来计算施肥量，在Layers 下选择需要计算施肥量的数据，然后在表格下方内输入计算公式：以冬小麦为例, 五氧化二磷=（1.3-0.001*测定值）*8kg（2） 土壤磷肥施用状况分布图结果如下：土壤有效磷施用状况分布图（四组）图例High ; 10.388Low : 9.93539制图时间201L 12.26制图人董克丁亚杰唐力超刘东琦王红莲孙甜甜黄晓磊李岩陈颖时嬪七、实习结果分析与建议3S技术是农业进行抽样调查，获取作物生长各种影响因素的主要技术手段之一，它在农 业中已经得到了广泛的应用，其中尤

12、以精细农业为代表。从这次的试验结果分析中我们可以看出，实验地块的土壤中有效钾含量比较丰富，不用施用 钾肥，以免造成浪费；速效磷含量不足，需要进行科学施肥以满足作物需求。施用磷肥时， 首先应根据土壤的供磷状况确定施用量，集中施用；其次，可配合使用有机肥，培肥土壤， 提高土壤中磷的有效性。八、实习心得体会这次实习时间虽然短暂，但收获颇多。在实习中，我们严格按照操作规范进行，按时且准确的完成了实习要求。通过这次实习, 我们更加的熟练了 ARCGIS软件的操作，也更加了解到3S技术的重要性及应用的广泛性。 在实习过程中我们不但巩固了课堂上所学遥感的理论知识，也为以后的实践打下了坚实的基 础，真正做到了理论联系实际。同时在实习过程中我们意识到了自己专业知识的不足，通过 合作克服了许多困难，进一步体会到了团结就是力量的真谛，增进了师生关系和同学之间的 友谊，这也为我们以后的工作打下坚实的基础。专业实习使我们的知识得到巩固和开拓，使我们更容易将所学与实践联系起来，使我们 认识到自身知识缺漏，必须重拾课本虚心请教老师弥补自身不足。实习使我们更加明确自己的努力方向，必须充分利用好图书馆的资料网络来加深自己的 专业涵养。只有这样我们才能在日益激