基于三维GIS的玉米精准作业区土壤养分演变趋势研究

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1、分类号：单位代码：10193密级：公开学号：20160837专业硕士学位论文基于三维GIS的玉米精准作业区土壤养分演变趋势研究ResearchofsoilnutrientevolutiontrendinmaizeprecisionoperationareaBasedonthree-dimensionalGIS作者姓名：肖恩泽学位类别：农业推广硕士专业名称：农业信息化研究方向：人工智能与计算机农业应用指导教师：陈桂芬教授所在学院：信息技术学院二〇一八年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人

2、在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的

3、论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日导

4、师签名：签字日期：年月日摘要随着计算机技术的飞速发展，物联网技术，3S技术，大数据处理等新一代计算机技术在农业上的应用越来越广泛，推动着精准农业的快速发展。地理信息系统（GIS）是一种用来研究空间信息的技术系统，是从地理学、测量学、制图学、遥感学、图形图像学等学科引用计算机技术后形成的一门边缘学科。它是以地理和测绘为基础，以计算机技术为支撑，逐渐发展成为多元化、信息化、产业化的学科。目前，GIS已广泛应用于土地、环境、交通及经济建设等方面。GIS的二次开发是实施“精准农业”的关键技术。在信息技术和三

5、维模拟技术高速发展的同时，三维GIS的发展和应用逐渐地走向成熟。三维GIS可以对三维空间对象进行空间分析，使用户可以更加真实地感知客观世界，并且把大量的空间地理信息呈现在用户的眼前。但是，现代农业领域的三维GIS技术发展比较缓慢。本文以国家星火计划“基于物联网的玉米精准作业技术集成与示范”等课题为依托，通过三维GIS技术以及智能决策技术的有效结合，进行了基于三维GIS的玉米精准作业区土壤养分演变趋势研究。主要研究内容与成果如下：（1）数据获取与处理在国家“863”项目“玉米精准作业系统的研究与应用”

6、和国家星火计划“基于物联网的玉米精准作业技术集成与示范”课题的大力支持下，收集整理了吉林省农安县合隆镇陈家店村2014年至2017年连续四年玉米精准作业实施中积累的大量土壤养分数据。运用GIS、GPS技术对选择的土壤速效磷、碱解氮、速效钾、PH值和有机质五种养分数据进行综合分析处理。（2）基于三维GIS空间分析技术的玉米精准作业区土壤养分演变趋势分析首先，应用普通Kriging插值法分析土壤养分空间分布特征，计算玉米精准作业区内土壤养分中各点的采样点数值。然后，运用Arcscene技术建立出三维模型

7、，实现二维到三维模型的转化。再建立2014年到2017年变量施肥期间，玉米精准作业区土壤速效磷、速效钾、碱解氮、PH值和有机质等养分含量的三维空间专题图。通过对其三维空间专题图的比较，分析其土壤肥力特征的演变趋势。研究结果表明：变量施肥四年后，土壤肥力差异趋于平缓，验证了精准施肥的效果。（3）基于三维GIS的玉米精准作业管理系统的设计与实现运用以上研究成果，基于.NET平台进行了系统的研发，系统的主要功能包括地理信息查询、空间分析、产量预测、精准施肥四个模块。本系统实现了玉米精准农业作业区玉米的产量

8、预测、土壤养分的空间分析、精准施肥及土壤养分三维空间专题图的可视化展示I等功能，在一定程度上为农田精准作业的实施提供了决策依据，为农田的精准作业提供一定的参考依据。关键词：三维GIS，玉米精准作业，土壤养分，变量施肥，Kriging插值法IIAbstractWiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,anewgenerationofcomputertechnologiessuchasInternetofThingstechn