[发明专利]一种大型喷灌机变量灌溉施肥分区方法

说明书

本发明公开了一种大型喷灌机变量灌溉施肥分区方法，属于农业灌溉施肥技术领域。通过处理带有坐标系的土壤或作物信息点数据集，采用反距离权重法，完成点数据到面数据的转换，生成管理区划分所需要的底图；然后采用自然间断点法进行分级归类，划分灌溉施肥等级；根据分类结果及大型喷灌机机组参数，生成若干个大管理区与小管理区；最后生成灌溉施肥处方图。该方法可以根据土壤、作物实时情况及大型喷灌机机组信息精准划分管理区，然后进行变量灌溉施肥，可以节约水肥资源，提高喷灌水肥利用效率与机械化程度，实现定点定量灌溉施肥，为精准农业的发展提供帮助。

技术领域

本发明属于农业灌溉施肥技术领域，特别涉及一种大型喷灌机变量灌溉施肥分区方法。

背景技术

随着我国农业生产集约化、规模化的不断发展，在农田尺度内往往采用统一种植管理方式。然而，大农田尺度中土壤物理特性、作物实时生长情况多存在较大差异，若仍采用统一的灌溉施肥将会引起局部地块的灌水施肥过多或不足，不但会导致作物长势不均，还会降低水分与肥料利用效率。大型喷灌机(圆形喷灌机和平移式喷灌机)作为适应规模化、集约化生产的高效节水灌溉机组，具有机组控制面积大、自动化程度高、适用性强等优点，已成为精准水肥管理的最佳执行平台。田块管理区划分是大型喷灌机变量灌溉施肥技术得以实现的前提，因此针对同一田块内不同土壤或作物生长特性，将田块划分成不同灌溉施肥需要量的管理区，以实现大型喷灌机条件下特定土壤、作物的变量灌溉施肥，充分挖掘整个田块作物生产潜力。因此，管理区划分的科学性和合理性对变量灌溉施肥系统的控制精度、投资成本与经济效益均具有重要意义。

综上，如何提供一种大型喷灌机变量灌溉施肥分区方法，以提高喷灌水肥利用效率，实现定点定量灌溉施肥，并为精准农业的发展提供帮助，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种大型喷灌机变量灌溉施肥分区方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据灌溉施肥位置的边界坐标确定田块位置信息，确定大型喷灌机灌溉施肥管理区域；

步骤2：采用反距离权重法对带有坐标系的土壤或作物信息点数据集进行插值分析补全数据，完成点数据到面数据的转换，生成灌溉施肥管理区划分所需要的底图；

步骤3：利用自然间断点法对数据进行分级归类，采用拟合度判断分类结果的好坏；

步骤4：根据分类结果，生成若干个灌溉施肥大管理区与小管理区；

步骤5：根据灌溉施肥方案生成灌溉施肥处方图，控制大型喷灌机及施肥装置执行自动变量灌溉施肥。

优选的在步骤1中，将灌溉施肥位置的边界坐标最小值与最大值转换到平面直角坐标，为最小值A(X₁，Y₁)及最大值B(X₂，Y₂)，则灌溉施肥管理区域的长度为n和m，其中，n＝X₂-X₁，m＝Y₂-Y₁；生成(n×m)/s个空数据集，向上取整，s为数据集的单位长度，并依次编号为P₁₁、P₁₂…P_1m，P₂₁、P₂₂…P_2m直到P_n1、P_n2……P_nm，然后计算所有数据集间的间距。

优选的，在步骤2中，根据带有地理信息的土壤或作物数据集、边界坐标、分组数、迭代次数、插值分析所使用的已知点个数，采用反距离权重插值法完成点数据到面数据的转换，生成管理区划分所需要的底图，其步骤包括：