[发明专利]一种南方大型灌区水稻实时需水量测算方法

摘要

本发明公开了一种南方大型灌区水稻实时需水量测算方法，属于农业水土资源高效利用与管理的领域。通过水稻全生育期的田间需水量试验，构建以净太阳辐射量、冠气温差和叶面积指数为参数的水稻实时需水量估算模型；灌区移动无人机水稻生理及生长环境采集系统和灌区自动农业气象测站信息采集系统分别采集实时水稻生理信息和气象信息；采用泰森多边形法将水稻生理信息由点到面转换，进而获取灌区灌溉用水管理单元面上水稻需水信息。本发明能实时、快速、准确地监测大面积水稻需水信息，对提高我国南方大型灌区信息化、精准化用水管理水平具有重要意义。

主权项

1.一种南方大型灌区水稻实时需水量测算方法，其特征是，包括以下步骤:1)田间水稻需水试验①备好田间水稻需水试验所需用具:若干有底测桶及与其匹配的套筒、冠层温度测量仪、高精度电子台秤以及作物冠层分析仪；②将套筒埋置于灌溉单元内的田间典型田块，种植有水稻的有底测桶放于套筒中，桶内水稻与灌溉单元内的水稻种植高度一致，同时生产管理方式也与灌溉单元内水稻一致；③每日取出有底测桶，利用高精度电子台秤测定桶重，称重后将测桶放回原处，由相邻两天有底测桶的重量差换算成水稻实际日需水量；④利用作物冠层分析仪和冠层温度测量仪分别获取对应有底测桶内水稻叶面积指数和冠层温度信息，对应时段空气温度、净太阳辐射量借助灌区自动农业气象测站获取；2)水稻实时需水量估算模型①通过典型田块水稻全生育期的田间试验，构建以太阳净辐射、冠气温差和叶面积指数为参数的水稻实时需水量估算模型，其结构为：ET_m＝(aLAI+b)[cR_n‑d(T_c‑T_a)+e]；式中：ET_m为水稻实时需水量模型计算值；LAI为叶面积指数；R_n为太阳净辐射，单位是[MJ/(m²·d)]；T_c为冠层温度；T_a为空气温度；T_c‑T_a为冠气温差，单位为℃；a、b、c、d、e为经验系数；②将上述水稻实时需水量估算模型通过误差分析判断是否对参数进行调整，以相对误差R_E为评判指标，当R_E≤10％时，即认为模型达到精度要求，可用于实时需水量估算；若精度不满足要求，继续进行田间水稻需水试验和参数率定，对模型进行修正直至精度满足要求；3)无人机水稻信息采集①在无人机上安装红外温度传感器、作物冠层分析仪，利用飞行控制器控制无人机在灌溉单元上按最小采样数进行均匀定网格点采集，再利用泰森多边形法计算灌溉单元内水稻冠层温度和叶面积指数的平均值；②将得到的灌溉单元内水稻冠层温度和叶面积指数的平均值以及灌区自动农业气象测站获取的太阳净辐射代入上述满足精度要求的水稻实时需水量模型中，计算得出灌区水稻实时需水量。