農(nóng)田土壤水分與堅(jiān)實(shí)度差異分布數(shù)據(jù)處理方法研究.pdf

1、農(nóng)田信息的獲取與處理是精細(xì)農(nóng)業(yè)的基點(diǎn)，也是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步探究農(nóng)田信息的變異分布規(guī)律，本文研究了相關(guān)的基礎(chǔ)理論和數(shù)據(jù)處理方法，提出針對(duì)現(xiàn)有的傳感器采集設(shè)備開發(fā)基于PDA的數(shù)據(jù)采集軟件和用于研究農(nóng)田信息變異分布的數(shù)據(jù)分析軟件，使研究人員可以從數(shù)據(jù)分析軟件的結(jié)果中直觀地看出農(nóng)田信息的變異分布規(guī)律，從而做出相應(yīng)的判斷與決策。本課題研究涉及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理及地統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息獲取，信息處理，管理

2、決策和真正地實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文從中德合作項(xiàng)目“圓錐指數(shù)/土壤水分縱向剖面同步測(cè)量系統(tǒng)”入手，探索了一種新型的便于農(nóng)田作業(yè)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備解決方案，開發(fā)設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)了基于PDA的數(shù)據(jù)采集軟件。重點(diǎn)深入研究了地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論。對(duì)國內(nèi)外具有代表性的變異函數(shù)模型進(jìn)行了分析研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)指數(shù)模型進(jìn)行了改進(jìn)，化簡為多項(xiàng)式變異函數(shù)模型。然后對(duì)空間插值方法進(jìn)行了研究。接下來，在以上研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于PC機(jī)的

3、數(shù)據(jù)分析軟件。該軟件實(shí)現(xiàn)了線性變異函數(shù)模型、球狀變異函數(shù)模型和多項(xiàng)式變異函數(shù)模型，能夠輸出半方差云圖和相關(guān)參數(shù)。實(shí)現(xiàn)了普通克里格插值方法、距離反比(IDW)插值方法和雙線性插值方法，完成了對(duì)采集的農(nóng)田信息的空間預(yù)測(cè)，輸出變異分布圖和預(yù)測(cè)結(jié)果。最后對(duì)多項(xiàng)式變異函數(shù)模型的效果進(jìn)行了驗(yàn)證，該模型與指數(shù)模型的應(yīng)用結(jié)果之間的RMSE為1.431×10-3。又采用交叉驗(yàn)證法驗(yàn)證普通克里格法、距離反比(IDW)法和雙線性法的有效性，插值結(jié)果與實(shí)際測(cè)量