基于構件化生長模型的作物管理決策支持系統(tǒng).pdf

1、作物生長模型與決策支持系統(tǒng)的研究與應用對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化和數(shù)字化具有重要的理論與實踐意義。通過數(shù)十年的研究與開發(fā)，目前已經(jīng)有數(shù)以百計的作物生長模擬模型應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，但是它們的開發(fā)尚無統(tǒng)一的方法和標準，各種模型對作物生理生態(tài)過程的量化描述繁簡不一，參數(shù)取值差別較大。本研究借鑒國際上先進的作物生長模型構建理論和本實驗室形成的作物模擬方法體系與基本框架，運用系統(tǒng)分析原理和數(shù)學建模技術，創(chuàng)建了作物生長模擬模型的通用算法框架，并以此為核心

2、，結合氣象生成模型、品種參數(shù)生成模型及策略分析評價模型，應用面向對象的程序設計與軟構件技術，研制了基于構件化生長模型的作物管理決策支持系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了農(nóng)作模擬預測、決策支持和人機交互技術的有機耦合。 根據(jù)作物的不同類型，對國內(nèi)外作物生長模擬模型進行系統(tǒng)分類，再以作物的一般生理生態(tài)規(guī)律為基礎，將作物生長模型劃分成五大組成模塊，通過系統(tǒng)地分析、綜合，提煉作物生長模擬通用算法框架，涵蓋了作物階段發(fā)育和物候期、光合作用、呼吸作用、干物質(zhì)

3、積累和分配、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量形成等主要的生長動態(tài)過程，并采用參數(shù)化建立了不同作物的生長模擬模型通用算法。采用1996年在南京進行的小麥播期試驗和2004年在南京進行的水稻氮肥處理試驗資料對通用模型算法進行了檢驗，結果顯示采用通用算法框架建立作物生長模型不僅能可靠地預測不同品種和肥水條件下的作物生長動態(tài)，而且綜合實現(xiàn)了多種作物的模擬預測功能。這種通用算法使不同的作物采用了相似的模擬方法和統(tǒng)一的參數(shù)設置，便于模型的不斷完善與擴充，并能提高代

4、碼的復用率，加強系統(tǒng)的模塊化和可靠性，統(tǒng)一不同作物模型接口的規(guī)范，增加軟件生產(chǎn)率，降低開發(fā)代價。通用算法的建立為發(fā)展作物生長模擬模型開發(fā)平臺提供了一定的技術支持，并為通用性、綜合性數(shù)字化作物管理決策支持系統(tǒng)的構建奠定了基礎。 以作物生長模擬模型通用算法為主線，結合氣象生成模型、品種參數(shù)生成模型，采用面向對象的程序設計和軟構件技術，構建了符合COM標準的生長模型組件及基于模型組件集成的綜合性作物生長模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)包括發(fā)育進程、光合

5、生產(chǎn)、物質(zhì)分配、器官建成、產(chǎn)量形成、養(yǎng)分平衡、水分平衡等模塊，可以預測不同生態(tài)環(huán)境、品種類型和生產(chǎn)條件下作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成過程及其與水分和養(yǎng)分的動態(tài)關系。系統(tǒng)以C＃為開發(fā)語言，MS-Access 2003設計數(shù)據(jù)庫，Windows為界面，通過下拉菜單、工具條、圖標、圖形和表格等方式和用戶進行交互，實現(xiàn)了系統(tǒng)功能與用戶界面的較好統(tǒng)一。在此基礎上進一步運用決策支持技術，基于COM標準的作物生長模擬模型組件，建立了基于構件化生長模擬的作物