基于组件式GIS的茶园施肥信息系统研制——以雅安蒙顶山茶园为例

摘要

本研究在茶叶高产优化施肥模型、茶园土壤养分空间变异性和肥力质量综合评价研究的基础上，运用面向对象的系统建模方法、组件式地理信息系统技术(ComGIS)和关系数据库技术，在Visual Basic 6.0环境下开发出以土壤测定为手段、养分平衡为依据，针对茶叶生产管理部门和广大茶农的需要，建立了低山茶园施肥信息系统(TFIS 1.0)。系统实现了基本地图操作、茶园空间信息查询与分析、土壤肥力分区、田块推荐施肥、可视化输出以及系统维护等功能，并以四川省蒙顶山茶园为案例区进行了实际应用。研究结果如下： 1．蒙顶山茶园土壤肥力质量沿海拔高度垂直变化明显，土壤肥力较高的区域分布在山体中上部，随着海拔高度的降低土壤肥力水平也逐渐降低。蒙顶山茶园山体中上部气候条件和土壤环境良好，森林覆盖率较高，土壤中有机质积累较丰富，是生产这种现象的主要因素。同时，区域内土壤肥力质量变化沿坡面等高线呈水平带状分布。蒙项山具有梯式茶园的种植特点，这种结构对重力作用下土壤养分的迁移产生了一定程度的影响，以行为单位的水肥管理也使同一茶行上的肥力质量水平趋于一致。 蒙顶山茶园土壤酸化趋势严重，pH均不符合优良茶园的要求；土壤容重、有机质、速效磷、碱解氮和全氮不符合优质茶园要求的面积分别占15％、26％、30％、90％和90％；速效钾含量最高的肥力质量区平均值仅为68mg/kg，远低于优质茶园的标准要求。pH、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷等制约了蒙顶山茶园茶叶产量和品质的提高，改善土壤肥力质量状况应成为茶园管理的重点之一。 2．采用地统计学、GIS与多元统计分析结合进行肥力质量评价较好的反映土壤肥力质量的空间分布状况，评价结果较客观的反映了研究区土壤肥力的真实情况，具有实用价值。同时，该方法综合考虑了土壤性质的空间变异性和评价单元各种养分的均一性，参评因子的权重以原始数据为基础获取，在保证评价精度的同时较大程度上避免了传统方法主观性较强的缺点，为地统计研究成果实际运用提供了思路。 3．将GIS软件系统与面向对象的软件工程分析与设计思想相结合，在对GIS软件系统进行各个层次上的面向对象系统性划分的基础上，应用UML建模的工具Rational Rose2003对低山茶园施肥信息系统进行可视化建模，提高了开发效率，降低了系统复杂性和研制风险，在体系结构模块化、代码可重用性和软件可维护性等方面取得了较好的效果。 4．以土壤、作物、肥料、价格等信息为基础，通过GIS技术、关系数据库技术、组件技术、施肥模型以及可视化语言Visual Basic 6.0的综合运用，开发出以土壤测定为手段、土壤肥力质量评价为依据、养分平衡为原理，针对茶叶生产管理部门和广大茶农的低山茶园施肥信息系统，其界面简洁友好、操作方便、信息全面、空间数据精度较高。系统具有N、P、K推荐施肥功能，并根据不同茶树品种、土壤肥力和季节给出相应施肥方案，初步实现了具体田块的精确施肥。此外，系统建立的技术路线和工作方法适用于其它土壤和作物，为其它作物施肥系统研究提供了一定的技术借鉴。

目录

文摘

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声明

第一部分绪论

1.1立题背景

1.2国内外研究动态

1.2.1土壤肥力评价研究

1.2.2定量施肥研究

1.2.3施肥信息系统研究

1.3研究目的及意义

1.4研究内容

1.5技术路线

第二部分系统总体设计

2.1系统目标

2.2设计方法与工具

2.3需求分析

2.4系统设计建模

2.4.1体系结构及功能设计

2.4.2组件模型设计

2.5系统开发环境与工具

第三部分系统数据库设计与建立

3.1数据库设计

3.3.1空间数据库

3.3.2属性数据库

3.3.3空间数据与属性数据的连接

3.2数据分类编码与字典

3.2.1数据分类编码

3.2.2数据字典

3.3基础数据库的建立

3.3.1研究区概况

3.3.2土壤样品采集

3.3.4土壤肥力数据的获取

3.3.5数据建库方法

3.4施肥模型库的建立

3.4.1目标产量法

3.4.2肥料效应函数法

3.4.3土壤养分丰缺指标

第四部分系统开发与实现

4.1用户界面设计

4.2系统实现

4.3系统简介

第五部分全文结论

第六部分研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢