土壤墒情监测系统开发与预报模型研究

摘要

河套灌区是我国三大灌区之一，农作物的生长所需要水分主要靠灌溉供给，但灌溉用水效率低下，用水浪费现象普遍存在。灌溉管理系统的建设是合理利用水资源和发展现代高效节水农业的重要手段，墒情监测及预报技术是支撑灌溉管理系统运行的核心技术。 本文总结了国内外墒情监测与墒情预报的研究现状，在田间试验和分析的基础上，对项目区进行了土壤墒情监测系统的初步设计，并且对土壤墒情预报模型进行了研究。获得以下主要结论： 1、对项目区进行了土壤墒情监测系统的初步设计，确定了整体思路和技术路线以及多种开发环境和工具。对系统各部分的结构、功能，整个系统的原理和实现方法进行了详细论述，从而构建了一个比较完整的墒情监测系统。为土壤墒情预测建模提供了基础条件，也为今后建立一个完整的灌溉管理系统做些有益的尝试。 2、利用土壤墒情及其他实际观测资料，对作物农田土壤水分的季节变化规律、农田土壤水分的垂直变化规律进行分析，为下一步模型研究提供理论基础。 3、利用项目区田间逐日实测的气象、地下水和墒情资料，分别建立了输入因子不同的两种三层结构的BP人工神经网络模型预报土壤墒情，研究结果表明两种墒情预报模型预报误差都较小，在对未来一段时间内的降水、气象资料进行预测后，便可以运用模型来预报作物根系层不同深度的土壤含水率。实际应用和推广时，第二种模型相对于第一种所需参数项目较少且易于获得，形式相对简单，操作简便，且更具有实时性。

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声明

1 引言

1.1 研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究的进展

1.3.1墒情监测研究进展

1.3.2墒情预报研究进展

1.3.3墒情监测系统研究进展

1.4 论文研究的目标与内容

2 研究区基本概况

2.1 研究区概况

2.2研究区土壤

2.3试验观测项目及方法

2.4研究区布置

2.5 生育阶段划分

3 土壤墒情监测系统

3.1系统结构设计与基本功能

3.1.1系统结构与组成

3.1.2 野外数据采集系统

3.1.3 GPRS传输系统

3.1.4集控中心系统

3.2系统硬件设计

3.2.1数据采集系统设计及设备选型

3.2.2 GPRS传输系统设计及设备选型

3.2.3 监控中心系统设计

3.3系统软件设计

3.3.1数据采集与处理软件

3.3.2 GPRS无线数据透明传输终端软件

3.3.3监控中心应用软件

3.3.4系统软件特点

3.3.5 软件部分结构与功能设计

3.4系统原理与实现方法

3.4.1 系统原理

3.4.2 实现过程

3.4.3 数据中心部分

3.5系统软硬件开发达到的性能指标

3.6需要进一步完善的工作

3.7小结

4 数据处理及分析

4.1 土壤水分变化规律

4.1.1 整个生育期内土壤水分变化规律

4.1.2作物生育期内土壤水分的垂直变化规律

4.2气象

4.3地下水埋深

4.4小结

5 基于BP神经网络的辣椒土壤墒情预报模型研究

5.1土壤墒情预报

5.2模型的建立

5.2.1 BP网络结构

5.2.2第一种模型

5.2.3第二种模型

5.2.4结论

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2展望及下一步工作

致 谢

参考文献

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