一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统

摘要

本发明公开了一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统，包括包括若干个土壤检测单元、土壤评测模块、集成预警模块；若干个土壤检测单元用于检测不同区域的土壤信息，土壤检测单元包括土壤EC计、GPS土壤水分检测仪、土壤紧实度测定仪、土壤酸度计、土壤质地检测仪，土壤EC计用于获取土壤中的养分信息，GPS土壤水分检测仪用于检测土壤的墒情，同时进行定位，土壤紧实度测定仪用于检测土壤的硬度；本发明的有益效果是：能够根据养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息对土壤的状态进行判定，还能得出非整治土壤区域总数量，通过大数据方式整合各区域土壤信息情况，观察更加直观方便。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤环境系统，具体为一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统，属于土壤环境系统技术领域。

背景技术

土壤环境实际上指连续覆被于地球陆地地表的土壤圈层，土壤环境要素组成农田、草地和林地等，它是人类的生存环境的一个重要的圈层，连接并影响着其他圈层，土壤是母质、气候、生物、地形和时间等因素共同作用下形成的自然体，在不同的自然环境中，土壤的形成过程和性状各具特色，土壤在地球表面是生物圈的组成部分，它提供陆生植物的营养和水分，是植物进行光合作用、能量交换的重要场所，土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，是农业发展和人类生存的物质基础，由于土壤肥力能保证人类获得必要的粮食和原料，因此，土壤与人类生产活动有着紧密的联系，土壤监测在现代农业生产中是一项很重要的工作，通过土壤监测我们可以知道、土壤温湿度、土壤墒情、养分含量、酸碱度、电导率等等土壤土壤品质相关的数据，土壤监测所得的这些数据对于农业生产都是至关重要的。

对土壤检测后所获得到的土壤信息，缺少对应的土壤环境系统对这些不同区域的土壤信息进行集中管理保存，使得用户在调取资料时不够方便，各区域信息状态观察不够直观，不能够对需要整治的有问题的土壤进行提醒，无法根据各项检测数值对土壤情况进行判定，需要进一步的完善与加强功能。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决缺少对应的土壤服务系统，缺少对应的土壤环境系统对这些不同区域的土壤信息进行集中管理保存，使得用户在调取资料时不够方便，各区域信息状态观察不够直观，不能够对需要整治的有问题的土壤进行提醒，无法根据各项检测数值对土壤情况进行判定的问题，而提出一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统，包括若干个土壤检测单元、土壤评测模块、集成预警模块；

若干个所述土壤检测单元用于检测不同区域的土壤信息，所述土壤检测单元包括土壤EC计、GPS土壤水分检测仪、土壤紧实度测定仪、土壤酸度计、土壤质地检测仪，所述土壤EC计用于获取土壤中的养分信息，所述GPS土壤水分检测仪用于检测土壤的墒情，同时进行定位，所述土壤紧实度测定仪用于检测土壤的硬度，所述土壤酸度计用于检测土壤的PH值，所述土壤质地检测仪用于检测土壤中不同粗细的土粒占比，所述土壤评测模块用于获取各个土壤检测单元所反馈的土壤信息，并根据土壤信息进行评测判定处理，具体的评测判定处理步骤表现为：

步骤一：获取一个区域土壤中的养分信息，预设置的EC标准值区间在1-4mmhos/cm，根据预设置EC标准值对该区域下的土壤进行养分判定；

当土壤的EC值在1-4之间时，判定该区域为合格养分土壤；

当土壤的EC值不在1-4的范围时，判定该区域为不合格养分土壤；

步骤二：获取一个区域土壤的墒情，根据预设置的土壤含水率标准对该区域的土壤进行墒情判定，土壤含水率标准分为五个，分别为偏湿、适宜、轻旱、中旱、重旱，偏湿的标准为土壤含水率大于20％，适宜的标准为土壤含水率在15％-20％，轻旱的标准为12％-14％，中旱的标准为11％-8，重旱的标准为8％以下，具体的墒情判定方式如下；

当土壤的土壤含水率大于20％时，判定该土壤为偏湿；

当土壤的土壤含水率在15％-20％之内时，判定该土壤为含水率适宜；

当土壤的土壤含水率在12％-14％之内时，判定该土壤为轻旱；

当土壤的土壤含水率在11％-8之内时，判定该土壤为中旱；

当土壤的土壤含水率在8％以下时，判定该土壤为重旱；

步骤四：获取土壤紧实度值，根据预设置的土壤紧实度标准值对该区域土壤进行紧实度判定；

当土壤紧实度值≥土壤紧实度标准值时，判定该区域土壤为过紧状态；

当土壤紧实度值＜土壤紧实度标准值时，判定该区域土壤为紧度适宜状态；

其中，土壤紧实度标准值为1500kpa；

步骤五：获取对应区域内土壤PH采样值，预设置有三个土壤PH标准，酸性土壤PH值6.5以下，中性土壤PH值6.5-7.5之间，碱性土壤PH值7.5以上，根据预设置土壤PH值对土壤PH采样值进行判定；

当土壤PH采样值在6.5以下，判定该区域土壤为酸性土壤；

当土壤PH采样值在6.5-7.5之间时，判定该区域土壤为中性土壤；

当土壤PH采样值在7.5以上时，判定该区域土壤为碱性土壤；

步骤六：获取被检测土壤的土粒占比信息，预设置有四个土粒占比标准，分别为砂土类、壤土类、粘壤土类、粘土类，砂土类各级土粒重量百分比为粘粒0-15、粉砂粒0-15、砂砾85-100，壤土类各级土粒重量百分比为粘粒0-15、粉砂粒0-100，砂砾0-85，粘壤土类各级土粒重量百分比为粘粒15-25、粉砂粒0-85、砂砾0-85，粘土类各级土粒重量百分比为粘粒25-45、0-20、0-75，根据四个土粒占比标准对被检测土壤进行土壤类别判定；

当被检测土壤的粘粒在0-15之内，粉砂粒在0-15之内，砂砾在85-100之内时，判定该土壤为砂土类；

当被检测土壤的粘粒在0-15之内，粉砂粒在0-100之内，砂砾在0-85之内时，判定该土壤为壤土类；

当被检测土壤的粘粒在15-25之内，粉砂粒在0-85之内，砂砾在0-85之内时，判定该土壤为粘壤土类；

当被检测土壤的粘粒在25-45之内，粉砂粒在0-20之内，砂砾在0-75之内时，判定该土壤为粘土类；

步骤七：根据土壤养分信息、墒情、紧实度、PH采样值对采样土壤进行判定；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、含水率适宜、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为一级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、偏湿、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为二级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、轻旱、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为三级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含不合格养分土壤、中旱、过紧状态、酸性土壤时，进一步判定该土壤为四级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含不合格养分土壤、重旱、过紧状态、碱性土壤时，进一步判定该土壤为四级种植土壤；

其中，步骤二在获取土壤墒情的同时，还会获取对应区域下土壤的所在地理位置信息，在步骤一至步骤六获取养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息的同时会生成时间戳，将时间与地理位置、以及该区域所对应的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值进行数据关联捆绑，各个区域土壤的评测方式参照步骤一至步骤七。

进一步在于：所述土壤评测模块还用于各个区域土壤信息的保存与统计，具体的统计步骤表现为：

K01：以一级种植土壤为检索字符，搜索带有一级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到一级种植土壤总数量标记为T1；

K02：以二级种植土壤为检索字符，搜索带有二级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到二级种植土壤总数量标记为T2；

K03：以三级种植土壤为检索字符，搜索带有三级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到三级种植土壤总数量标记为T3；

K04：以四级种植土壤为检索字符，搜索带有四级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到四级种植土壤总数量标记为T4；

K05：通过公式T1+T2+T3+T4＝TH得到种植土壤的总量；

K06：通过公式

K07：通过公式

K08：通过公式

K09：通过公式

K10：通过公式T1+T2+T3＝Tz得到非整治土壤区域总数量；

K11：通过公式

进一步在于：所述集成预警模块用于土壤整治的提示，具体的提示步骤如下：

Q01：四级种植土壤为土壤整治的对象，将四级种植土壤作为检索依据，搜索数据中带有四级种植土壤字样的数据；

Q02：将含有四级种植土壤字样的数据统一整合在一起，通过终端进行提示，每个四级种植土壤关联捆绑有对应的时间、地理位置、养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值。

进一步在于：所述土壤评测模块还用于土壤信息的覆盖，具体的覆盖处理步骤包括：

U01：获取到土壤信息时，将地理位置信息作为检索依据搜索之前有相同地理位置信息的土壤信息；

U02：将搜索到的土壤信息与获取到的土壤信息进行对比判定；

当两个土壤信息中的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值均一致时，不做数据改动；

当两个土壤信息中的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值有一个以上包括一个不一致时，则做信息覆盖，将获取到的土壤信息替换覆盖搜索到的土壤信息。

进一步在于：所述集成预警模块还用于与土壤评测模块进行数据同步，当土壤评测模块进行土壤信息覆盖时，集成预警模块同步覆盖相同信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过土壤检测单元检测不同区域的土壤信息，在通过土壤评测模块进行保存，同时土壤评测模块还用于根据养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息对土壤的状态进行判定。

2、能够根据养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息的状态判定结果进一步对土壤进行评级判定，一级种植土壤、二级种植土壤、三级种植土壤为非土壤整治提醒对象，四级种植土壤为整治提醒对象，由集成预警模块统一掉出整治提醒对象对用户进行提醒。

3、土壤评测模块能够统计一级种植土壤总数量、二级种植土壤总数量、三级种植土壤总数量、四级种植土壤总数量，以及一级种植土壤的占比、二级种植土壤的占比、三级种植土壤的占比、四级种植土壤的占比，还能得出非整治土壤区域总数量，通过大数据方式整合各区域土壤信息情况，观察更加直观方便。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明系统框架图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于大数据集成化管理的土壤环境综合服务系统，包括若干个土壤检测单元、土壤评测模块、集成预警模块；

若干个土壤检测单元用于检测不同区域的土壤信息，土壤检测单元包括土壤EC计、GPS土壤水分检测仪、土壤紧实度测定仪、土壤酸度计、土壤质地检测仪，土壤EC计用于获取土壤中的养分信息，GPS土壤水分检测仪用于检测土壤的墒情，同时进行定位，土壤紧实度测定仪用于检测土壤的硬度，土壤酸度计用于检测土壤的PH值，土壤质地检测仪用于检测土壤中不同粗细的土粒占比，土壤评测模块用于获取各个土壤检测单元所反馈的土壤信息，并根据土壤信息进行评测判定处理，具体的评测判定处理步骤表现为：

步骤一：获取一个区域土壤中的养分信息，预设置的EC标准值区间在1-4mmhos/cm，根据预设置EC标准值对该区域下的土壤进行养分判定；

当土壤的EC值在1-4之间时，判定该区域为合格养分土壤；

当土壤的EC值不在1-4的范围时，判定该区域为不合格养分土壤；

步骤二：获取一个区域土壤的墒情，根据预设置的土壤含水率标准对该区域的土壤进行墒情判定，土壤含水率标准分为五个，分别为偏湿、适宜、轻旱、中旱、重旱，偏湿的标准为土壤含水率大于20％，适宜的标准为土壤含水率在15％-20％，轻旱的标准为12％-14％，中旱的标准为11％-8，重旱的标准为8％以下，具体的墒情判定方式如下；

当土壤的土壤含水率大于20％时，判定该土壤为偏湿；

当土壤的土壤含水率在15％-20％之内时，判定该土壤为含水率适宜；

当土壤的土壤含水率在12％-14％之内时，判定该土壤为轻旱；

当土壤的土壤含水率在11％-8之内时，判定该土壤为中旱；

当土壤的土壤含水率在8％以下时，判定该土壤为重旱；

步骤四：获取土壤紧实度值，根据预设置的土壤紧实度标准值对该区域土壤进行紧实度判定；

当土壤紧实度值≥土壤紧实度标准值时，判定该区域土壤为过紧状态；

当土壤紧实度值＜土壤紧实度标准值时，判定该区域土壤为紧度适宜状态；

其中，土壤紧实度标准值为1500kpa；

步骤五：获取对应区域内土壤PH采样值，预设置有三个土壤PH标准，酸性土壤PH值6.5以下，中性土壤PH值6.5-7.5之间，碱性土壤PH值7.5以上，根据预设置土壤PH值对土壤PH采样值进行判定；

当土壤PH采样值在6.5以下，判定该区域土壤为酸性土壤；

当土壤PH采样值在6.5-7.5之间时，判定该区域土壤为中性土壤；

当土壤PH采样值在7.5以上时，判定该区域土壤为碱性土壤；

步骤六：获取被检测土壤的土粒占比信息，预设置有四个土粒占比标准，分别为砂土类、壤土类、粘壤土类、粘土类，砂土类各级土粒重量百分比为粘粒0-15、粉砂粒0-15、砂砾85-100，壤土类各级土粒重量百分比为粘粒0-15、粉砂粒0-100，砂砾0-85，粘壤土类各级土粒重量百分比为粘粒15-25、粉砂粒0-85、砂砾0-85，粘土类各级土粒重量百分比为粘粒25-45、0-20、0-75，根据四个土粒占比标准对被检测土壤进行土壤类别判定；

当被检测土壤的粘粒在0-15之内，粉砂粒在0-15之内，砂砾在85-100之内时，判定该土壤为砂土类；

当被检测土壤的粘粒在0-15之内，粉砂粒在0-100之内，砂砾在0-85之内时，判定该土壤为壤土类；

当被检测土壤的粘粒在15-25之内，粉砂粒在0-85之内，砂砾在0-85之内时，判定该土壤为粘壤土类；

当被检测土壤的粘粒在25-45之内，粉砂粒在0-20之内，砂砾在0-75之内时，判定该土壤为粘土类；

步骤七：根据土壤养分信息、墒情、紧实度、PH采样值对采样土壤进行判定；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、含水率适宜、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为一级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、偏湿、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为二级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含合格养分土壤、轻旱、紧度适宜状态、中性土壤时，进一步判定该土壤为三级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含不合格养分土壤、中旱、过紧状态、酸性土壤时，进一步判定该土壤为四级种植土壤；

当该土壤的判定条件同时包含不合格养分土壤、重旱、过紧状态、碱性土壤时，进一步判定该土壤为四级种植土壤；

其中，步骤二在获取土壤墒情的同时，还会获取对应区域下土壤的所在地理位置信息，在步骤一至步骤六获取养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息的同时会生成时间戳，将时间与地理位置、以及该区域所对应的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值进行数据关联捆绑，各个区域土壤的评测方式参照步骤一至步骤七。

土壤评测模块还用于各个区域土壤信息的保存与统计，具体的统计步骤表现为：

K01：以一级种植土壤为检索字符，搜索带有一级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到一级种植土壤总数量标记为T1；

K02：以二级种植土壤为检索字符，搜索带有二级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到二级种植土壤总数量标记为T2；

K03：以三级种植土壤为检索字符，搜索带有三级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到三级种植土壤总数量标记为T3；

K04：以四级种植土壤为检索字符，搜索带有四级种植土壤标记的信息，每个记做1进行累计相加，得到四级种植土壤总数量标记为T4；

K05：通过公式T1+T2+T3+T4＝TH得到种植土壤的总量；

K06：通过公式

K07：通过公式

K08：通过公式

K09：通过公式

K10：通过公式T1+T2+T3＝Tz得到非整治土壤区域总数量；

K11：通过公式

集成预警模块用于土壤整治的提示，具体的提示步骤如下：

Q01：四级种植土壤为土壤整治的对象，将四级种植土壤作为检索依据，搜索数据中带有四级种植土壤字样的数据；

Q02：将含有四级种植土壤字样的数据统一整合在一起，通过终端进行提示，每个四级种植土壤关联捆绑有对应的时间、地理位置、养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值；

土壤评测模块还用于土壤信息的覆盖，具体的覆盖处理步骤包括：

U01：获取到土壤信息时，将地理位置信息作为检索依据搜索之前有相同地理位置信息的土壤信息；

U02：将搜索到的土壤信息与获取到的土壤信息进行对比判定；

当两个土壤信息中的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值均一致时，不做数据改动；

当两个土壤信息中的养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值有一个以上包括一个不一致时，则做信息覆盖，将获取到的土壤信息替换覆盖搜索到的土壤信息；

集成预警模块还用于与土壤评测模块进行数据同步，当土壤评测模块进行土壤信息覆盖时，集成预警模块同步覆盖相同信息

本发明在使用时，通过土壤检测单元检测不同区域的土壤信息，土壤信息包括养分信息、墒情、紧实度值、PH采样值、土粒占比信息，通过土壤评测模块先对一个区域的养分信息进行判定，判定结果有合格养分土壤、不合格养分土壤两种，再对土壤的墒情进行判定，判定结果有偏湿、含水率适宜、轻旱、中旱、重旱五种，之后对土壤紧实度进行判定，判定结果有过紧状态、紧度适宜状态，对土壤PH值进行判定，判定结果有酸性土壤、中性土壤、碱性土壤三种，根据被检测土壤土粒占比信息进行判定，判定结果有砂土类、壤土类、粘壤土类、粘土类四种，再根据上述的五种判定，进一步对土壤的等级进行判定，一级种植土壤、二级种植土壤、三级种植土壤为非土壤整治提醒对象，四级种植土壤为整治提醒对象，土壤评测模块还用于各区域土壤信息的保存与统计，统计的主要内容有一级种植土壤总数量、二级种植土壤总数量、三级种植土壤总数量、四级种植土壤总数量，以及一级种植土壤的占比、二级种植土壤的占比、三级种植土壤的占比、四级种植土壤的占比，还能得出非整治土壤区域总数量，通过大数据方式整合各区域土壤信息情况，观察更加直观方便。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。