CN111060674A - 一种土壤养分综合评价方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤养分综合评价方法和设备，包括：根据数据隶属度函数计算土壤养分指标；设置所述每个指标的权重，并根据所述权重计算综土壤养分综合评价结果；根据所述综合评价结果对计算得到的土壤养分进行筛选或补充。该申请通过多因素综合评价土壤的养分情况，考虑不同指标之间的相互关系，克服了单因素评价土壤带来的问题，并且，将本申请的计算方法构建模型，写成软件或者其他形式，实现土壤样本在检测并上传数据后，实时出现评价结果及废料配比情况。
Description
技术领域
本发明属于土壤检测技术领域，特别是涉及一种土壤养分综合评价方法和设备。
背景技术
土壤养分是土地生产力的基础，是作物生长的必要条件，是影响农作物产量和质量的关键因素，对土地利用和生态过程产生强烈影响。土壤有机质不仅是作物的养料库，还为土壤微生物生活提供能量，在调节土壤水、肥、热状况，维持良好土壤物理性质方面起到决定性作用；土壤中的氮素、磷素、钾素是植物生长所必需的，氮素和磷素直接参与植物体内蛋白质、核酸、叶绿素及许多酶的合成和转换；钾素能调节植物细胞的水势和气孔运动，促进光合作用和提高酶活性等。因此，了解土壤养分的空间分布情况及特征，对于指导农业生产、改善土壤环境状况以及提高土地生产能力具有重要意义。
受母质、气候和地形等自然因素以及施肥习惯等人为因素的影响，土壤养分空间分布具有高度变异性，空间分布不均匀。土壤是一个自然连续体，横向的流动幅度较小，土壤的自我修复周期较长。
目前现有技术中，对土壤状况的评价都是针对单因素指标进行分析，所有的数据都是孤立的，只能通过单因素来判断土壤中有机质的含量比较低或者比较高或者其他指标低或者高，并不能综合反映土壤的养分情况。但是由于单因素评价土壤较片面，没有综合评价，忽略了各指标之间的相互关系。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明主要解决的技术问题是提供一种土壤养分综合评价方法，能够实现多因素综合自动评价土壤养分。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种土壤养分综合评价方法，该方法包括：根据数据隶属度函数计算土壤养分指标；设置所述每个指标的权重，并根据所述权重计算综土壤养分综合评价结果；根据所述综合评价结果对计算得到的土壤养分进行筛选或补充。
进一步地，该方案还包括：根据数据隶属度函数计算各指标数，所述指标具体包括：氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素；砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素以及包括土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上。
进一步地，该方案还包括：所述氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素，通过戒上型隶属度函数计算所述指标数，计算公式为：
进一步地，该方案还包括：砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素，通过戒下型隶属度函数，计算公式为：
进一步地，该方案还包括：所述土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上通过峰值型隶属度函数，计算公式为：
进一步地，该方案还包括：对所述指标进行隶属度计算的结果均为0-1之间的数值。
进一步地，该方案还包括：根据土壤成份，接受设置的权重；根据所述设置的权重计算。
进一步地，该方案还包括：对所述计算得到的土壤养分按照等间距标准值划分为：丰富、较丰富、适中、较缺、缺乏。
筛选出较缺和缺乏的点，匹配单指标表格，获得待补充的点，并对所述待补充的点补充到预设级别。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种土壤养分综合评价设备，其特征在于，包括处理器以及储存器，在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的土壤养分综合评价方法。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过多因素综合评价土壤的养分情况，考虑不同指标之间的相互关系，克服了单因素评价土壤带来的问题，并且，将本申请的计算方法构建模型，写成软件或者其他形式，实现土壤样本在检测并上传数据后，实时出现评价结果及废料配比情况。
附图说明
图1是本发明一种土壤养分综合评价方法的流程示意图；
图2是本发明一种土壤养分综合评价方法的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种土壤养分综合评价方法的流程图，包括：
在步骤11中，获取土壤样本，根据数据隶属度函数计算所述样本中各指标的养分指标值；
首先需要获取土壤样本，以待后续的分析测定，可以获取不同采样点的土壤，并剔除杂志，并用预设孔径筛筛选，装瓶、贴标签以待后续分析。在本申请中，对获取样本的方法不做具体限制。
对获得的样土壤样本建立土壤养分指标的隶属度函数，假设本实施例获得N份样本，对该N份样本的养分指标数据进行归一化转化。
具体地，以上所述的养分指标具体包括：氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素；砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素以及包括土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上。
关于以上指标的选取，在现有技术中，都是针对单一指标进行土壤养分的计算和评价，而在本申请中，分别选取了营养元素、重金属元素以及酸碱度等多种类型的指标以及每个类型中包括多个指标，进行土壤养分的计算和评估，避免单一指标或者指标数不够充分带来的弊端和数据的不准确性。当然，本实施例中样本指标的选取也会考虑土壤采集地区的具体环境情况。
在步骤12中，设置所述每个指标的权重，并根据所述权重综合评价上述各指标，获得土壤养分综合评价结果；
常见的隶属度函数有抛物线型和S型，根据隶属度函数分别计算不同指标的隶属度值，隶属度取值由1-0，表示土壤状态越来越差；最大值1表示土壤处于最良好的状态。
针对不同的指标在本实施例中，运用不同的隶属度函数进行计算：具体为：
步骤111:针对氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素，通过戒上型隶属度函数计算所述指标数，计算公式为：
步骤112:针对砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素，通过戒下型隶属度函数，计算公式为：
结合土壤样本的采集实际区域情况，以各指标的最小值和最大值作为函数的转折点。
步骤113：针对土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上通过峰值型隶属度函数，计算公式为：
不同的隶属度函数形状将对控制产生不同的影响，对于酸碱度不能用简单的戒上型或者戒下型函数来确定，因为土壤的酸碱度在6.5～7.5之间最适合植物生长，过高或者过低都会影响生长。
步骤121：权重设置
接收输入的权重指令；
在以往的权重确定中，一般采用特尔非法和层次分析法、或相关系数法。在本实施例中，根据选取的土壤指标数，人工设置权重。
在本实施例中，每个指标对应的权重可以是人工设置的权重P,根据接收到的指令输入的指标，包括以上指标中的一个或者多个；具体为：人工选择几个指标(x1、x2……xn)，输入每个指标对应的权重p1，p2…，在ArcGIS中利用栅格计算器进行计算土壤养分综合评价结果：I＝x1*p1+x2*p2+……+xn*pn。
在步骤13中，根据所述综合评价结果对计算得到的土壤养分进行筛选或补充。
将步骤12中的综合评价结果进行分级，对一个地区的评价结果按照80％、60％、40％、20％的间隔进行划分，当然，不限于该比例划分，只要满足等距法进行五等级标准值划分即可。在本领域中，一般将五等级划分为：丰富、较丰富、适中、较缺、缺乏。
步骤131：施肥推荐
在步骤13中，根据综合评价结果，筛选出其中的较缺和缺乏的点，通过单指标(碱解氮、速效钾、速效磷、有机质)评价筛选出该点为四级或五级的指标，将筛选出的指标进行补充，补充到三级或更高，将所筛选出的点补充到三级或者更高，以保证该级别的土壤的养分达到适中水平。
所述单指标评价表如下表1和表2，有列出对指标的分级，根据如下表中指标的分级数据，将，将筛选出的指标进行补充，补充到三级或更高，将所筛选出的点补充到三级或者更高即可。
表1
表2
实施例：
为实现上述实施例的一种土壤养分综合评价方法，本申请提出了土壤养分综合评价设备，具体请参阅图2，图2是本申请提供的土壤养分综合评价设备一实施例的结构示意图。
该设备可以是手机或者平板等终端上运行的一个app或者应用程序等，该应用程序包括控制模块，在该控制模块中运行实施例一的方法，
本实施例的控制模块包括存储器131以及处理器132，其中，存储器131与处理器132耦接。
存储器131用于存储程序数据，处理器132用于执行程序数据以实现上述实施例的心电信号检测方法。
在本实施例中，处理器132还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器132可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器132还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器132也可以是任何常规的处理器等。
本申请的实施例以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种土壤养分综合评价方法，其特征在于，包括：
获取土壤样本，根据数据隶属度函数计算所述样本中各指标的养分指标值；
设置所述每个指标的权重，并根据所述权重综合评价上述各指标，获得土壤养分综合评价结果。
2.根据权利要求1所述的超声诊断设备低功耗控制的方法，其特征在于，根据数据隶属度函数计算各指标数，所述指标具体包括：氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素；砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素以及包括土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上。
3.根据权利要求2所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，还包括：
所述氮、磷、钾、有机质、硼、钼中一种以上的营养元素，通过戒上型隶属度函数计算所述指标数，计算公式为：
4.根据权利要求2所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，还包括：砷、镉、汞、铅等重金属元素中一种以上的重金属元素，通过戒下型隶属度函数，计算公式为：
5.根据权利要求2所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，还包括：所述土壤酸碱度、硒、碘、氟中一种以上通过峰值型隶属度函数，计算公式为：
6.根据权利要求1-5任一项所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，对所述指标进行隶属度计算的结果均为0-1之间的数值。
7.根据权利要求1所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，所述设置所述每个指标的权重，具体包括：
根据土壤成份，接受设置的权重；根据所述设置的权重计算。
8.根据权利要求7所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，所述方法包括：对所述计算得到的土壤养分按照等间距标准值划分为：丰富、较丰富、适中、较缺、缺乏。
9.根据权利要求8所述的土壤养分综合评价方法，其特征在于，所述方法包括：
筛选出所述较缺和缺乏的点，匹配单指标表格，获得待补充的点，并对所述待补充的点补充到预设级别。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种土壤养分综合评价设备，其特征在于，包括处理器以及储存器，在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9中任一项所述的土壤养分综合评价方法。
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