CN112258329A - 一种山地农业种植园区地理信息管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种山地农业种植园区地理信息管理系统，涉及农业管理技术领域。该农业种植园区地理信息管理系统，以地理信息系统(GIS)为基底集成无人机，监控等设备建立一套山地农业种植园区地理信息管理方法，包括管理大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块。本发明通过设置大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块，实现农业种植园区信息化管理的自动化、自能化，提高园区管理效率及精准度，大大降低的农作物种植的成本和劳动强度，且园区管理护理无死角。
Description
技术领域
本发明涉及农业管理技术领域，具体为一种山地农业种植园区地理信息管理系统。
背景技术
农业(Agriculture)是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，广义农业是指包括种植业、林业、畜牧业、渔业、副业五种产业形式；狭义农业是指种植业。包括生产粮食作物、经济作物、饲料作物和绿肥等农作物的生产活动。
山地农业种植与平原地区农业种植存在差异，存在土地低效利用、地块破碎不宜管理、难以全方位监管的弊端等。在现有技术中农业种植讲究因地制宜和科学种植，但是在现有技术中农业中农作物种植信息化程度不高，导致农业生产不够智能，且大部分通过人工进行勘察植保造成劳动力投入大，成本高，且劳动强度大的问题，且大面积种植中部分种植区人工无法到达，导致护理勘察不到位，容易造成农作物生病减产，甚至是绝产。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种山地农业种植园区地理信息管理系统，解决了山地农业破碎化种植致使管理不到位及智能信息化不足的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种山地农业种植园区地理信息管理系统，本发明以地理信息系统(GIS)为基底集成无人机、监控、灌溉等设备建立一套山地农业种植园区地理信息管理方法，包括管理大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块。
优选的，所述灌溉设备物联网控制模块是建立农业种植园区地理信息管理系统与物联网控制器通讯，物联网控制器对接土壤监测(水、养肥含量)设备与灌溉设备，通过设置土壤阈值提示预警，根据预警命令开启灌溉设施或者提示人工处理。
优选的，灌溉设备物联网控制模块具体运作方法如下：
S1.通过土壤参数速测仪设备每小时对目标地域实施湿度、温度、PH、电导率、N、P数值检测并反馈到系统内；
S2.判断土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P是否超过阈值，若超过阈值系统启动预处理方案，且灌溉实施位置分为自动区和人工区：
(1)自动区系统检测灌溉设备信号是否正常，若不正常进入设备维护模块进行维护，若正常即可控制灌溉设施实施处理方案，进行控制流量，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(2)人工区下发责任人巡查任务与灌溉实施方案，责任人通过责任人移动端规划路线，按照提示方案准备材料，到达目的地块后，责任人实施灌溉方案，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(3)设定缓冲时间，再次按照上述流程继续监测，如恢复到阈值内将地块状态修改为正常，非阈值再次执行灌溉方案。
优选的，所述日常巡查模块为农业种植园区地理信息管理系统根据建立园区种植区域地块管理库，根据交通可达性与地块面积，将巡查任务划分成两种，第一种人工巡查主要针对面积较小和方便到达的地块，系统在空间网络基础上通过道路空间关系及长度计算巡查路径，下发巡查任务到移动终端并提供最优巡查路径，如有病虫害发生通过终端记录情况与坐标传回系统，第二种无人机巡查针对位置偏远或者面积较大地块，系统在园区地图基础通过数传电台对无人机下发巡查任务，在任务中无人机搭载多光谱相机进行航拍，回航后通过蓝牙上传到系统，系统通过波段计算植被指数等病死虫害指示遥感指数，如有病虫害发生提出预警，达到提早防范病虫害的目的，完成无死角、全方位、高效的巡查工作。
优选的，日常巡查模块具体运作方法如下：系统根据道路分析地块可到性，推送最佳的巡查方式，在进行划分地块巡查类型：
(a)通过人工巡查点位置信息下发责任人巡查任务，责任人通过移动端规划路线，确定地块中的植株状态及周围环境是否正常，通过移动端记录地块的植保方案或者拍摄现场相片上传智库，由专家提供方案，系统记录植保实施方案；
(b)通过无人机巡查点位置信息控制无人机起飞,通过检测目标地农作物的NDVI异常值和异常面积大小，若存在超出异常设置即将信息传送到(a)中，重新执行人工巡查。
优选的，所述移动端记录地块的植保方案后，将植保方案下发到责任人执行植保任务，通过无人机地面站和园区DSM规划路线，无人机装药，然后将对应的无人机起飞，执行植保任务。
优选的，所述管理大数据分析模块为根据收集到的土壤监测信息、平台自动对种植区按照管理方式进行分区、移动端记录每块种植区产量三个方面的历史监测信息为依据，进行空间大数据统计分析，优化土壤环境参数管理设置。
优选的，所述管理大数据分析模块具体运作方法如下：
a.分生产阶段分析土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P与产量联系，通过主成分分析确定主要主导因子；
b.通过四份位法确定主要因子阈值，提出各阶段元素参数阈值，优化系统原有土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P阈值。
(三)有益效果
本发明提供了一种山地农业种植园区地理信息管理系统。具备以下有益效果：
本发明通过设置管理大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块，大大减少了劳动力的投入，且监察无死角，全方面对种植园区进行监控管理，实现农业种植园区信息化管理的自动化、自能化，提高园区管理效率及精准度，降低了农业生产的劳动强度和成本，且大大提高了山地农业的种植率，改善土壤条件提高产量，提高山地农业的现代化管理水平。
附图说明
图1为本发明一种山地农业种植园区地理信息管理系统的流程示意图。
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，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，本发明实施例提供一种山地农业种植园区地理信息管理系统，本发明以地理信息系统(GIS)为基底集成无人机，监控等设备建立一套农业种植园区地理信息管理方法，包括管理大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块。
灌溉设备物联网控制模块是建立农业种植园区地理信息管理系统与物联网控制器通讯，物联网控制器对接土壤监测(水、养肥含量)设备与灌溉设备，通过设置土壤阈值提示预警，根据预警命令开启灌溉设施或者提示人工处理。灌溉设备物联网控制模块具体运作方法如下：
S1.通过土壤参数速测仪设备每小时对目标地域实施湿度、温度、PH、电导率、N、P数值检测并反馈到系统内；
S2.判断土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P是否超过阈值，若超过阈值系统启动预处理方案，且灌溉实施位置分为自动区和人工区：
(1)自动区系统检测灌溉设备信号是否正常，若不正常进入设备维护模块进行维护，若正常即可控制灌溉设施实施处理方案，进行控制流量，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(2)人工区下发责任人巡查任务与灌溉实施方案，责任人通过责任人移动端规划路线，按照提示方案准备材料，到达目的地块后，责任人实施灌溉方案，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(3)设定缓冲时间，再次按照上述流程继续监测，如恢复到阈值内将地块状态修改为正常，非阈值再次执行灌溉方案。
日常巡查模块为农业种植园区地理信息管理系统根据建立园区种植区域地块管理库，根据地块面积与交通可达性，将巡查任务划分成两种，第一种人工巡查，系统在空间网络基础上通过空间算法计算巡查路径，下发巡查任务到移动终端并提供最优巡查路径，如有病虫害发生通过终端记录情况与坐标传回系统，第二种无人机巡查，系统在园区地图基础通过数传电台对无人机下发巡查任务，在任务中无人机搭载多光谱相机进行航拍，回航后通过蓝牙上传到系统，系统通过波段计算植被指数等病虫害指示遥感指数，如有病虫害发生提出预警，达到提早防范病虫害的目的。
日常巡查模块具体运作方法如下：系统根据道路分析地块可到性，推送最佳的巡查方式，在进行划分地块巡查类型：
(a)通过人工巡查点位置信息下发责任人巡查任务，责任人通过移动端规划路线，确定地块中的植株状态及周围环境是否正常，通过移动端记录地块的植保方案或者拍摄现场相片上传智库，由专家提供方案，系统记录植保实施方案；
(b)通过无人机巡查点位置信息控制无人机起飞,通过检测目标地农作物的NDVI异常值和异常面积大小，若存在超出异常设置即将信息传送到(a)中，重新执行人工巡查。
移动端记录地块的植保方案后，将植保方案下发到责任人执行植保任务，通过无人机地面站和园区DSM规划路线，无人机装药，然后将对应的无人机起飞，执行植保任务。
管理大数据分析模块为根据收集到的土壤监测信息，结合平台自动对种植区按照管理方式进行分区、移动端记录每块种植区产量、后台以历史土壤环境监测三方面信息进行统计分析，优化土壤环境参数管理设置。管理大数据分析模块具体运作方法如下：
a.分生产阶段分析土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P，主成分分析确定主导因子；
b.通过四份位法确定主导因子阈值，提出各阶段元素参数阈值，优化系统原有土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P阈值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：本发明以地理信息系统(GIS)为基底集成无人机，监控等设备建立一套山地农业种植园区地理信息管理方法，包括管理大数据分析模块、灌溉设备物联网控制模块、设备维护模块和日常巡查模块。
2.根据权利要求1所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：所述灌溉设备物联网控制模块是建立农业种植园区地理信息管理系统与物联网控制器通讯，物联网控制器对接土壤监测(水、养肥含量)设备与灌溉设备，通过设置土壤监测因子阈值提示预警，根据预警命令开启灌溉设施或者提示人工处理。
3.根据权利要求2所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于，灌溉设备物联网控制模块具体运作方法如下：
S1.通过土壤参数速测仪设备每小时对目标地域实施湿度、温度、PH、电导率、N、P数值检测并反馈到系统内；
S2.判断土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P是否超过阈值，若超过阈值系统启动预处理方案，且灌溉实施位置分为自动区和人工区：
(1)自动区系统检测灌溉设备信号是否正常，若不正常进入设备维护模块进行维护，若正常即可控制灌溉设施实施处理方案，由节流阀进行控制流量，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(2)人工区下发责任人巡查任务与灌溉实施方案，责任人通过责任人移动端规划路线，实施灌溉方案，以地块为单元修改土地环境参数为异常待确认状态；
(3)设定缓冲时间，再次按照上述流程继续监测，如恢复到阈值内将地块状态修改为正常，非阈值再次执行灌溉预处理方案。
4.根据权利要求1所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：所述日常巡查模块为农业种植园区地理信息管理系统根据建立园区种植区域面积库，根据面积与可达性，将巡查任务划分成两种，第一种人工巡查，系统在空间网络基础上通过空间算法计算巡查路径，下发巡查任务到移动终端并提供最优巡查路径，如有病虫害发生通过终端记录情况与坐标传回系统，第二种无人机巡查，系统在园区地图基础通过数传电台对无人机下发巡查任务，在任务中无人机搭载多光谱相机进行航拍，回航后通过蓝牙上传到系统，系统通过波段计算植被指数等病死虫害指示遥感指数，如有病虫害发生提出预警，达到提早防范病虫害的目的，完成无死角、全方位、高效的巡查工作。
5.根据权利要求4所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于，日常巡查模块具体运作方法如下：系统根据道路分析地块可到性，推送最佳的巡查方式，在进行划分地块巡查类型：
(a)通过人工巡查点位置信息下发责任人巡查任务，责任人通过移动端规划路线，到实地进行情况验证，确定地块中的植株状态及周围环境是否正常，通过移动端记录地块的植保方案或者拍摄现场相片上传智库，由专家提供方案，系统记录植保实施方案；
(b)通过无人机巡查点位置信息控制无人机起飞,通过检测目标地农作物的NDVI异常值和异常面积大小，若存在超出异常设置即将信息传送到(a)中，重新执行人工巡查。
6.根据权利要求5所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：所述移动端记录地块的植保方案后，将植保方案下发到责任人执行植保任务，通过无人机地面站和园区DSM规划路线，无人机装药，然后将对应的无人机起飞，执行植保任务。
7.根据权利要求1所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：所述管理大数据分析模块为根据收集到的土壤监测信息，平台自动对种植区按照管理方式进行分区，移动端记录每块种植区产量，后台以历史监测信息为依据进统计分析，优化管理方法。
8.根据权利要求7所述的一种山地农业种植园区地理信息管理系统，其特征在于：所述管理大数据分析模块具体运作方法如下：
a.分生产阶段分析土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P，主成分分析确定主导因子；
b.通过四份位法确定主导因子阈值，提出各阶段元素参数阈值，优化系统原有土壤湿度、温度、PH、电导率、N、P阈值。
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