CN115316214B - 基于大数据的农村农业信息管理系统及方法 - Google Patents

基于大数据的农村农业信息管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于大数据的农村农业信息管理系统及方法，涉及农村农业技术领域，其技术方案要点包括获取模块：在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；处理分析模块：对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；调整模块：根据行为指导集对棉花种植管理进行调整，效果是能根据实际情况自动提醒管理员进行相应的操作，从而更好的完成棉花收花操作。

Description

基于大数据的农村农业信息管理系统及方法
技术领域
本发明涉及农村农业技术领域，更具体地说，它涉及基于大数据的农村农业信息管理系统及方法。
背景技术
农村农业信息管理系统是农业信息资源管理工作的重要依据，棉花是世界上最主要的农作物之一，产量大、生产成本低，使棉制品价格比较低廉。棉纤维能制成多种规格的织物，从轻盈透明的巴里纱到厚实的帆布和厚平绒，适于制作各类衣服棉花棉花、家具布和工业用布，然而在棉花进行种植的过程中需要科学的管理，才能使棉花的花朵达到较高的质量标准，然而现有基于大数据的农村农业信息管理系统并不能实时根据环境信息和生长信息通知管理者对棉花种植过程进行调整，因此无法掌握棉花种植的生长状态，从而不便进行管理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供基于大数据的农村农业信息管理系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
基于大数据的农村农业信息管理系统，包括：
获取模块：在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
处理分析模块：对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
调整模块：根据行为指导集对棉花种植管理进行调整。
优选地，在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的环境信息，得到第一环境监测信息；
在收花期获取棉花种植的环境信息，得到第二环境监测信息；
其中，第一环境监测信息和第二环境监测信息组合形成环境监测集。
优选地，在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的生长信息，得到第一生长数据信息；
在收花期获取棉花种植的生长信息，得到第二生长数据信息；
其中，第一生长数据信息和第二生长数据信息组合形成生长信息集。
优选地，第一环境监测信息包括处于枝干生长期的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据；
第二环境监测信息包括收花面积数据、预计天气数据。
优选地，第一生长数据信息包括处于枝干生长期的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值；
第二生长数据信息包括处于收花期的棉花弹性值和棉花壳颜色数据。
优选地，对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集，具体为：
将第一环境监测信息中的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据进行数值化处理并标记得到雨水次数数据YSC、单次雨水量数据DYS、风力大小数据FLS；
通过计算函数
Figure 232691DEST_PATH_IMAGE002
得到环境影响值DYX，其中，a1、a2和a3为不同的比例因子且大于零；
将第二环境监测信息中的收花面积数据进行数值化处理并标记得到收花面积值SHM，查找预先设置的收花面积-时间表，得到收花面积值SHM所需的收花时间值SHS；
其中，环境影响值DYX和收花时间值SHS组合形成环境影响集。
优选地，对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集，具体为：
将第一生长数据信息中的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值进行数值化处理并标记得到棉花叶虫眼值CYZ、棉花叶颜色数据MHY、棉花枝干高度值MZG；
通过第一计算公式
Figure 823072DEST_PATH_IMAGE004
计算得到第一生长值DSZ，其中，b1、b2和b3为不同的比例因子且大于零；
将第二生长数据信息中的棉花弹性值和棉花壳颜色数据进行数值化处理并标记得到棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY；
通过第二计算公式
Figure 396136DEST_PATH_IMAGE006
计算得到第二生长值DES，其中，c1、c2为不同的比例因子且大于零；
其中，第一生长值DSZ和第二生长值DES组合形成生长影响集。
优选地，将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集，具体为：
通过第一联立公式
Figure 755573DEST_PATH_IMAGE008
得到第一行为指导值DYL，其中，d1、d2为不同的比例因子且大于零；
通过第二联立公式
Figure 755890DEST_PATH_IMAGE010
得到第二行为指导值DEL，其中，e1、e2为不同的比例因子且大于零；
其中，第一行为指导值DYL和第二行为指导值DEL组合形成行为指导集。
优选地，根据行为指导集对棉花种植管理进行调整，具体为：
将第一行为指导值DYL与预设的第一行为指导阈值DYY进行比较：
若第一行为指导值DYL≥第一行为指导阈值DYY，则不用通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
若第一行为指导值DYL＜第一行为指导阈值DYY，则需通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
将第二行为指导值DEL与预设的第二行为指导阈值DEY进行比较：
若第二行为指导值DEL≥第二行为指导阈值DEY，则通知棉花种植管理者进行收花处理；
若第二行为指导值DEL＜第二行为指导阈值DEY，则根据预计天气数据判断是否需要进行收花处理。
基于大数据的农村农业信息管理方法，该方法包括以下步骤：
在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
根据行为指导集对棉花种植管理进行调整。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明中，在第二行为指导值DEL≥第二行为指导阈值DEY，则说明棉花的收花面积值SHM达到了收花标准，且通过检测棉花弹性值MHT也达到了收花标准，同时棉花壳颜色为黄色，因此需要通知管理员安排收花机械进行收花处理，能自动提醒管理员进行相应的操作，从而更好的完成棉花收花操作。
2、本发明中，在第二行为指导值DEL＜第二行为指导阈值DEY的情况下，若棉花的收花面积值SHM没有达到了收花标准，则不用管理员安排收花机械进行收花处理；若棉花的收花面积值SHM达到了收花标准，但是棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY均没有达到标准，则根据未来天气进行相应处理，如果马上就要下雨，则在收花时间值SHS内安排收花机械进行收花处理，因为在下雨的时候没有完成收花处理，则棉花花朵在淋雨后质量将受到影响，因此需要马上进行收花操作，如果未来都是晴天，则需要安排收花机械进行收花处理，等棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY均达到标准后，在安排收花机械进行收花处理，能根据实际情况自动提醒管理员进行相应的操作，从而更好的完成棉花收花操作。
附图说明
图1为本发明提出基于大数据的农村农业信息管理系统的模块示意图。
具体实施方式
参照图1，实施例对本发明提出的基于大数据的农村农业信息管理系统及方法做进一步说明。
基于大数据的农村农业信息管理系统，包括：
获取模块：在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
处理分析模块：对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
调整模块：根据行为指导集对棉花种植管理进行调整。
在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的环境信息，得到第一环境监测信息；
在收花期获取棉花种植的环境信息，得到第二环境监测信息；
其中，第一环境监测信息和第二环境监测信息组合形成环境监测集。
在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的生长信息，得到第一生长数据信息；
在收花期获取棉花种植的生长信息，得到第二生长数据信息；
其中，第一生长数据信息和第二生长数据信息组合形成生长信息集。
第一环境监测信息包括处于枝干生长期的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据；
第二环境监测信息包括收花面积数据、预计天气数据。
第一生长数据信息包括处于枝干生长期的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值；
第二生长数据信息包括处于收花期的棉花弹性值和棉花壳颜色数据。
对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集，具体为：
将第一环境监测信息中的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据进行数值化处理并标记得到雨水次数数据YSC、单次雨水量数据DYS、风力大小数据FLS；
需要注意的是，第一环境监测信息指的是棉花处于枝干生长期的环境信息，在将棉花种植在种植地时，棉花种植地安装有摄像头，通过摄像头可以记录雨水次数，棉花种植地设置有液位传感器，通过液位传感器可以检测得到每次下雨时的雨水量，在棉花种植地安装有测风仪，通过测风仪可以测量棉花地风力大小。
通过计算函数
Figure 833568DEST_PATH_IMAGE012
得到环境影响值DYX，其中，a1、a2和a3为不同的比例因子且大于零；
需要注意的是，通过计算函数
Figure 210322DEST_PATH_IMAGE014
得到环境影响值DYX，从而判断处于枝干生长期的棉花在遇到大风大雨的情况下是否出现了倾倒现象，如果棉花的枝干出现了倾倒现象，则需要进行扶正，若不对倾倒的棉花枝干进行扶正，则影响棉花花苞形成，从而影响收成。
将第二环境监测信息中的收花面积数据进行数值化处理并标记得到收花面积值SHM，查找预先设置的收花面积-时间表，得到收花面积值SHM所需的收花时间值SHS；
需要注意的是，由于在棉花种植地安装有摄像头，棉花在吐花絮时为白色，因此可以通过摄像头捕捉到棉花花色，从而判断棉花种植地是否需要进行收花处理，同时可以通过摄像头拍摄棉花种植地需要进行收花的面积值，从而便于安排进行收割处理。
值得注意的是，收花面积-时间表是通过每辆棉花收花机械处理每亩棉花地收花决定的，比如，通过摄像头拍摄到收花面积值SHM为10亩，每辆棉花收花机械每小时可以完成1亩地收花，因此可以计算得到完成收花面积值SHM为10亩的时间为10小时。
其中，环境影响值DYX和收花时间值SHS组合形成环境影响集。
对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集，具体为：
将第一生长数据信息中的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值进行数值化处理并标记得到棉花叶虫眼值CYZ、棉花叶颜色数据MHY、棉花枝干高度值MZG；
需要注意的是，由于棉花种植地安装有摄像头，因此可以通过摄像头拍摄到棉花叶出现虫眼数量；由于棉花在生长期棉花叶的颜色为青色，棉花枝干在衰老期时棉花叶的颜色为黄色，这些都可以通过摄像头拍摄得到；由于棉花的枝干高度具有一定的标准，当棉花的枝干没有达到最高标准时，则该株棉花处于生长期，同时可以通过摄像头拍摄得到棉花枝干的高度值。
通过第一计算公式
Figure 424266DEST_PATH_IMAGE004
计算得到第一生长值DSZ，其中，b1、b2和b3为不同的比例因子且大于零；
需要注意的是，由于棉花在生长的过程中，棉花叶的颜色为青色，此时棉花叶颜色数据MHY的取值为0，棉花在衰老过程中，棉花叶的颜色为黄色，此时棉花叶颜色数据MHY的取值为3，通过第一计算公式
Figure DEST_PATH_IMAGE016
计算得到第一生长值DSZ。
将第二生长数据信息中的棉花弹性值和棉花壳颜色数据进行数值化处理并标记得到棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY；
需要注意的是，工作人员对某个花朵通过仪器进行检测得到棉花弹性值MHT，花苞在完全吐花之后棉花壳颜色为黄色，此时棉花壳颜色数据MKY的取值为5，如果棉花壳颜色为青色，则棉花壳颜色数据MKY的取值为2，说明花苞没有完全进行吐花。
通过第二计算公式
Figure DEST_PATH_IMAGE018
计算得到第二生长值DES，其中，c1、c2为不同的比例因子且大于零；
需要注意的是，通过第二计算公式
Figure DEST_PATH_IMAGE020
计算得到第二生长值DES，从而判断棉花是否符合收花条件。
其中，第一生长值DSZ和第二生长值DES组合形成生长影响集。
将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集，具体为：
通过第一联立公式
Figure DEST_PATH_IMAGE022
得到第一行为指导值DYL，其中，d1、d2为不同的比例因子且大于零；
通过第二联立公式
Figure DEST_PATH_IMAGE024
得到第二行为指导值DEL，其中，e1、e2为不同的比例因子且大于零；
其中，第一行为指导值DYL和第二行为指导值DEL组合形成行为指导集。
根据行为指导集对棉花种植管理进行调整，具体为：
将第一行为指导值DYL与预设的第一行为指导阈值DYY进行比较：
若第一行为指导值DYL≥第一行为指导阈值DYY，则不用通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
需要注意的是，若第一行为指导值DYL≥第一行为指导阈值DYY，在棉花叶的颜色为黄色的情况下，说明棉花枝干处于衰老期，即已经完成了收花处理，并且棉花枝干的高度达到了最高高度，且棉花种枝干在生长过程中棉花叶出现了较多的虫眼，从而可以判断需要进行去虫处理，但是由于棉花已经完成了收花处理，并且棉花枝干处于衰老期，在这个过程中，棉花枝干由于风雨使棉花枝干出现了倾倒的现象，因此不用通知棉花种植管理者对棉花进行作业。
若第一行为指导值DYL＜第一行为指导阈值DYY，则需通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
需要注意的是，若第一行为指导值DYL＜第一行为指导阈值DYY，在棉花叶的颜色为青色的情况下，说明棉花枝干在生长期，且棉花种枝干在生长过程中棉花叶出现了较多的虫眼，从而可以判断需要进行去虫处理，同时在这个过程中，棉花枝干由于风雨使棉花枝干出现了倾倒的现象，因此需要工作人员将棉花枝干进行扶正。
将第二行为指导值DEL与预设的第二行为指导阈值DEY进行比较：
若第二行为指导值DEL≥第二行为指导阈值DEY，则通知棉花种植管理者进行收花处理；
需要注意的是，若第二行为指导值DEL≥第二行为指导阈值DEY，则说明棉花的收花面积值SHM达到了收花标准，且通过检测棉花弹性值MHT也达到了收花标准，同时棉花壳颜色为黄色，因此需要通知管理员安排收花机械进行收花处理。
若第二行为指导值DEL＜第二行为指导阈值DEY，则根据预计天气数据判断是否需要进行收花处理。
需要注意的是，在第二行为指导值DEL＜第二行为指导阈值DEY的情况下，若棉花的收花面积值SHM没有达到了收花标准，则不用管理员安排收花机械进行收花处理；若棉花的收花面积值SHM达到了收花标准，但是棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY均没有达到标准，则根据未来天气进行相应处理，如果马上就要下雨，则在收花时间值SHS内安排收花机械进行收花处理，因为在下雨的时候没有完成收花处理，则棉花花朵在淋雨后质量将受到影响，因此需要马上进行收花操作，如果未来都是晴天，则需要安排收花机械进行收花处理，等棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY均达到标准后，在安排收花机械进行收花处理。
基于大数据的农村农业信息管理方法，该方法包括以下步骤：
在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
根据行为指导集对棉花种植管理进行调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于大数据的农村农业信息管理系统，其特征在于，包括：
获取模块：在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
处理分析模块：对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
调整模块：根据行为指导集对棉花种植管理进行调整；
在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的环境信息，得到第一环境监测信息；
在收花期获取棉花种植的环境信息，得到第二环境监测信息；
其中，第一环境监测信息和第二环境监测信息组合形成环境监测集；
在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集，具体为：
在枝干生长期获取棉花种植的生长信息，得到第一生长数据信息；
在收花期获取棉花种植的生长信息，得到第二生长数据信息；
其中，第一生长数据信息和第二生长数据信息组合形成生长信息集；
第一环境监测信息包括处于枝干生长期的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据；
第二环境监测信息包括收花面积数据、预计天气数据；
第一生长数据信息包括处于枝干生长期的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值；
第二生长数据信息包括处于收花期的棉花弹性值和棉花壳颜色数据；
对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集，具体为：
将第一环境监测信息中的雨水次数数据、单次雨水量数据、风力大小数据进行数值化处理并标记得到雨水次数数据YSC、单次雨水量数据DYS、风力大小数据FLS;
通过计算函数
Figure 195852DEST_PATH_IMAGE001
得到环境影响值DYX，其中，a1、a2和 a3为不同的比例因子且大于零；
将第二环境监测信息中的收花面积数据进行数值化处理并标记得到收花面积值SHM，查找预先设置的收花面积-时间表，得到收花面积值SHM所需的收花时间值SHS；
其中，环境影响值DYX和收花时间值SHS组合形成环境影响集。
2.根据权利要求1所述的基于大数据的农村农业信息管理系统，其特征在于，对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集，具体为：
将第一生长数据信息中的棉花叶虫眼数量、棉花叶颜色数据、棉花枝干高度值进行数值化处理并标记得到棉花叶虫眼值CYZ、棉花叶颜色数据MHY、棉花枝干高度值MZG；
通过第一计算公式
Figure 948039DEST_PATH_IMAGE002
计算得到第一生长值DSZ，其 中，b1、b2和b3为不同的比例因子且大于零;
将第二生长数据信息中的棉花弹性值和棉花壳颜色数据进行数值化处理并标记得到棉花弹性值MHT和棉花壳颜色数据MKY;
通过第二计算公式
Figure 146939DEST_PATH_IMAGE003
计算得到第二生长值DES，其中，c1、c2为 不同的比例因子且大于零;
其中，第一生长值DSZ和第二生长值DES组合形成生长影响集。
3.根据权利要求2所述的基于大数据的农村农业信息管理系统，其特征在于，将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集，具体为：
通过第一联立公式
Figure 940451DEST_PATH_IMAGE004
得到第一行为指导值DYL，其中，d1、d2为 不同的比例因子且大于零；
通过第二联立公式
Figure 933815DEST_PATH_IMAGE005
得到第二行为指导值DEL，其中，e1、e2为 不同的比例因子且大于零;
其中，第一行为指导值DYL和第二行为指导值DEL组合形成行为指导集。
4.根据权利要求3所述的基于大数据的农村农业信息管理系统，其特征在于，根据行为指导集对棉花种植管理进行调整，具体为：
将第一行为指导值DYL与预设的第一行为指导阈值DYY进行比较：
若第一行为指导值DYL≥第一行为指导阈值DYY，则不用通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
若第一行为指导值DYL＜第一行为指导阈值DYY，则需通知棉花种植管理者对棉花进行作业；
将第二行为指导值DEL与预设的第二行为指导阈值DEY进行比较：
若第二行为指导值DEL≥第二行为指导阈值DEY，则通知棉花种植管理者进行收花处理；
若第二行为指导值DEL＜第二行为指导阈值DEY，则根据预计天气数据判断是否需要进行收花处理。
5.基于大数据的农村农业信息管理方法，应用于权利要求1-4任一项所述的基于大数据的农村农业信息管理系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在不同的监测时间内获取棉花种植的环境信息，得到环境监测集；在不同的监测时间内获取棉花种植的生长信息，得到生长信息集；
其中，不同的监测时间包括棉花种植过程的枝干生长期和收花期；
对环境监测集中的各项监测数据进行处理分析得到环境影响集；对生长信息集中的各项数据进行处理分析得到生长影响集；将环境影响集和生长影响集进行联立分析得到行为指导集；
根据行为指导集对棉花种植管理进行调整。
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