基于手機定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系統

賀任遠 胡振華 茹浩 王靜

摘要：主要利用Android 和JavaWeb技術，研發形成了基于手機定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系統。該系統以手機App的形式收集土地類型、作物類型、產量、地理位置、經緯度、施肥量、施肥種類、土地景觀圖等信息，將采集到的數據存入云數據庫，然后在后臺分析系統對所收集到的數據分析處理，根據經緯度調用百度地圖接口來查看土地的衛星云圖;通過土地景觀圖分析土壤類型，依據作物所需化肥量、農田供養能力，以便為種植者提供高效環保的化肥配置方案，從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。

關鍵詞：土壤施肥信息采集;分析系統;研究應用;測土施肥

中圖分類號：TP31文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）25-0076-02

1項目方案

1.1 研究目的

該項目致力于開發一套土壤施肥信息采集App及分析系統，主要為解決以下現象：農業在我國是第一產業，是社會經濟快速發展的基礎，更是人民生活和社會安定的保障。但是，盲目隨意地施用化肥的現象在我國農業領域中長時間存在著，導致土壤中重金屬和有毒元素增加，微生物活性降低，物質難以轉化及降解，土壤養分失調，硝酸鹽累積，酸化加劇，對耕地土壤環境造成了傷害。不僅導致化肥浪費，而且還造成農產品質量下降、土地污染等問題。而提高化肥利用率、減少資源浪費、減輕國家地方農民負擔、較少能源消耗及保護土壤環境行動的關鍵是如何收集和分析農民的施肥方式和施肥量，以便科學家和農業部門進行科學分析并為他們提供科學合理的指導。如今國家提倡“精準農業”，計算機技術在農業生產中更加地重要，因此，我們便開發了這套土壤施肥信息采集App及分析系統。該系統利用手機App采集土壤施肥信息及農田管理的相關信息并進行分析與處理，從而在保護生態，減少污染和提高化肥利用率，促進農作物增產增收及節約成本，改善品質方面做出我們的貢獻。

1.2? 土壤施肥信息采集系統的前景

根據聯合國糧食及農業組織的資料顯示，我國農用化學肥料使用量在近二十年增長了約60%，但化學肥料的利用率卻很低。同時，由于長期不合理的施肥，土壤中重金屬和有毒元素增加，微生物活性降低，物質難以轉化及降解，土壤養分失調，硝酸鹽累積，酸化加劇，對耕地土壤環境造成了嚴重的損傷;間接影響了河流或湖泊等水資源污染等問題，改善土壤質量、提高化學肥料利用率、提高農作物產量等其他與環境相關的問題，亟待解決。

1.3 研究意義

如今國家提倡“精準農業”，計算機技術在農業生產中更加地重要，因此開發一套土壤施肥信息采集App及分析系統是有意義的。該系統利用移動設備采集農作物的施肥信息，并對這些信息進行多方面的分析，對化學肥料的使用給出科學有效的建議，為環境保護和提高農作物產量等方面做出貢獻。

1.4 項目已有基礎

農業部門關于各地區土壤的基本信息;已熟練掌握云服務器、MySQL、Android集成開發等關鍵技術成熟。

2項目研究目標及主要內容

2.1 研究目標

建立一個C/S層結構的土壤施肥信息采集系統，分析處理土壤信息、改善化學肥料的使用狀況，提高農作物的產量。

1）客戶端

主要實現地區土壤信息參數和農作物信息等數據采集功能，采集的數據主要包括農田：農田類型、所在地理位置、經緯度、施肥的種類及各種元素所占百分比;作物：作物種類、一年成熟次數及每次成熟時間及畝產;土地施肥的次數、施肥的時間和施肥量、澆水的次數、澆水的時間和澆水量、打藥的次數、打藥的時間和種類、是否除草、土地景觀圖等。

2）服務器端

服務器端實現監測數據并對數據進行分析和處理;根據土地觀景圖和經緯度調用該土地的衛星云圖分析某一地區的土壤性質，統計該地區的作物類型、平均畝產等相關信息，與客戶端上傳的信息進行比較，根據前期內置的建議信息，給出種植建議、施肥建議等;若該地區土壤信息與服務器端的前期內置信息有所不同，為其推送相關的專業知識，對該地區土壤信息和農作物信息進行分析，將分析建議報告回傳至服務器端維護人員，進行錄入，及時返送至客戶端。

3）其他

將這些信息和分析結果匯報至相關農業部門，經農業局授權將信息提供給化學肥料生產商，生產商可以根據土壤和農作物的分析信息，調整肥料中氮、磷、鉀及微量元素的配比，實現施肥的個性化定制，充分發揮肥料的作用，促進農作物增產增收。

2.2 主要內容

該項目首先參考大量國內外有關測土施肥的文獻，項目組成員對有關農田施肥的信息進行了深度學習，根據現有的條件和周邊農田的基本狀況，制定項目具體的實施方案;閱讀國內外大量資料，走訪附近的農戶和化肥制造廠，了解、記錄有關測土施肥的詳細數據信息;向周邊農戶發放調查問卷，了解其使用意向;查閱有關測土施肥的國內外文獻和農業領域的書籍，購買用于測土施肥的專業工具。

以上述工作為基礎，收集數據，利用精準農業、數據庫技術等技術，通過系統代碼的編寫與測試，云數據庫的開發與設計，完成土壤施肥信息采集App及分析系統的開發。該項目App主要包括化肥指導、用戶信息統計、農田信息查詢等功能，用戶可以查詢精準施肥配方，對系統收集到的數據進行分析處理，根據經緯度調用百度地圖接口查看土地的衛星云圖，通過土地景觀圖分析土壤類型，依據作物所需化肥量、農田供養能力，以便為種植者提供高效環保的化肥配置方案，從而為施肥提供更加合理的可行性高的建議。

3項目研究方法和技術路線

3.1 研究方法

3.1.1 德爾菲法

1946年蘭德公司第一次運用德爾菲法，其本質上是一種匿名反饋詢問法，流程如下：詢問完專家的意見之后，進行統計和歸納，然后匿名反饋給專家，再一次詢問意見，重復該過程，直至得到統一的意見。