基于手机定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系统

贺任远 胡振华 茹浩 王静

摘要：主要利用Android 和JavaWeb技术，研发形成了基于手机定位信息的土壤施肥信息量采集App及分析系统。该系统以手机App的形式收集土地类型、作物类型、产量、地理位置、经纬度、施肥量、施肥种类、土地景观图等信息，将采集到的数据存入云数据库，然后在后台分析系统对所收集到的数据分析处理，根据经纬度调用百度地图接口来查看土地的卫星云图;通过土地景观图分析土壤类型，依据作物所需化肥量、农田供养能力，以便为种植者提供高效环保的化肥配置方案，从而为施肥提供更加合理的可行性高的建议。

关键词：土壤施肥信息采集;分析系统;研究应用;测土施肥

中图分类号：TP31文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）25-0076-02

1项目方案

1.1 研究目的

该项目致力于开发一套土壤施肥信息采集App及分析系统，主要为解决以下现象：农业在我国是第一产业，是社会经济快速发展的基础，更是人民生活和社会安定的保障。但是，盲目随意地施用化肥的现象在我国农业领域中长时间存在着，导致土壤中重金属和有毒元素增加，微生物活性降低，物质难以转化及降解，土壤养分失调，硝酸盐累积，酸化加剧，对耕地土壤环境造成了伤害。不仅导致化肥浪费，而且还造成农产品质量下降、土地污染等问题。而提高化肥利用率、减少资源浪费、减轻国家地方农民负担、较少能源消耗及保护土壤环境行动的关键是如何收集和分析农民的施肥方式和施肥量，以便科学家和农业部门进行科学分析并为他们提供科学合理的指导。如今国家提倡“精准农业”，计算机技术在农业生产中更加地重要，因此，我们便开发了这套土壤施肥信息采集App及分析系统。该系统利用手机App采集土壤施肥信息及农田管理的相关信息并进行分析与处理，从而在保护生态，减少污染和提高化肥利用率，促进农作物增产增收及节约成本，改善品质方面做出我们的贡献。

1.2  土壤施肥信息采集系统的前景

根据联合国粮食及农业组织的资料显示，我国农用化学肥料使用量在近二十年增长了约60%，但化学肥料的利用率却很低。同时，由于长期不合理的施肥，土壤中重金属和有毒元素增加，微生物活性降低，物质难以转化及降解，土壤养分失调，硝酸盐累积，酸化加剧，对耕地土壤环境造成了严重的损伤;间接影响了河流或湖泊等水资源污染等问题，改善土壤质量、提高化学肥料利用率、提高农作物产量等其他与环境相关的问题，亟待解决。

1.3 研究意义

如今国家提倡“精准农业”，计算机技术在农业生产中更加地重要，因此开发一套土壤施肥信息采集App及分析系统是有意義的。该系统利用移动设备采集农作物的施肥信息，并对这些信息进行多方面的分析，对化学肥料的使用给出科学有效的建议，为环境保护和提高农作物产量等方面做出贡献。

1.4 项目已有基础

农业部门关于各地区土壤的基本信息;已熟练掌握云服务器、MySQL、Android集成开发等关键技术成熟。

2项目研究目标及主要内容

2.1 研究目标

建立一个C/S层结构的土壤施肥信息采集系统，分析处理土壤信息、改善化学肥料的使用状况，提高农作物的产量。

1）客户端

主要实现地区土壤信息参数和农作物信息等数据采集功能，采集的数据主要包括农田：农田类型、所在地理位置、经纬度、施肥的种类及各种元素所占百分比;作物：作物种类、一年成熟次数及每次成熟时间及亩产;土地施肥的次数、施肥的时间和施肥量、浇水的次数、浇水的时间和浇水量、打药的次数、打药的时间和种类、是否除草、土地景观图等。

2）服务器端

服务器端实现监测数据并对数据进行分析和处理;根据土地观景图和经纬度调用该土地的卫星云图分析某一地区的土壤性质，统计该地区的作物类型、平均亩产等相关信息，与客户端上传的信息进行比较，根据前期内置的建议信息，给出种植建议、施肥建议等;若该地区土壤信息与服务器端的前期内置信息有所不同，为其推送相关的专业知识，对该地区土壤信息和农作物信息进行分析，将分析建议报告回传至服务器端维护人员，进行录入，及时返送至客户端。

3）其他

将这些信息和分析结果汇报至相关农业部门，经农业局授权将信息提供给化学肥料生产商，生产商可以根据土壤和农作物的分析信息，调整肥料中氮、磷、钾及微量元素的配比，实现施肥的个性化定制，充分发挥肥料的作用，促进农作物增产增收。

2.2 主要内容

该项目首先参考大量国内外有关测土施肥的文献，项目组成员对有关农田施肥的信息进行了深度学习，根据现有的条件和周边农田的基本状况，制定项目具体的实施方案;阅读国内外大量资料，走访附近的农户和化肥制造厂，了解、记录有关测土施肥的详细数据信息;向周边农户发放调查问卷，了解其使用意向;查阅有关测土施肥的国内外文献和农业领域的书籍，购买用于测土施肥的专业工具。

以上述工作为基础，收集数据，利用精准农业、数据库技术等技术，通过系统代码的编写与测试，云数据库的开发与设计，完成土壤施肥信息采集App及分析系统的开发。该项目App主要包括化肥指导、用户信息统计、农田信息查询等功能，用户可以查询精准施肥配方，对系统收集到的数据进行分析处理，根据经纬度调用百度地图接口查看土地的卫星云图，通过土地景观图分析土壤类型，依据作物所需化肥量、农田供养能力，以便为种植者提供高效环保的化肥配置方案，从而为施肥提供更加合理的可行性高的建议。

3项目研究方法和技术路线

3.1 研究方法

3.1.1 德尔菲法

1946年兰德公司第一次运用德尔菲法，其本质上是一种匿名反馈询问法，流程如下：询问完专家的意见之后，进行统计和归纳，然后匿名反馈给专家，再一次询问意见，重复该过程，直至得到统一的意见。