Dans le système technologique "agriculture de précision", l'application et le développement du SIG sont l'une des technologies clés pour la mise en œuvre de la pratique "agriculture de précision". La combinaison du SIG 3D et du système d'aide à la décision des cultures, grâce à la gestion et à la croissance de la production modèle de simulation de prévision, entrée-sortie L'analyse du modèle de simulation et du système expert agricole intelligent, en fonction de la différence spatiale de rendement, forme la carte de prescription de la gestion des cultures de plein champ, qui fournit un soutien aux travailleurs agricoles pour analyser et prendre des décisions, proposer des prescriptions scientifiques et guider les sciences.
1 Domaine de recherche et méthode de recherche
En tant que grand pays agricole, face à la sécheresse des terres agricoles et à l'irrigation économe en eau, comment analyser avec précision et efficacité l'humidité du sol et prescrire le bon médicament est l'une des tâches clés de l'agriculture moderne.
Afin de mieux répondre aux besoins de l'agriculture moderne, Zhentu Information utilise le moteur de système TZMapGIS auto-développé, combiné à de nouvelles applications de technologie de l'information telles que l'Internet des objets, le big data, l'intelligence artificielle et les jumeaux numériques, pour construire un ensemble complet La plate-forme de visualisation des services agricoles renforce la production et la gestion agricoles dans l'analyse de l'humidité du sol avec une gestion du zonage basée sur une grille et une surveillance des données raffinée, et fournit une aide à la prise de décision importante.
Le système utilise des capteurs GPS et sans fil pour acquérir des données sur l'humidité du sol dans la zone d'essai et crée des bases de données spatiales, des bases de données relationnelles, des bases de données dynamiques, des bases de données tridimensionnelles et des bibliothèques d'images graphiques sur la base des ensembles de données. Sur la base de la base de données, des opérations telles que la requête spatiale et l'interpolation spatiale sont effectuées, et un modèle 3D est établi pour la simulation dynamique.
1.1 Collecte de données et acquisition de connaissances
Collecter des données spatiales telles que la topographie et les points d'échantillonnage, utiliser le SIG pour dessiner des cartes de grille d'échantillonnage, collecter des données sur les éléments nutritifs du sol et d'autres attributs, et établir une base de données ; collecter l'humidité du sol, la température du sol et d'autres données sur l'humidité du sol grâce à des capteurs sans fil, et établir une dynamique base de données ; basée sur la technologie de l'intelligence artificielle, établir une bibliothèque de modèles de fertilisation de précision du maïs ; établir une étape de croissance du maïs, la croissance du champ, une bibliothèque d'images et de vidéos du processus d'opération de précision.
1.2 Construction du modèle SIG 3D et simulation de scène
À l'aide de ZTMapGIS et 3DsMax, construisez un modèle SIG 3D pour la surveillance de l'humidité du sol et divisez le système de simulation de simulation de surveillance de l'humidité du sol en deux niveaux de surface de terrain et d'espace tridimensionnel souterrain pour la construction et la description en fonction des exigences de la scène de visualisation de l'humidité du sol :
(1) Construire un modèle numérique du niveau de la surface du terrain. À l'aide de la technologie de modélisation de surface de modèle d'élévation numérique, grâce à trois méthodes de modélisation de surface de point, de triangle et de grille, orientées pour compléter les informations sur l'espace de surface du sol, des modèles d'élévation numériques sont établis pour les niveaux de surface de terrain tels que la topographie et la topographie afin d'assurer un fonctionnement précis de la topographie de la zone centrale Division raisonnable de l'espace et identification de la zone au niveau de l'espace de surface ;
(2) Construire un modèle spatial tridimensionnel des niveaux tridimensionnels aériens et souterrains. Basé sur l'espace tridimensionnel décrit par la distribution tridimensionnelle de l'humidité du sol et des degrés de fertilité du sol, il résout le problème du chevauchement du sol et du sol dans la représentation abstraite bidimensionnelle des objets spatiaux tridimensionnels, et répond aux besoins d'expression et d'analyse précises d'objets tridimensionnels au niveau de l'espace de l'humidité du sol et des degrés de fertilité du sol.
2 Développement d'un système de simulation pour la surveillance de l'humidité du sol basé sur un SIG 3D
Les modules du système sont divisés en : module de requête de modèle 3D, module de simulation de scène dynamique, module de surveillance dynamique et module de gestion des informations spatiales et autres fonctions, et la simulation dynamique et le module de surveillance dynamique sont utilisés comme exemples pour illustrer les fonctions de ce système.
2.1 Génération de scène dynamique
Utilisation de ZTMapGIS, combiné à 3DsMax, pour créer une scène virtuelle 3D pour l'agriculture de précision, afin de réaliser la visualisation 3D de la scène de simulation de l'humidité du sol.Ce processus a une grande réutilisabilité et améliore la flexibilité de la scène. L'ensemble du processus comprend la génération de terrain, le guidage d'objet et le réglage des effets de scène.
La construction d'une couche bidimensionnelle est la base d'une scène virtuelle tridimensionnelle.Le modèle de terrain généré par ce système se réfère principalement à la construction des modèles aériens et souterrains, et dessine la limite de la sécurité agricole et la limite de le niveau du sol. Importez le fichier de carte de distribution bidimensionnelle dessiné, simulez le modèle souterrain à travers la couche vectorielle et établissez une carte modèle tridimensionnelle du niveau de fertilité du sol et de la distribution verticale souterraine du comté de Nong'an.
2.2 Module de surveillance dynamique
Sélectionnez les données de surveillance dynamique de l'humidité du sol à différentes profondeurs (0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm, 60-80 cm) dans la zone de démonstration principale de l'opération de précision agricole et établissez un module de surveillance dynamique de l'humidité du sol.
2.2.1 Analyse de la distribution verticale de la température de l'humidité du sol
Les résultats de la surveillance dynamique de l'humidité du sol et de la température du sol dans le modèle souterrain à quatre couches montrent que la teneur en humidité du sol augmente avec l'augmentation de la profondeur du sol ; le changement de la teneur en humidité du sol est différent à différents moments ; la température du sol diminue avec l'augmentation de la profondeur du sol ; le changement de la température du sol était différent à différents moments ; la tendance du changement de l'humidité du sol à différentes profondeurs était fondamentalement la même.
2.2.2 Analyse de la distribution de la température de l'humidité enfouie dans le sol pendant la période de croissance de l'enlèvement du riz
Selon les données d'humidité du sol et de température du sol à quatre niveaux de surveillance dynamique : pendant la période de croissance, le changement de température du sol n'est pas important, mais le changement d'humidité du sol est plus évident ; la teneur en humidité du sol est la plus faible à fin juin et la plus élevée vers le 4 juillet La température du sol est la plus basse vers le 10 juin et la plus élevée vers le 10 juillet.
3Conclusion
(1) Grâce au SIG 3D, cette étude réalise la transformation de l'interaction entre les utilisateurs et le système de l'espace 2D traditionnel à l'espace multidimensionnel, exerce efficacement les avantages de la fidélité de la scène 3D et de l'intégrité des cartes 2D, et interprète parfaitement le informations spatiales agricoles.
(2) Le système génère un diagramme modèle tridimensionnel du degré de fertilité du sol et de la distribution verticale de l'humidité du sol dans la zone en traçant les limites des limites agricoles et des niveaux d'humidité du sol, et utilise le diagramme modèle tridimensionnel pour refléter directement les données de surveillance dynamique de l'humidité du sol à différentes profondeurs.
(3) Le module de surveillance dynamique de l'humidité du sol a été établi sur la base du modèle 3D, qui a jeté les bases de l'analyse et de l'application de l'humidité du sol dans cette zone.