Программно-технические средства информационного обеспечения и реализации агроприёмов в системе точного земледелия

• Автор: Якушев, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Глава 1. Современное состояние и задачи развития технических и программных средств информационного обеспечения и реализации агроприёмов по технологии точного земледелия
1.1 Анализ развития информационных основ точного земледелия
1.1.1. Моделирование продукционного процесса сельскохозяйственных культур и программирование урожаев
1.1.2. Эволюция развития информационных технологий в земледелии
1.1.3. Точное земледелие как новый этап программирования урожаев
1.2 Концепция и основные элементы системы точного земледелия
1.2.1 Концепция точного земледелия
1.2.2. Подсистемы точного земледелия
1.2.2.1. Навигационная подсистема
1.2.2.2. Технические средства для получения и обработки информации
1.2.2.3. Технические средства для реализации технологии в поле
1.3, Теоретические и практические проблемы и задачи совершенствования точного земледелия
1.4. Цель исследований и задачи разработки по развитию информационного
^ обеспечения точного земледелия
Глава 2. Программно-математические средства по информационному обеспечению точного земледелия
2.1 Алгоритмические основы информационного обеспечения
2.1.1 Система поддержки принятия решений (СППР)
2.1.2. Математические модели и их использование в информационном обеспечении
2.2. Технология включения и использования математических моделей в СППР
2.2.1. Методические аспекты
2.2.2. Схема подключения математической модели
2.2.3. Программно-алгоритмическое обеспечение по использованию математических моделей в СППР
2.3 Требования к программным модулям, содержащим подключаемые модели
Глава 3. Программно-технические средства по выявлению почвенной неоднородности и созданию геоинформационной базы данных
3.1 Мобильный автоматизированный комплекс для агрохимического обследования сельскохозяйственных полей
3.2 Методика автоматизированного обследования сельскохозяйственных угодий
3.2.1. Геоинформационное обеспечение обследования сельскохозяйственных угодий
3.2.2. Навигационное обеспечение обследования сельскохозяйственных угодий
3.2.3 Организация и схема обследования опытного поля
3.3. Результаты обследования и геоинформационная база для апробации технологии точного земледелия
Глава 4. Схемы баз данных и баз знаний при апробации информационной технологии
точного земледелия
4.1 Методика апробации (схема вычислительного эксперимента)
4.2. Схемы баз знаний и данных и их наполнение

4.3. Алгоритмическая и программная реализация математических моделей, включённых
♦ в схему вычислительного эксперимента
Глава 5. Результаты апробации и перспективы оптимизации агроприёмов в системе точного земледелия
5.1 Выбор техники и настройка оборудования по внесению минеральных удобрений и агрохимикатов
5.1.1. Обоснование выбора и комплектация рабочих органов
5.1.1.1. Центробежный распределитель минеральных удобрений
5.1.1.2. Навесной опрыскиватель
5.1.2. Комплектация и настройка оборудования
5.2 Полевые испытания в режимах предварительного планирования и реального времени
5.2.1. Режим предварительного планирования
5.2.2. Режим реального времени
5.3 Перспективы оптимизации агроприёмов в системе точного земледелия
5.3.1. Математические методы расчёта и распределения органических удобрений
5.3.2. Перспективы автоматизации процесса формирования информационной базы технологических решений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение

Развитие точного земледелия (ТЗ) во всём мире в настоящее время является одним из самых перспективных направлений совершенствования производства растениеводческой продукции. Точное земледелие — это система хозяйствования на земле с использованием новейших достижений в области информатики и техники, опирающаяся на использование компьютерных систем генерации агротехнологических решений, глобальных систем позиционирования (ГСП), геоинформационных технологий (ГИС), новейших информационных технологий, дистанционных и бортовых датчиков, автоматических исполнительных органов сельхозмашин.
Процесс получения продукции растениеводства реализуется в пространстве и времени на конкретной территории. Эта территория не является однородной даже в пределах одного поля. В традиционном земледелии при выполнении тех или иных агротехнических операций их параметры (условия её выполнения и соответствующие воздействия) являлись, как правило, одинаковыми для всех участков поля. Точное же земледелие предполагает динамическую оптимизацию этих параметров для каждого однородного участка поля в зависимости от складывающихся агрохимических, агрофизических, фитосанитарных факторов. Иначе говоря, все технологические операции, проводимые на поле, дифференцируются с учётом погодных условий не только во времени, но и в пространстве.
Для реализации технологии точного земледелия требуются современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ, и технические средства - автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учётом урожая, приборы дистанционного зондирования. Ядром же этой технологии является программное наполнение, обеспечивающее автоматизированное формирование и ведение пространственно-атрибутивных данных сельскохозяйственных полей, создание и совершенствование специализированных баз знаний, а также генерацию, оптимизацию и

Глава 2. Программно-математические средства по информационному обеспечению точного земледелия
2.1 Алгоритмические основы информационного обеспечения
Современные информационные технологии позволяют коренным образом изменить процесс принятия агротехнологических управленческих решений. Последние достижения информатики в области телекоммуникаций, систем основанных на знаниях, компьютерных методов поддержки принятия решений объективно способствуют созданию принципиально новых специализированных комплексов, которые могут интегрировать знания и опыт многих специалистов в области агрономии, биологии, сельского хозяйства, экономики и прочих смежных областях деятельности.
Существующий информационно-технический потенциал позволяет, в частности, разработать и создать компьютерную систему по выработке максимально эффективной и, вместе с тем, экологически безопасной адаптивной агротехнологии для каждого поля с учётом вариабельности природных условий и экономических ограничений в конкретном хозяйстве [34,37-39,48].
Решение этой задачи в свою очередь связано с необходимостью представления, формализации и чёткого синтеза научных знаний и информации, накопленной в агрономии. Реализация компьютерных систем поддержки агротехнологических решений зависит от понятийного аппарата, обеспечивающего электронное представление и комплексирование описательных и процедурных знаний в агрономии на основе естественноязыкового общения с ЭВМ и специализированной обработки знаний. Этой работой давно и серьезно занимаются в Агрофизическом НИИ, в котором разработаны, теоретические и методологические основы построения единого компьютеризированного технологического пространства в области агрономии, предложен понятийный аппарат компьютерного описания