基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法

  (19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号0.4(22)申请日2021.07.19(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN113367056(43)申请公布日2021.09.10(73)专利权人哈尔滨神州精英科技开发有限公地址150000黑龙江省哈尔滨市经开区哈平路集中区松花路9号中国云谷软件园A5号楼4层405、408、410室(72)发明人李玉莲(74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理有限公司11340专利代理师李萍(51)Int.Cl.A01G25/16(2006.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/02(2012.01)G01D21/02(2006.01)审查员(54)发明名称基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法(57)摘要本发明公开基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，本发明通过将农业种植区域划分成各子区域，检测农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量，分析各子区域的平均土壤含水量，并检测各子区域中各农作物的主根长度和侧根数量，分析各子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数，同时检测各子区域的空气含水量和测量各子区域中各农作物的各叶片面积，分析各子区域中农作物叶片的灌溉影响比例系数，结合农业种植区域的日降水量计算农业种植区域内各子区域的综合灌溉量，并进行对应的灌溉调控，以此来实现对农作物灌溉量的精准调控，减少水资源的浪费，进而确保能够给农作物生长提供良好环境，促进农作物的正常生长。权利要求书2页说明书6页附图1页CN1133670561.基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：包括以下步骤：H1、农业种植区域划分：通过将农业种植区域划分成各子区域，并按照设定的顺序依次进行编号；H2、土壤含水量检测：通过对农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量进行仔细的检测，并分析农业种植区域内各子区域的平均土壤含水量；H3、农作物根部检测：通过分别检测农业种植区域内各子区域中各农作物的主根长度和侧根数量，计算农业种植区域内各子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数；所述步骤H3中包括以下步骤：H31、通过对农业种植区域内各子区域中各农作物的主根长度进行仔细的检测，构成农业种植区域内各子区域中各农作物的主根长度集合D表示为农业种植区域内第i个子区域中第f个农作物的主根长度；H32、并对农业种植区域内各子区域中各农作物的侧根数量进行统计，构成农业种植区域内各子区域中各农作物的侧根数量集合X表示为农业种植区域内第i个子区域中第f个农作物的侧根数量；表示为农业种植区域内第i个子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数，α、β分别表示为农作物主根长度、侧根数量对土壤含水量的补偿系数，表示为第i个子区域中第f个农作物的主根长度对应的标准土壤含水量，表示为第i个子区域中第f个农作物的侧根数量对应的标准土壤含水量，表示为农业种植区域内第i个子区域的平均土壤含水量；H4、空气含水量检测：通过对农业种植区域内各子区域的空气含水量进行仔细的检测，并提取农作物正常生长过程中适宜的空气含水量，对比得到农业种植区域内各子区域的空气含水量差值；H5、农作物叶片面积获取：通过分别对农业种植区域内各子区域中各农作物的各叶片面积做测量，获取农业种植区域内各子区域中各农作物的各叶片面积；所述步骤H5中包括构成农业种植区域内各子区域中各农作物的各叶片面积集合表示为农业种植区域内第i个子区域中第f个农作物的第p个叶片面积；H6、农作物叶片影响分析：提取空气含水量、农作物叶片面积对应的灌溉影响系数，计算农业种植区域内各子区域中农作物叶片的灌溉影响比例系数；所述农业种植区域内各子区域中农作物叶片的灌溉影响比例系数计算公式为表示为农业种植区域内第i个子区域中农作CN113367056适宜表示为农作物正常生长过程中适宜的空气含水量，Δw′表示为农业种植区域内第i个子区域的空气含水量差值；H7、农业种植区域灌溉调控：通过获取农业种植区域的日降水量，计算农业种植区域内各子区域的综合灌溉量，并对农业种植区域内各子区域进行对应的灌溉调控；所述农业种植区域内各子区域的综合灌溉量计算公式为G表示为农业种植区域内单个子区域的设定灌溉量，λ表示为农业种植区域的降水量利用率，G2.依据权利要求1所述的基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：所述步骤H1中包括将农业种植区域按照网格化划分方式划分成各子区域，并按照设定的顺序依次对农业种植区域内各子区域进行编号，其中农业种植区域内各子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n。3.依据权利要求2所述的基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：所述步骤H2中包括将农业种植区域内各子区域土壤按照设定深度进行划分，分别检测农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量，构成农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量集合W表示为农业种植区域内第i个子区域中第j个深度土壤的含水量。4.依据权利要求3所述的基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：所述农业种植区域内各子区域的平均土壤含水量计算公式为m表示为农业种植区域内第i个子区域中划分的深度数量。5.依据权利要求4所述的基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：所述步骤H4中包括统计农业种植区域内各子区域的空气含水量，构成农业种植区域内各子区域的空气含水量集合W′(w′表示为农业种植区域内第i个子区域的空气含水量。6.依据权利要求5所述的基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，其特征是：所述步骤H4中还包括将农业种植区域内各子区域的空气含水量与农作物正常生产的全部过程中适宜的空气含水量作对比，得到农业种植区域内各子区域的空气含水量差值集合ΔCN113367056基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法技术领域[0001]本发明涉及农业种植灌溉调控领域，涉及到基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法。背景技术[0002]农业种植灌溉用水是水能源利用中的大户，也是节水的主要增长点。加强农业种植灌溉管理调控，可以有效缓解目前水资源供需矛盾，保障国家水安全和粮食安全的现实需要。[0003]目前，现有的农业种植灌溉调控存在一些不足之处：[0004]1、现有的农业种植灌溉调控方式大多以人工操作灌溉，即管理人员凭借工作经验对农业种植区域内农作物进行灌溉，无法根据农作物的需求灌溉量来科学地灌溉调控，存在农业种植区域的灌溉量与农作物需求灌溉量相差过大的现象，从而没办法实现对农作物灌溉量的精准调控，降低农业种植区域的灌溉调控准确性；[0005]2、现有的农业种植灌溉调控方式过渡注重灌溉，没考虑农业种植区域的降水量利用率，存在农业种植区域出现超额灌溉的现象，从而造成水资源的严重浪费，进而无法给农作物生长提供良好环境，使得农作物的正常生长受一定的影响；[0006] 未解决以上问题，现设计基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法。 发明内容 [0007] 本发明的目的是提供基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，本发 明通过将农业种植区域划分成各子区域，检测农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含 水量，分析各子区域的平均土壤含水量，并检测各子区域中各农作物的主根长度和侧根数 量，分析各子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数，同时检测各子区域的空气含水量和 测量各子区域中各农作物的各叶片面积，分析各子区域中农作物叶片的灌溉影响比例系 数，结合农业种植区域的日降水量计算农业种植区域内各子区域的综合灌溉量，并进行对 应的灌溉调控，解决了背景技术中存在的问题。 [0008] 本发明的目的能够最终靠以下技术方案实现： [0009] 本发明基于数据分析的现代化农业种植灌溉智能调控方法，包括以下步骤： [0010] H1、农业种植区域划分：通过将农业种植区域划分成各子区域，并按照设定的顺序 依次进行编号； [0011] H2、土壤含水量检测：通过对农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量进 行检测，并分析农业种植区域内各子区域的平均土壤含水量； [0012] H3、农作物根部检测：通过分别检测农业种植区域内各子区域中各农作物的主根 长度和侧根数量，计算农业种植区域内各子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数； [0013] H4、空气含水量检测：通过对农业种植区域内各子区域的空气含水量进行仔细的检测，并 提取农作物正常生长过程中适宜的空气含水量，对比得到农业种植区域内各子区域的空气 CN113367056 含水量差值；[0014] H5、农作物叶片面积获取：通过分别对农业种植区域内各子区域中各农作物的各 叶片面积进行测量，获取农业种植区域内各子区域中各农作物的各叶片面积； [0015] H6、农作物叶片影响分析：提取空气含水量、农作物叶片面积对应的灌溉影响系 数，计算农业种植区域内各子区域中农作物叶片的灌溉影响比例系数； [0016] H7、农业种植区域灌溉调控：通过获取农业种植区域的日降水量，计算农业种植区 域内各子区域的综合灌溉量，并对农业种植区域内各子区域进行对应的灌溉调控。 [0017] 优选地，所述步骤H1中包括将农业种植区域按照网格化划分方式划分成各子区 域，并按照设定的顺序依次对农业种植区域内各子区域进行编号，其中农业种植区域内各 子区域的编号分别为1,2,...,i,...,n。 [0018] 优选地，所述步骤H2中包括将农业种植区域内各子区域土壤按照设定深度进行划 分，分别检测农业种植区域内各子区域中各深度土壤的含水量，构成农业种植区域内各子 区域中各深度土壤的含水量集合W 表示为农业种植区域内第i个子区域中第j个深度土壤的含水量。 [0019] 优选地，所述农业种植区域内各子区域的平均土壤含水量计算公式为 表示为农业种植区域内第i个子区域的平均土壤含水量，m表示为农业种植 区域内第i个子区域中划分的深度数量。 [0020] 优选地，所述步骤H3中包括以下步骤： [0021] H31、通过对农业种植区域内各子区域中各农作物的主根长度进行仔细的检测，构成农业 种植区域内各子区域中各农作物的主根长度集合D 示为农业种植区域内第i个子区域中第f个农作物的主根长度；[0022] H32、并对农业种植区域内各子区域中各农作物的侧根数量进行统计，构成农业种 植区域内各子区域中各农作物的侧根数量集合X 表示为农业种植区域内第i个子区域中第f个农作物的侧根数量； [0023] 表示为农业种植区域内第i个子区域中农作物根部的灌溉影响比例系数，α、β分别表示为农作物主根长度、侧根数量对土壤含水量的补 偿系数， 表示为第i个子区域中第f个农作物的主根长度对应的标准土壤含水量， 表示为第i个子区域中第f个农作物的侧根数量对应的标准土壤含水量。