基于構(gòu)件化生長(zhǎng)模型的作物管理決策支持系統(tǒng).pdf

1、作物生長(zhǎng)模型與決策支持系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化和數(shù)字化具有重要的理論與實(shí)踐意義。通過(guò)數(shù)十年的研究與開(kāi)發(fā)，目前已經(jīng)有數(shù)以百計(jì)的作物生長(zhǎng)模擬模型應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，但是它們的開(kāi)發(fā)尚無(wú)統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)，各種模型對(duì)作物生理生態(tài)過(guò)程的量化描述繁簡(jiǎn)不一，參數(shù)取值差別較大。本研究借鑒國(guó)際上先進(jìn)的作物生長(zhǎng)模型構(gòu)建理論和本實(shí)驗(yàn)室形成的作物模擬方法體系與基本框架，運(yùn)用系統(tǒng)分析原理和數(shù)學(xué)建模技術(shù)，創(chuàng)建了作物生長(zhǎng)模擬模型的通用算法框架，并以此為核心

2、，結(jié)合氣象生成模型、品種參數(shù)生成模型及策略分析評(píng)價(jià)模型，應(yīng)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)與軟構(gòu)件技術(shù)，研制了基于構(gòu)件化生長(zhǎng)模型的作物管理決策支持系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作模擬預(yù)測(cè)、決策支持和人機(jī)交互技術(shù)的有機(jī)耦合。 根據(jù)作物的不同類(lèi)型，對(duì)國(guó)內(nèi)外作物生長(zhǎng)模擬模型進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)，再以作物的一般生理生態(tài)規(guī)律為基礎(chǔ)，將作物生長(zhǎng)模型劃分成五大組成模塊，通過(guò)系統(tǒng)地分析、綜合，提煉作物生長(zhǎng)模擬通用算法框架，涵蓋了作物階段發(fā)育和物候期、光合作用、呼吸作用、干物質(zhì)

3、積累和分配、葉面積指數(shù)、產(chǎn)量形成等主要的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程，并采用參數(shù)化建立了不同作物的生長(zhǎng)模擬模型通用算法。采用1996年在南京進(jìn)行的小麥播期試驗(yàn)和2004年在南京進(jìn)行的水稻氮肥處理試驗(yàn)資料對(duì)通用模型算法進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果顯示采用通用算法框架建立作物生長(zhǎng)模型不僅能可靠地預(yù)測(cè)不同品種和肥水條件下的作物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，而且綜合實(shí)現(xiàn)了多種作物的模擬預(yù)測(cè)功能。這種通用算法使不同的作物采用了相似的模擬方法和統(tǒng)一的參數(shù)設(shè)置，便于模型的不斷完善與擴(kuò)充，并能提高代

4、碼的復(fù)用率，加強(qiáng)系統(tǒng)的模塊化和可靠性，統(tǒng)一不同作物模型接口的規(guī)范，增加軟件生產(chǎn)率，降低開(kāi)發(fā)代價(jià)。通用算法的建立為發(fā)展作物生長(zhǎng)模擬模型開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供了一定的技術(shù)支持，并為通用性、綜合性數(shù)字化作物管理決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。 以作物生長(zhǎng)模擬模型通用算法為主線，結(jié)合氣象生成模型、品種參數(shù)生成模型，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)和軟構(gòu)件技術(shù)，構(gòu)建了符合COM標(biāo)準(zhǔn)的生長(zhǎng)模型組件及基于模型組件集成的綜合性作物生長(zhǎng)模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)包括發(fā)育進(jìn)程、光合

5、生產(chǎn)、物質(zhì)分配、器官建成、產(chǎn)量形成、養(yǎng)分平衡、水分平衡等模塊，可以預(yù)測(cè)不同生態(tài)環(huán)境、品種類(lèi)型和生產(chǎn)條件下作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成過(guò)程及其與水分和養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)關(guān)系。系統(tǒng)以C＃為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，MS-Access 2003設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，Windows為界面，通過(guò)下拉菜單、工具條、圖標(biāo)、圖形和表格等方式和用戶進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能與用戶界面的較好統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步運(yùn)用決策支持技術(shù)，基于COM標(biāo)準(zhǔn)的作物生長(zhǎng)模擬模型組件，建立了基于構(gòu)件化生長(zhǎng)模擬的作物