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烟草是我国重要的经济作物之一,要求产量与质量并重,科学施肥是实现烟草优质高产的核心技术。攀枝花作为四川省的优质烟叶生产基地,其烟叶主产区平均海拔1750m,地貌类型复杂,影响施肥量的因素多变,这对烟草配方施肥提出很高要求。随着以PDA为载体的移动GIS技术的广泛应用,其在农业中的应用前景也逐渐显现出来。本研究在分析国内外施肥系统及其应用平台研究现状的基础上,以攀枝花典型植烟山区——大龙潭乡为研究区域,探讨了系统开发的关键技术,利用GIS技术构建了基于植烟田块的山区烟草生态环境数据库,利用肥料试验数据和专家施肥决策知识,借助人机交互理论建立了烟草施肥模型,基于C#.NET的ArcGIS Engine平台实现了生态环境数据库与施肥模型的耦合,编程开发实现系统功能,最后运用移动GIS技术实现系统在移动PDA上的运行和GPS定位功能,得到了基于移动PDA的山区烟草精准施肥系统并对系统的推荐施肥方案进行应用与验证。主要研究结果如下:(1)运用GIS技术构建了包括行政区划、施肥管理单元、水系、烟叶基础设施等要素的山区烟草生态环境数据库。采用E-R模型对包括权属、土壤类型、土壤样点数据、地形地貌等10个实体对象进行设计。以高分遥感影像为施肥底图矢量化提取植烟田块,共提取大龙潭乡植烟田块5782个,以田块为施肥管理单元,利用GIS方法获取施肥管理单元的权属、土壤类型、田地类型、土壤养分含量等相关属性信息16万余条,将施肥基础信息具体到植烟田块,保证了施肥决策的准确性。(2)研究并建立了烟草施肥模型。在利用多年田间肥料试验和验证试验数据,应用改进的肥料效应函数确定的烟草基础施肥模型基础上,结合专家经验知识和农户施肥调查资料,研究了包括土壤因素、前茬作物、有机肥用量等10个模型参数的施肥量修正规则,借助人机交互理论对基础模型进行优化,保证了施肥模型的科学性,使其更贴合烟草生产实际。(3)采用C/S三层结构模式和嵌入式开发理念对系统进行总体设计,将系统分为表现层、应用服务层和数据服务层。应用ArcGIS Engine的嵌入式GIS平台、基于.NET Framework可视化开发环境、采用C#编程语言,实现了了基于矢量数据的地理空间数据库与烟草施肥模型的耦合,编程开发了地图操作、地图查询、GPS定位、施肥管理及生产管理五大功能模块。(4)运用移动GIS技术,基于嵌入式移动终端PDA自带的GPS接收模块,通过模拟串行通讯端口接收并转换GPS信号,编程实现坐标系统的转换,得到基于移动PDA的山区烟草精准施肥信息系统,使GIS各种功能的实现扩展到了更为灵活的野外环境,实现了烟草施肥管理技术的便携化,使广大烟草工作者可以更加方便快捷地指导烟叶生产。(5)系统推荐施肥结果可靠。选择云烟系列烤烟在坡地上种植进行系统的验证试验,根据系统的推荐施肥建议施用肥料,与农户常规施肥方案相比,系统指导施肥总量减少12～18kg/667m2,烟叶各生长期长势更优;烤后烟叶上、中、下部位烟碱分别较对照降低16.23%、15.85%、17.50%,总糖含量在适宜范围内且较对照分别高出23.31%、14.99%、6.03%,化学品质更为协调;烤烟产量提高15.62kg/667m2,产值提高816.30元/667m2,中上等烟比例增加10.76%,实现了肥料的高效利用,取得了良好的经济、环境效益。