随着我国经济建设的飞速发展,全社会对水的需求量不断增加,水资源供需矛盾日益加剧,成为影响国民经济可持续发展的重要制约因素。农业是我国第一用水大户,因而实施节水灌溉,提高灌溉水的利用率,是解决未来水资源短缺的根本出路,也是现代农业的基本要求。中国高效用水农业的形成必须以农业灌溉技术变革为前提。 目前,我国整体的农业灌溉技术水平较低,田间信息的采集、处理和灌溉管理技术都很单一,而且适用性不广泛。因而,将信息采集技术、GIS空间分析技术、灌溉控制决策和自动化、智能化灌溉设备联系起来,最终实现农业灌溉的精细化对高效用水农业的形成具有重大的意义。 本课题综合了从信息采集、处理到控制输出的各项先进的软硬技术和理论方法,开发了一个精细灌溉信息管理和控制决策系统,论文主要的研究内容包括: (1)在Visual Basic 6.0开发平台上运用GIS的功能组件MaDX,结合SQL Server 2000数据库管理系统,开发了GIS灌溉信息管理模块,实现了对农田信息的地图化表达,可以根据空间分布对农田的基本数据信息进行可视化的分析和处理。使农田灌溉信息的表现形式更丰富、界面更友好,灌溉信息及其规律得到更加透彻、生动、详尽的表达。为GIS在农业灌溉应用领域的开拓提供了基础性的研究。 (2)使用LabVIEW的软件工具包Fuzzy Logic Control Toolkit,设计了计算作物需水量的模糊控制器。模糊控制器根据专家的经验制定的规则对作物灌溉量进行判断,并可以对规则进行修改和优化,克服了传统灌溉模型固定的计算模式得出的灌溉量与作物实际需水量偏差较大的缺陷。 (3)将LabVIEW与数据采集板卡等硬件设备结合,配合相应的外接电路、执行机构,构成一个模糊控制系统,直接将设计好的模糊控制器应用于灌溉控制过程。 (4)本系统综合了虚拟仪器技术、传感器技术、GPS技术、GIS技术、数据库技术、模糊控制理论,实现了精细灌溉监控系统中信息采集、分析、处理、显示、控制决策的有机融合,为农田灌溉管理提供了一种新的有效工具。