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研究激光控制平地技术实现精准灌溉

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发表时间:2019-07-18 14:34

研究激光控制平地技术


应用原理,开发了激光控制平地系统、农田三维地形测量系统和激光控制平地决策支持系统,构建了适合我国实际情况的低成本激光控制平地技术体系。其中,激光控制平地系统由激光发射器、激光接收器、控制器、平地铲运设备组成。激光发射器选用苏州一光仪器有限公司生产的激光扫平仪,作为激光控制平地系统的激光发射器;激光接收器采用双重滤光技术滤除干扰光,实现了信号的接收、处理、转换和传送。控制器采用模糊控制算法输出控制信号,实现了对平地铲运设备中的液压系统的控制。农田三维地形测量系统由数据采集器、GPS天线、手持激光探测器和测量杆组成,通过数据采集器和GPS天线获取平面坐标,利用手持激光探测器和测量杆获取相对高程信息。激光控制平地辅助决策支持系统可实现农田平整前的土地平整规划设计、土方量计算和最佳行走路线以及对土地平整效果进行评价。本文选取一块农田平整试验结果进行分析:田块标准差由原来的13.96cm降低至1.01cm,平地作业后绝对差值小于2cm测点累积百分数达到96%


什么是精准灌溉


精准农业灌溉技术是以大田耕作为基础,按照作物生长过程的要求,通过现代化的监测手段,对作物的每一个生长发育状态过程以及环境要素的现状实现数字化、网络化、智能化监控,同时运用3S技术以及计算机监控等先进技术实现对农作物、土壤墒情、气候等从宏观到微观的监测预测,根据监控结果,采用最精准的灌溉设施对作物进行严格有效的施肥灌水,以确保作物在生长过程中的需要,从而实现高产、优质、高效和节水的农业灌溉设施


精准灌溉的优点


传统地面灌溉虽然可对灌溉水总量进行控制,却难以控制灌溉水在田块内的分布,由此造成传统地面灌溉的灌溉效果较差。因此,现代地面灌溉具有如下技术特征:


1.应用激光控制平地技术构筑精细地面灌溉技术的基础。高精度的土地平整是现代精准农业的基础平台,只有具备了高精度的土地平整,才能真正实现精量播种、精量施肥、精确收割(机械采棉)等。国外在农田水利工程建设中,都把平地作为一项重要的基础工作。激光控制平地技术可实现高精度的土地平整,因此得到了广泛的应用。


2. 间运动扩散的过程较为复杂。世界各国一直都把改进地面灌溉技术的重点放在加强对灌溉全过程的控制和管理上,以便提高地面灌溉的灌水质量。随着计算技术的发展,利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为改进地面灌溉技术的重要手段。地面灌溉实时反馈控制技术通过对田间水流运动过程的监控,利用田间观测数据反求地面灌溉的控制参数,制定高效节水的地面灌溉方案,并对地面灌溉过程实施反馈控制,实现对地面灌溉全过程的精细控制。


3.应用高效节水地面灌溉技术和设备,提高地面灌溉的自动化。通过积极采用水平畦田灌溉技术、波涌灌溉技术、绳索灌溉技术等先进的地面灌溉技术,不仅使地面灌溉具有一定的自动化能力,而且也保证了高效节水效果的实现。


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