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专题2 测土配方施肥信息管理系统的研发与应用2.1 测土配方施肥信息管理系统的研发2.1.1．系统开发背景目前我国每年化肥利用率平均仅为30%，氮肥的利用率一般为30%~50%，磷肥的利用率一般为10%~15%，钾肥的利用率一般为40%~70%。
化肥是农业生产中重要的生产资料，占种植业生产投入的50%以上，直接关系到农产品成本和品质。
导致化肥利用率偏低的原因很多，但施肥量和施肥比例不合理，是其中的主要因素。
测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。
测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾。
同时有针对性地补充作物所需的营养元素，作物缺什么元素就补充什么元素，需要多少补多少，实现各种养分平衡供应，满足作物的需要；达到提高肥料利用率和减少用量，提高作物产量，改善农产品品质，节省劳力，节支增收的目的。
通过开展测土配方施肥，可以合理的确定施肥量和肥料中各营养元素比例，有效提高化肥利用率。
平衡施肥技术是一项较复杂的技术，农民掌握起来不容易，只有把该技术物化后，才能够真正实现。
即测、配、产、供、施一条龙服务，由专业部门进行测土、配方，由化肥企业按配方进行生产并供给农民，由农业技术人员指导科学施用。
为进一步加快农业信息化发展，更好地服务于农业、农民和农村经济发展，实实在在地为农业服务、为农民服务，推出了“测土配方施肥信息管理系统”。
2.1.2．系统简介即墨市针对农业测土配方施肥项目数据处理的需求，采用先进的地理信息系统技术，所有采集的样点数据均是MAPGIS软件数据格式，利用地理信息系统Mapgis软件，将各采样点的坐标数据导入Mapgis软件中，生成采样点文件，叠加到矢量化后的行政区划图上，编制成为明了的土壤采样位点文件。
在此基础上可通过关键字段实现与土壤属性数据库的连接，建立包括各土壤采样点编号，坐标位置，具体地名，各项养分含量测试指标等属性数据在内的土壤采样点属性数据，用户可根据地图显示找到相应的农田位置，输入要种植的农作物后，软件系统自动配合不同农作物和当地土壤对各种养分的需求量的基础数据库，得到最适合的施肥配方情况。
浅谈基于大数据分析模式下的测土配方施肥精准管理体系随着科技的发展和社会的进步，大数据分析已经成为各行各业的关键工具，数据库中海量的数据正在为我们提供更多的信息和洞察力。
在农业领域，大数据分析也被广泛应用于土壤分析、农作物种植、精准施肥等方面。
本文将从大数据分析模式下的测土配方施肥精准管理体系入手，探讨其意义、范围、技术要点和应用前景。
基于大数据分析模式的测土配方施肥精准管理体系是一种通过采集、整理和分析多源数据获得农田土壤养分状况，并在此基础上进行施肥方案制定、农田管理和监测的系统化管理模式。
这一体系通过将多种信息进行综合分析，有助于实现科学精准的施肥管理，提高农业生产效益和土壤質地。
首先，该管理体系的意义在于提高施肥效果。
通过大数据分析，可以对土壤样本的成分进行全面高效的分析，确定土壤的养分缺陷和余量，为针对性的配方施肥提供依据。
同时，通过不同农作物的生长周期和需求，合理调整施肥时间和用量，最大程度地提高施肥效果，避免过度施肥或养分缺乏的问题。
其次，该管理体系的范围涵盖了土壤分析、施肥方案制定、农田管理和监测等多个环节。
在土壤分析方面，大数据分析可以通过化学分析和光谱分析等技术得出土壤养分和质地等信息，有助于我们了解土壤的肥力状况。
在施肥方案制定方面，可以根据土壤养分缺陷和作物生长需求制定相应的施肥计划，实现科学施肥。
在农田管理方面，可以通过GIS技术和遥感技术对农田进行监测和管理，及时发现土壤养分的异常情况，并采取相应的措施。
在监测方面，可以通过传感器等设备对土壤养分进行实时监测，及时调整施肥方案，实现精准施肥。
在技术要点方面，该管理体系主要包括数据采集、数据整理和分析、施肥方案制定和农田监测等几个关键环节。
数据采集是基于传感器、测土仪器和遥感技术等手段获取农田土壤相关信息。
数据整理和分析是对大量采集到的数据进行清洗和处理，运用统计学、数据挖掘和机器学习等技术进行分析，提取有价值的信息。
施肥方案制定是根据分析得出的结果和作物的需求制定合理的施肥计划。
全国农户施肥信息监测系统使用说明书一、系统简介全国农户施肥信息监测系统是为了提高农业生产效率和保护环境而开发的一款应用软件。
该系统通过收集农户施肥信息，实时监测土壤养分状况，为农户提供科学合理的施肥建议，帮助农户合理施肥，提高农作物产量，减少农药和化肥的使用量，保护土壤和水资源。
二、系统功能1. 农户信息管理：农户可以在系统中注册并填写个人信息，包括姓名、联系方式、农田面积等。
农户可以随时修改个人信息。
2. 施肥记录管理：农户可以在系统中记录每次施肥的时间、施肥量、施肥方式等信息。
系统会自动计算每次施肥的养分供应量，并生成施肥记录。
3. 土壤养分监测：农户可以通过系统购买土壤养分监测设备，并将设备与系统连接。
系统会定期自动监测土壤养分状况，并生成养分监测报告。
4. 施肥建议：根据土壤养分监测报告和农作物种植情况，系统会为农户提供科学合理的施肥建议。
农户可以根据建议调整施肥量和施肥方式。
5. 数据分析与统计：系统会对农户的施肥记录和土壤养分监测数据进行分析和统计，为农户提供施肥效果评估和农作物产量预测等信息。
三、系统使用步骤1. 注册与登录：农户首次使用系统需要注册账号，并填写个人信息。
注册完成后，可以使用账号和密码登录系统。
2. 农户信息管理：登录系统后，农户可以在个人中心管理个人信息，包括修改个人信息和查看施肥记录。
3. 施肥记录管理：在个人中心的施肥记录页面，农户可以添加新的施肥记录，包括施肥时间、施肥量、施肥方式等信息。
系统会自动计算养分供应量，并生成施肥记录。
4. 土壤养分监测：农户可以在系统中购买土壤养分监测设备，并将设备与系统连接。
设备会定期自动监测土壤养分状况，并将数据上传到系统中。
5. 施肥建议：系统会根据土壤养分监测报告和农作物种植情况，为农户提供科学合理的施肥建议。
农户可以在个人中心的施肥建议页面查看建议，并根据需要进行调整。
6. 数据分析与统计：系统会对农户的施肥记录和土壤养分监测数据进行分析和统计。
测土配方施肥技术一、测土配方施肥技术的概念测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾及中微量元素等肥料的滋用数量、施肥时期和施用方法的技术体系。
该技术体系包括“测土、配方、配肥、供肥、施肥指导”5 个环节，野外调查、土壤测试、田间试验、配方设计、校正试验、配肥加工、数据库建设、示范推广、宣传培训、效果评价及技术研发11项工作。
通俗的说，测土配方施肥包含着测土，配方和施肥三个方面的内容，测土是配方的依据，施肥是配方的实施。
一是测土，就是取土样测定土壤养分含量，就像医生看病，首先进行把脉问诊; 二是配方，即经过对土壤的养分诊断，按照庄家需要的营养开出药方、按方配药；三是合理施肥，就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥，合理安排基肥和追肥比例，同时根据肥料的特性, 选择切实可行的施肥方法，并与其他农艺措施相配套，以发挥肥料的最大增产作用。
二、测土配方施肥的理论依据测土配方施肥，考虑到作物、土壤、肥料体系的相互联系，其理论依据主要有以下几个方面。
（一）作物增产曲线证实了肥料报酬递减律的存在。
因此，对某一作物品种的肥料投入量应有一定的限度。
在缺肥的中低地区，施用肥料的增产幅度大，而高产地区，施用肥料的技术要求则比较严格。
肥料的过量投入，不论是哪类地区，都会导致肥料效益下降，以致减产的后果。
因此，确定最经济的肥料用量是配方施肥的核心。
（二）作物生长所必需的多种营养元素之间有一定的比例。
有针对性地解决限制当地产量提髙的最小养分，协调各营养元素之间的比例关系，纠正过去单一施肥的偏见，实行氮、磷、钾和微量元素肥料的配合施用，发挥诸养分之间的互相促进作用，是配方施肥的重要依据。
（三）在养分归还（补偿）学说的指导下，配方施肥体现了解决作物需肥与土壤供肥的矛盾。
作物的生长，不但消耗土壤养分，同时消耗土壤有机质。
因此，正确处理好肥料（有机与无机肥料）投入与作物产出、用地与养地的关系，是提高作物产量和改善品质，也是维持和提高土壤肥力的重要措施。
测土施肥管理系统武汉捷讯2010.7月第一章项目需求1.1项目建设背景和目标为贯彻落实中央1号文件、全省农村和农业工作会议精神，全面深入开展科学施肥指导服务，推进技术进村入户到田。
以测土配方施肥技术进村入户、施用配方肥到田、实现节肥增效为目标，以增强农民科学施肥意识、应用测土配方施肥技术为核心，以全程服务粮棉油高产创建、果菜茶标准园创建、农村专业合作组织和种植大户为切入点，以培训宣传、示范展示、创新机制为手段，坚持“因地制宜、分类指导、规范管理、强化服务”的原则，采取以点带面、整村推进方式，进一步加大测土配方施肥技术指导服务力度，着力提高测土配方施肥技术入户率、覆盖率、到位率，全面推进测土配方施肥工作深入开展。
测土配方施肥管理系统是将各地县的数据汇总到系统里，系统对其进行统计分析，并自定义报表，在上报给政府。
通过分析的数据，邀请专家提出建议，指定施肥策略。
测土配方管理系统，做到协调作物生殖生长与营养生长的平衡促进农产品营养品质的形成，促进作物健壮生长，增强抗病、抗逆能力，减轻农作物病害，减少农药的作用，从而节省农药，提升农产品质量。
1.2项目需求理解1.2.1需求总体描述测土配方施肥数据管理系统是全国测土配方施肥项目单位对项目相关数据进行录入、存储、管理、上报及应用的工具软件。
该系统计划分两期进行开发，一期工程主要完成县级数据录入、鉴别、存储、上报功能，实现全省县级测土配方施肥数据的统一录入与上报，二期针对用户的需求，开发数据处理与统计分析功能。
并在GIS地图上显示各县市土壤数据信息。
1.2.2功能需求分析表格浏览编辑用户可以方便快捷地输入各项数据，可以实时浏览、修改或者删除数据。
数据列表显示了数据表中全部的数据，通过它可以快速定位数据。
数据库备份恢复为了保障数据的完整性与安全性，数据库备份模块可以将系统中的数据库备份成单独的文件保存在计算机的磁盘中，在系统数据库受损或有需要的情况下，用户可以通过数据库恢复模块将备份的文件恢复到系统数据库中。
为了保证数据安全，用户应定期备份数据库。
数据库的导入和合并数据库的导入功能可以将“测土配方施肥数据汇总系统”中的数据导入到“测土配方施肥数据管理系统”，最大可能利用用户手中已有的数据。
对于多人同时编辑的数据，数据库合并功能可以将各个单独的数据库整合到一起。
数据查询统计系统可以根据用户构建的查询语句筛选出符合条件的记录，便于用户的浏览。
也可以根据地域、指标进行数据汇总，并以统计表和统计图的形式展示出来。
同样系统可以统计每张表的每个字段，可任意查看每个数值型字段的极大值、极小值、平均值以及方差。
数据字典管理对于不同区域的用户所使用的数据可能存在差别，系统本着人性化的目的实现了数据针对性地管理，系统可以自定义编辑当地的行政区划代码表、县土壤类型特征表、作物品种特征表、肥料品种特征表以及数据编码表等，也可以查看每个字段的定义。
系统也提供了数据字典备份和恢复功能。
1.3项目重难点分析1.3.1整体架构当前的IT项目实施过程中，普遍存在需求的准确性与扩充性相矛盾的问题，导致较多项目最终为了顾及后期扩充性而不得不较大地损害系统的易用性，使得系统存在操作复杂度较大、稳定性较差的问题，或者是在满足系统易用性的同时，系统后期的扩充性变得较复杂，甚至无法实施。
测土配方施肥管理系统作为湖北省土壤肥料工作站建设项目，在实现平台基本功能的同时，必须充分考虑平台后期的业务整合、功能拓展要求，系统的整体架构要做到先进、实用、易用，安全、稳定、可靠。
1.3.2数据汇总测土配方施肥管理系统将与全省每个县里的录入系统做接口，将各县市数据汇总到系统里。
进行统一查看，统一分析，统一上报。
1.3.3数据上报湖北省土壤肥料工作站工作人员一直是以手动方式将全省各县市的数据进行统计分析，由于各县市信息数据量大，在统计工作中，工作人员面临了许多困难。
此系统针对此类问题，不仅将各县市数据录入到系统中，还能对数据进行统计分析，使原来的手动形式，变成自动化。
加大了湖北省土壤肥料工作站的工作效率。
1.3.4专家决策专家通过系统汇总分析的数据，根据每个县市不同的情况给出相应的措施，对每个县市提出专业的业务支持，指定化肥的用法，提高湖北省土壤肥料工作站的信誉度。
1.3.5 GIS地图土壤分析通过GIS地图对土壤类型、土地利用现状、地貌类型、农田水利、农田污染等耕地资源相关信息进行动态管理。
1.3.6软硬件支撑系统设计过程中，要综合考虑系统的承载参数，保证系统能够安全、稳定、可靠的运行，确保3-5年内系统的可用性，同时应结合系统架构设计保证兼容性，方便后期扩容。
第二章项目设计方案2.1系统设计方案2.1.1数据汇总2.1.1.1数据上报系统与各县市录入系统做接口，用于让县级向省级上报数据。
上报过程中对数据完整性进行了检测，如果必填字段没有填写，将弹出提示且无法生成上报备份文件，需根据提示填写好必填字段，重新上报。
2.1.1.2数据接收县市级上报的数据由湖北省土壤肥料工作站进行接收。
接收成功后及时查看系统日志，查看是否有遗漏。
2.1.2数据统计1、基础数据表格的填写。
收集和整理试验、调查和土壤检测的数据及相关的属性数据资料，按照统一的数据规范（数据字典），填写相关表格。
2、数据的录入。
通过统一的数据系统进行计算机录入，建立湖北省测土配方施肥数据库。
3、数据的审核。
为了确保录入的数据真实可靠，还应及时对数据库中的数据进行审核，确保数据库中的数据准确无误。
4、数据的应用。
利用县域测土配方施肥数据库进行测土配方施肥、耕地地力评价、耕地适宜性评价等应用。
2.1.3 GIS地图设计该系统综合运用GIS技术对县市内的土壤类型、土地利用现状、地貌类型、农田水利、农田污染等耕地资源相关信息进行动态管理，以土壤图、土地利用现状图和行政区划图叠加形成的单元（即地块）为基本管理单元，在测土配方施肥工作中将此单元作为测土配方施肥指导单元，系统通过土壤肥力监测点、土壤肥力普查点等对土壤信息进行动态更新，多年积累的大量资料加上系统强大的数据处理能力，该系统随时能够提供辖区内每一块耕地的土壤类型、土地利用方式、灌溉能力、排涝能力、地貌类型、坡度、坡向、土层厚度、耕层厚度、地下水位等农田基础数据以及PH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效硼等土壤养分数据，还能提供土壤重金属元素及农药残留等农田污染数据，这些大量数字图件和数据为“数字化测土配方施肥”工作建立了空间基础和数据平台。
土壤采样土壤养分数据是测土配方施肥的依据，自第二次土壤普查结束后，我们在全市设立了几十个到二百多个长、短期结合的土壤肥力监测点，这些监测点每年都能够提供播种、施肥、灌溉、病虫防治、收获等农艺措施以及土壤各项理化性状的变化数据，此外还每五年组织一次全市范围的土壤肥力普查，全面掌握土壤耕作层的养分变化情况，2005年至2007年根据耕地地力评价和测土配方施肥项目的要求，全市共采集土壤样品32000多个。
2.1.4专家数据分析专家通过系统统计出来的数据进行施肥方案推荐。
具体流程图如下：第三章项目实施技术方案在本项目中，我们将遵循J2EE技术规范，基于多层分布式应用软件开发框架。
分布式的层次构架方式可以提高软件系统性能上的可扩展性，从长期的角度上保障了客户对当前的软件投资；实现软件系统在异常情况下也可以正常地提供服务，提高软件系统的稳定性。
3.1 J2EE底层开发技术SpringSpring是一个轻量级的J2EE应用程序框架。
核心是个轻量级容器（container），实现了IOC（Inversion of Control）模式的容器。
他能有效地组织系统的中间层对象,无论开发者是否选择使用了EJB。
Spring的作用是能够消除在许多工程上对Singleton的过多使用，并且一个主要的问题就是它减少了系统的可测试性和面向对象特性。
次外，Spring 能消除使用各种各样格式的属性定制文件的需要,在整个应用和工程中，可通过一种一致的方法来进行配置。
有了Spring，可以通过倒置控制的使用帮助很简单地看到类的JavaBean属性，而且Spring能通过接口而不是类促进好的编程习惯，减少编程代价到几乎为零。
在本系统中引入Spring 技术，最主要的目的是因为Spring框架中具有容器事务管理功能。
它提供了一个轻量级的容器事务处理，针对的对象是普通的java类，使用Spring事务管理的话，你可以按照自己的业务把一些相关的方法纳入其事务管理里面，减少了一般情况下事务处理的繁琐工作任务。
HIBERNATEHibernate 是一个JDO工具。
它的工作原理是通过文件把值对象和数据库表之间建立起一个映射关系，这样，我们只需要通过操作这些值对象和Hibernate 提供的一些基本类，就可以达到使用数据库的目的。
例如，使用Hibernate的查询，可以直接返回包含某个值对象的列表（List），而不必向传统的JDBC访问方式一样把结果集的数据逐个装载到一个值对象中，为我们的编码工作节省了大量的劳动。
Hibernate提供的HQL是一种类SQL语言，它和 EJBQL一样都是提供对象化的数据库查询方式，但HQL在功能和使用方式上都非常接近于标准的SQL。
AJAX技术Ajax是一组技术的集合，它使浏览器可以为用户提供更为自然的浏览体验。
在Ajax之前，Web站点强制用户进入提交/等待/重新显示范例，用户的动作总是与服务器的“思考时间”同步。
Ajax提供与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。
借助于Ajax，可以在用户单击按钮时，使用JavaScript和DHTML立即更新UI，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。
当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新UI，而不是刷新整个页面。
最重要的是，用户甚至不知道浏览器正在与服务器通信：Web站点看起来是即时响应的。
总的来说Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest。
该对象在Internet Explorer 5中首次引入，是一种支持异步请求的技术。
3.2系统界面设计技术CSS＋DIV的网站界面技术标准CSS＋DIV是网站标准（或称“WEB标准”），通常为了说明与HTML网页设计语言中的表格（table）定位方式的区别，因为XHTML网站设计标准中，不再使用表格定位技术，而是采用css+div的方式实现各种定位。
CSS是英语Cascading Style Sheets（层叠样式表单）的缩写，它是一种用来表现 HTML 或 XML 等文件式样的计算机语言。
DIV元素是用来为HTML文档内大块（block-level）的内容提供结构和背景的元素。
