一种基于GIS的农业多源大数据融合处理方法及系统与流程

本发明涉及农业管理技术领域，具体为一种基于gis的农业多源大数据融合处理方法及系统。

背景技术：

随着农业的生产逐步实现规模化、自动化、智能化生产，同时由于人们对生活水平质量的要求，越来越多的人们搭起了农业大棚种植，依次增加收入，进而提高生活水平，但是现有的农业大棚和农业养殖基本上都是人工控制的，由于人工通过开关阀门、调节光照强度、通风状态来控制室内的湿度、光照或温度等，这种调节方式不仅浪费人力物力，而且生产力低下，还会因人工的错误判断或不准确的调节带来不可弥补的后果，进而造成严重的经济损失，对此，基于飞速发展的信息技术和物联网技术，研究经济可靠、简单易行、易于普及的智能化、信息化的农业管理技术在提高农作物产量、实现优质高产方面将具有很好的经济效益、生态效益和社会效益。

地理信息系统(geographicinformationsystem或geo－informationsystem，gis)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

因此，发明一种基于gis的农业多源大数据融合处理方法及系统来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于gis的农业多源大数据融合处理方法及系统，以解决上述背景技术中提出的现有的农业浪费人力物力，不够智能化，数据采集不够精确迅速的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于gis的农业多源大数据融合处理系统，包括gis控制终端、无线传输设备、土壤与空气信息系统和地理信息系统，所述gis控制终端的输入端与无线传输设备的输出端连接，所述土壤与空气信息系统和地理信息系统的输出端均与无线传输设备的输入端连接，所述gis控制终端包括报警模块、数据存储模块、显示模块和中央处理器；

所述土壤与空气信息系统包括土壤湿度传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和土壤ph传感器；

所述地理信息系统包括空间位置采集模块、属性特征采集模块和时域特征采集模块。

可选的，所述报警模块和显示模块的输入端均与中央处理器的输出端连接，所述数据存储模块与中央处理器双向连接。

可选的，所述gis控制终端为pc机。

可选的，所述土壤与空气信息系统和地理信息系统均通过gprs无限通信与gis控制终端连接。

可选的，所述gis控制终端通过gprs无限通信方式分别与灌溉设备、施肥设备、二氧化碳生产设备、补光设备、换气设备和加湿设备连接。

可选的，所述土壤湿度传感器有多个，多个所述土壤湿度传感器呈矩形阵列分布。

一种基于gis的农业多源大数据融合处理方法，包括以下步骤：

s1：土壤和空气数据采集：利用土壤与空气信息系统中的土壤湿度传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和土壤ph传感器对土壤湿度、酸碱度和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度进行实时检测，并将数据通过无线传输设备发送至gis控制终端；

s2:农业数据集合：gis控制终端解析收到的农业数据包含土壤湿度、ph和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度，生成农业数据集合；

s3：地理信息数据采集：利用地理信息系统中的空间位置采集模块、属性特征采集模块和时域特征采集模块对大地经纬度坐标、地理要素特征的定性指标和地理现象发生的时刻进行采集，并将数据通过无线传输设备发送至gis控制终端；

s4：建立底图：gis控制终端解析经纬度坐标、地理特征的定性指标和地理现象数据文件；整合原有的三维地图的空间模型生成新的三维地图底图；

s5：建立动态分布图：gis控制终端将s2生成的农业数据集合与s4中新的三维地图底图整合分层存储；分别生成土壤湿度、ph和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度的动态分布图；

s7:报警动态分布图：gis控制终端将s5数据及动态分布图与正常范围对比，异常则触发报警模块；并将报警数据与三维地图整合分层存储，生成报警模块的动态分布图

s8:人员操作：操作人员分析终端数据，选择控制灌溉设备、施肥设备、二氧化碳生产设备、补光设备、换气设备和加湿设备开始工作。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置土壤湿度传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和土壤ph传感器，能够实时检测土壤湿度、酸碱度和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度，并利用无线传输设备将数据传输至pc端，不仅实现了远程监控的目的，而且数据精准快速。

2、本发明通过设置空间位置采集模块、属性特征采集模块、时域特征采集模块，不仅能够获取大地经纬度坐标，而且对地理要素特征的定性指标和地理现象发生的时刻也能够进行记录，保证了农业数据的准确性，对于提高农作物产量、实现优质高产方面将具有很好的经济效益、生态效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明结构的模块示意图；

图2为本发明土壤与空气信息系统的示意图；

图3为本发明地理信息系统的示意图；

图4为本发明数据融合处理方法的流程示意图。

图中：1、gis控制终端；2、无线传输设备；3、土壤与空气信息系统；4、地理信息系统；5、报警模块；6、数据存储模块；7、显示模块；8、中央处理器；9、土壤湿度传感器；10、空气湿度传感器；11、空气温度传感器；12、二氧化碳传感器；13、光照传感器；14、土壤ph传感器；15、空间位置采集模块；16、属性特征采集模块；17、时域特征采集模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了如图1-3所示的一种基于gis的农业多源大数据融合处理系统，包括gis控制终端1、无线传输设备2、土壤与空气信息系统3和地理信息系统4，gis控制终端1为pc机，gis控制终端1通过gprs无限通信方式分别与灌溉设备、施肥设备、二氧化碳生产设备、补光设备、换气设备和加湿设备连接，gis控制终端1的输入端与无线传输设备2的输出端连接，土壤与空气信息系统3和地理信息系统4的输出端均与无线传输设备2的输入端连接，gis控制终端1包括报警模块5、数据存储模块6、显示模块7和中央处理器8，报警模块5和显示模块7的输入端均与中央处理器8的输出端连接，数据存储模块6与中央处理器8双向连接；

土壤与空气信息系统3包括土壤湿度传感器9、空气湿度传感器10、空气温度传感器11、二氧化碳传感器12、光照传感器13和土壤ph传感器14，土壤湿度传感器9有多个，多个土壤湿度传感器9呈矩形阵列分布，通过设置土壤湿度传感器9、空气湿度传感器10、空气温度传感器11、二氧化碳传感器12、光照传感器13和土壤ph传感器14，能够实时检测土壤湿度、酸碱度和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度，并利用无线传输设备2将数据传输至pc端，实现了远程监控的目的；

地理信息系统4包括空间位置采集模块15、属性特征采集模块16和时域特征采集模块17，通过设置空间位置采集模块15、属性特征采集模块16、时域特征采集模块17，不仅能够获取大地经纬度坐标，而且对地理要素特征的定性指标和地理现象发生的时刻也能够进行记录，保证了农业数据的准确性。

本发明提供了如图4所示的一种基于gis的农业多源大数据融合处理方法，包括以下步骤：

s1：土壤和空气数据采集：利用土壤与空气信息系统3中的土壤湿度传感器9、空气湿度传感器10、空气温度传感器11、二氧化碳传感器12、光照传感器13和土壤ph传感器14对土壤湿度、酸碱度和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度进行实时检测，并将数据通过无线传输设备2发送至gis控制终端1；

s2:农业数据集合：gis控制终端1解析收到的农业数据包含土壤湿度、ph和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度，生成农业数据集合；

s3：地理信息数据采集：利用地理信息系统4中的空间位置采集模块15、属性特征采集模块16和时域特征采集模块17对大地经纬度坐标、地理要素特征的定性指标和地理现象发生的时刻进行采集，并将数据通过无线传输设备2发送至gis控制终端1；

s4：建立底图：gis控制终端1解析经纬度坐标、地理特征的定性指标和地理现象数据文件；整合原有的三维地图的空间模型生成新的三维地图底图；

s5：建立动态分布图：gis控制终端1将s2生成的农业数据集合与s4中新的三维地图底图整合分层存储；分别生成土壤湿度、ph和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度的动态分布图；

s7:报警动态分布图：gis控制终端1将生成的数据及动态分布图与正常数据对比，异常则触发报警模块；并将报警数据与三维地图整合分层存储，生成报警模块的动态分布图

s8:人员操作：操作人员分析终端数据，选择控制灌溉设备、施肥设备、二氧化碳生产设备、补光设备、换气设备和加湿设备开始工作。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

综上所述：该基于gis的农业多源大数据融合处理方法及系统，通过设置土壤湿度传感器9、空气湿度传感器10、空气温度传感器11、二氧化碳传感器12、光照传感器13和土壤ph传感器14，能够实时检测土壤湿度、酸碱度和空气温湿度、二氧化碳浓度、光照程度，并利用无线传输设备2将数据传输至pc端，不仅实现了远程监控的目的，而且数据精准快速，通过设置空间位置采集模块15、属性特征采集模块16和时域特征采集模块17，不仅能够获取大地经纬度坐标，而且对地理要素特征的定性指标和地理现象发生的时刻也能够进行记录，保证了农业数据的准确性，对于提高农作物产量、实现优质高产方面将具有很好的经济效益、生态效益和社会效益。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。