灌溉时机和灌溉量的确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及灌溉技术领域，特别涉及一种灌溉时机和灌溉量的确定方法及装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，对于灌溉主要有两种决策理论体系:第一种是基于水量平衡方程和蒸散量的水分散失法，该方法的实质是基于作物生长区一段时间内的历史气象数据来运算作物蒸散量(或称为蒸散速率)，根据该作物蒸散量确定灌溉方案，但是，该作物蒸散量是基于气象数据运算得到的，由于气象数据本身存在不确定性，且对于得到的作物蒸散量没有验证方法，使得作物蒸散量的不确定性会影响灌溉方案的准确度；第二种是基于实测土壤水分的墒情法，该方法的实质是采用实验或仪器测量的方式测得土壤中的实际含水量，根据作物生长需水规律和测得的土壤实际含水量，计算得到本阶段需要灌溉的水量，但是，由于是基于实验或仪器测量方式得到土壤的实际含水量，实验或仪器测量不适合多点进行，测得的土壤实际含水量仅能代表局部土壤，不能代表大范围土壤的实际含水量，因此，如果用该方法来确定大田的灌溉方案会存在准确度问题。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供了一种灌溉时机和灌溉量的确定方法，以提高大范围农田的灌溉方案的准确度。该方法包括:根据待灌溉区域的过去预设时间段内的气象数据和未来预设时间段内的气象数据，计算所述待灌溉区域的作物蒸散量；连续测量所述待灌溉区域的土壤实际含水量，根据所述土壤实际含水量的变化量计算所述待灌溉区域的水量消耗；结合所述待灌溉区域的作物蒸散量和所述待灌溉区域的水量消耗，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0004]在一个实施例中，结合所述待灌溉区域的作物蒸散量和所述待灌溉区域的水量消耗，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量，包括:根据所述待灌溉区域的作物蒸散量得到所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线，所述第一相对含水量曲线的横坐标是时间，纵坐标是由作物蒸散量转换得到的土壤相对含水量；根据所述待灌溉区域的水量消耗得到所述待灌溉区域土壤的第二相对含水量曲线，所述第二相对含水量曲线的横坐标是时间，纵坐标是由水量消耗转换得到的土壤相对含水量；根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0005]在一个实施例中，根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量，包括:根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，获得所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线，其中，所述新的相对含水量曲线与所述第一相对含水量曲线和所述第二相对含水量曲线符合以下关系式-T= K+aXm+bYn，其中，Z是所述新的相对含水量曲线，X是所述第一相对含水量曲线，Y是所述第二相对含水量曲线，a、b、m、n、q和k均是根据X和Y之间的偏差量、X和Y曲线上的数值以及X和Y曲线的变化率确定的数值；根据所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0006]在一个实施例中，根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，获得所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线，包括:用第一相对含水量曲线上每个时间点的相对含水量数值减去第二相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值得到差值；针对每个时间点，在得到差值的绝对值大于预设值时，将第一相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值确定为该时间点的相对含水量数值，在得到差值的绝对值小于等于预设值时，将第一相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值与第二相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值的平均值确定为该时间点的相对含水量数值，得到所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线。
[0007]在一个实施例中，连续测量所述待灌溉区域的土壤实际含水量，根据所述土壤实际含水量的变化量计算所述待灌溉区域的水量消耗，包括:对所述待灌溉区域的一块生长有作物的土体进行多次测量，测得所述土体的土壤实际含水量；根据多次测得所述土体的土壤实际含水量的变化量，确定所述待灌溉区域的水量消耗。
[0008]本发明实施例还提供了一种灌溉时机和灌溉量的确定装置，以提高大范围农田的灌溉方案的准确度。该装置包括:第一计算模块，用于根据待灌溉区域的过去预设时间段内的气象数据和未来预设时间段内的气象数据，计算所述待灌溉区域的作物蒸散量；第二计算模块，用于连续测量所述待灌溉区域的土壤实际含水量，根据所述土壤实际含水量的变化量计算所述待灌溉区域的水量消耗；确定模块，用于结合所述待灌溉区域的作物蒸散量和所述待灌溉区域的水量消耗，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0009]在一个实施例中，所述确定模块，包括:第一曲线确定单元，用于根据所述待灌溉区域的作物蒸散量得到所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线，所述第一相对含水量曲线的横坐标是时间，纵坐标是由作物蒸散量转换得到的土壤相对含水量；第二曲线确定单元，用于根据所述待灌溉区域的水量消耗得到所述待灌溉区域土壤的第二相对含水量曲线，所述第二相对含水量曲线的横坐标是时间，纵坐标是由水量消耗转换得到的土壤相对含水量；灌溉方案确定单元，用于根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0010]在一个实施例中，所述灌溉方案确定单元，包括:曲线确定子单元，用于根据所述待灌溉区域土壤的第一相对含水量曲线和第二相对含水量曲线，获得所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线，其中，所述新的相对含水量曲线与所述第一相对含水量曲线和所述第二相对含水量曲线符合以下关系式:zq= K+aXm+bYn，其中，Z是所述新的相对含水量曲线，X是所述第一相对含水量曲线，Y是所述第二相对含水量曲线，a、b、m、n、q和k均是根据X和Y之间的偏差量、X和Y曲线上的数值以及X和Y曲线的变化率确定的数值；灌溉方案确定子单元，用于根据所述待灌溉区域的新的相对含水量曲线，确定所述待灌溉区域的灌水时机和灌水量。
[0011 ] 在一个实施例中，所述灌溉方案确定单元，还包括:比较子单元，用于用第一相对含水量曲线上每个时间点的相对含水量数值减去第二相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值得到差值；所述曲线确定子单元，还用于针对每个时间点，在得到差值的绝对值大于预设值时，将第一相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值确定为该时间点的相对含水量数值，在得到差值的绝对值小于等于预设值时，将第一相对含水量曲线上对应时间点的相对含水量数值与第二相对含水量曲线上对应时间点的相对