一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法与流程

1.本发明涉及农田垦造技术领域，尤其涉及一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法。


背景技术：

2.近年来，城市开发速度越来越快，原有耕地加剧流失，新开垦的地块难以达到原有耕地质量，农业综合生产力大大降低，而且人口增多，粮食需求加大，人地矛盾日益严重。因此垦造水田是对国土资源进行保护比较有效措施，垦造水田是对于旱地改成水田进行大规模耕种的重要举措，从而缓解建设用地使用后的水田减少的压力，为促进耕地保护和盘活土地资源提供了技术保障。垦造水田在平均海拔进行实时操作有相对成熟的技术条件和技术经验，为切实保障水田的基本面积，从而发展水田垦造用地需求，需要在相对海拔区间之外实现水田垦造，从而使效益最大化。因此，我们提出一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决现有技术垦造周期长，人工测量评估自然数据导致垦造效率低，农田利用率低，投入成本高，不能根据农田地理条件与土壤质量进行自动规划等问题，而提出的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.s1：测量评估地区土地状况与地形，综合数据评估水田垦造的预期值；
6.s2：根据该地区的高程，将历史气象数据中对于农作物生长的降水量进行阈值模拟；
7.s3，通过在该地区海拔高程计算水田种植适宜度，通过综合评价模型进行水田垦造可行性评价。
8.上述技术方案优选的，所述s1包括：
9.s1-1，测量评估地区土地状况与地形，确定田地区域的经纬度以及高程数据，水田垦造需要对大面积的土地进行地区海拔高程分析，根据统计数据获取一年中在对应地区海拔高程中的最高降雨量和最低降雨量，并且根据该地区海拔高程计算最高降雨量平均值，根据投影工具进行数据分析，将符合地区海拔高程的数据进行锐化操作，并且对其它地区相同高程的水田垦造农作物产量ui进行计算，确定该地区海拔高程农作物产量预期值，
[0010][0011]
其中，i为水田垦造地块数量，j为水田所在地区单元格，vi为包含单元格的水田垦
造的预期产量，δh为对应地区海拔高程的水田产量差值，w为包含单元格的水田垦造产量阈值，g
i,j
为每个单元格在该高程的水田垦造产量，β为修正系数。
[0012]
上述技术方案优选的，所述s1还包括：
[0013]
s1-2，根据相应的预期值ev0，
[0014][0015]
其中是将农作物产量的预期变量乘以其产量的概率然后将每个乘积相加，为农作物产量ui的预期变量。
[0016]
上述技术方案优选的，所述s2包括：
[0017]
s2-1，获取地区海拔高程，在选定的区域内对该高程的地貌形态，以及弯曲性地形位置确定该高程，并且对于历史雨量数据进行降水量模拟，从而得到降水量阈值；
[0018]
s2-2，对于降水量阈值f通过历史时期降水时间以及降水参数和降水渗透参数进行综合判断；
[0019][0020]
其中，s1为单位时间降水参数值，r1,r2分别为密实、疏松土壤降水渗透中的导水参数，q为土壤孔隙度，η为水田水体保持阈值，1为土壤，0为砂石土壤混合，t为降水时间，m为单位时间降水量。
[0021]
上述技术方案优选的，所述s2还包括：
[0022]
s2-3，在降水量阈值判断过程中，需要对该高程下的水田水体保持阈值进行计算；
[0023][0024]
其中，e为该高程的活性土壤深度，d为水体最大流失量，δd为水体流失量差值，g为水体流速，b为水田断面过水面积。
[0025]
上述技术方案优选的，所述s3包括：
[0026]
s3-1，对于该地区海拔高程的农作物产量预期值和降水量阈值进行计算之后，需要按照农作物分布以及生长状态进行适宜度评价，从而对于水田垦造的海拔选择以及土壤平整规划进行判断；
[0027]
s3-2，因为按照农作物的划分，不同的海拔高程其成长进度和成长品质都会发生变化。
[0028]
上述技术方案优选的，所述s3还包括：
[0029]
s3-3，通过计算适宜度对海拔高度下的水田垦造提供判断条件，计算该地区海拔高程农作物水田产量预期值与实际值的差值，并计算残差平方和，具体按照以下方法：
[0030]
[0031]
其中，c为该地区海拔高程的产量的残差平方和；ev为在该地区海拔高程的水田产量实际值；ev0为该地区海拔高程的水田产量预期值；k为适宜种植水田的海拔高程总数。
[0032]
上述技术方案优选的，所述s3还包括：
[0033]
s3-4，计算种植水田适应度a，
[0034][0035]
其中，l为常数，如果c较大，故取一个较大的常数l；c为不同海拔高程的产量残差平方和。
[0036]
上述技术方案优选的，所述s3还包括：
[0037]
s3-5，综合评价模型为
[0038][0039]
其中，x为该地区海拔高程的垦造评价值，w1为该地区海拔高程水田产量权重，w2为该地区海拔高程降水量权重，通过设置水田垦造综合评价参数，对相应的海拔地区进行水田垦造提供数据参考。
[0040]
本发明的有益效果为：
[0041]
本发明基于海拔数据实施水田垦造的工作方法对比现有的基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，垦造效率和农田利用率显著提升。在种植产量和降水量的因素进行综合判断。
附图说明
[0042]
图1是本发明提出的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法的流程示意图；
[0043]
图2是本发明具体实施示意图；
[0044]
图3是本发明海拔冲蚀示意图。
具体实施方式
[0045]
下面将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。
[0046]
参照图1至3，本发明公开一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，包括如下步骤：
[0047]
s1：测量评估地区土地状况与地形，综合数据评估水田垦造的预期值；
[0048]
s2：根据该地区的高程，将历史气象数据中对于农作物生长的降水量进行阈值模拟；
[0049]
s3，通过在该地区海拔高程计算水田种植适宜度，通过综合评价模型进行水田垦造可行性评价。
[0050]
如图2和3所示，本实施例中，
[0051]
s1-1，测量评估地区土地状况与地形，确定田地区域的经纬度以及高程数据，根据历史数据中经纬度确定西南地区种植水田的维度，根据垦造面积计算公式确定高程数据在水田垦造过程中的作用；
[0052]
水田垦造需要对大面积的土地进行地区海拔高程分析，根据统计数据获取一年中在对应地区海拔高程中的最高降雨量和最低降雨量，并且根据该地区海拔高程计算最高降雨量平均值，根据投影工具进行数据分析，将符合地区海拔高程的数据进行锐化操作，并且对其它地区相同高程的水田垦造农作物产量ui进行计算，确定该地区海拔高程农作物产量预期值，
[0053][0054]
其中，i为水田垦造地块数量，j为水田所在地区单元格，单元格面积一定的情况下，一个垦造地块包括若干单元格，vi为包含单元格的水田垦造的预期产量，δh为对应地区海拔高程的水田产量差值，w为包含单元格的水田垦造产量阈值，g
i,j
为每个单元格在该高程的水田垦造产量，β为修正系数；
[0055]
如果单元格的水田垦造的预期产量和对应地区海拔高程的水田产量差值较大，那么修正系数帮助将水田垦造的预期产量进行修正，使其更接近实际产量。
[0056]
具体来说，修正系数可以通过统计方法来确定，它反映了预期产量与实际产量之间的差异程度。当调节系数为正时，表示预期产量高于实际产量，需要减少预期产量；当调节系数为负时，表示预期产量低于实际产量，需要增加预期产量。
[0057]
通过调节系数对预期产量进行修正后，得到更准确的预测结果，有助于更好地规划和管理该地区海拔高程水田垦造工作。同时，这也帮助决策者更好地理解预期产量与实际产量之间的关系，从而结合该地区的降雨量数据和生长适宜度数据进行水田垦造综合判断。
[0058]
s1-2，根据相应的预期值ev0，
[0059][0060]
其中是将农作物产量的预期变量乘以其产量的概率然后将每个乘积相加，为农作物产量ui的预期变量，采用通过计算该预期值ev分析农作物在该高程下的成长预期，通过该成长预期进行水田垦造的结果预测，有助于确定投入产出比。
[0061]
上述技术方案优选的，所述s2包括：
[0062]
s2-1，获取地区海拔高程，在选定的区域内对该高程的地貌形态，以及弯曲性地形位置确定该高程，并且对于历史雨量数据进行降水量模拟，从而得到降水量阈值；
[0063]
s2-2，对于降水量阈值f通过历史时期降水时间以及降水参数和降水渗透参数进行综合判断；
[0064][0065]
其中，s1为单位时间降水参数值，r1,r2分别为密实、疏松土壤降水渗透中的导水参数，q为土壤孔隙度，η为水田水体保持阈值，1为土壤，0为砂石土壤混合，t为降水时间，m为单位时间降水量，由于小雨对水田影响值相对较小，在此处暂时忽略不计，
[0066]
s2-3，在降水量阈值判断过程中，需要对该高程下的水田水体保持阈值进行计算；
[0067][0068]
其中，e为该高程的活性土壤深度，d为水体最大流失量，δd为水体流失量差值，g为水体流速，b为水田断面过水面积；
[0069]
水田保持阈值有利于在水田垦造选址过程中获取最佳的判断数值，从而促进生态平衡的恢复和发展，提高农作物产量，对于农业生产、环境保护和人类健康都有着重要的意义。
[0070]
上述技术方案优选的，所述s3包括：
[0071]
s3-1，对于该地区海拔高程的农作物产量预期值和降水量阈值进行计算之后，需要按照农作物分布以及生长状态进行适宜度评价，从而对于水田垦造的海拔选择以及土壤平整规划进行判断；
[0072]
s3-2，因为按照农作物的划分，不同的海拔高程其成长进度和成长品质都会发生变化，所以在海拔数据不同情况下，具体为：
[0073]
在海拔200米左右的地区，水稻种植的间隔通常为30-45米，每公顷种植面积约为8000-12000株；每年需要进行3次灌溉，每次间隔15-20天。
[0074]
在海拔500米左右的地区，水稻种植的间隔通常为60-75米，每公顷种植面积约为6000-8000株；每年需要进行2次灌溉，每次间隔25-35天。
[0075]
在海拔1000米以上的高山地区，水稻种植的间隔通常为60-90米，每公顷种植面积约为4000-6000株；每年需要进行2-3次灌溉，每次间隔45-60天。
[0076]
s3-3，通过计算适宜度对海拔高度下的水田垦造提供判断条件，计算该地区海拔高程农作物水田产量预期值与实际值的差值，并计算残差平方和，具体按照以下方法：
[0077][0078]
其中，c为该地区海拔高程的产量的残差平方和；ev为在该地区海拔高程的水田产量实际值；ev0为该地区海拔高程的水田产量预期值；k为适宜种植水田的海拔高程总数。
[0079]
s3-4，计算种植水田适应度a，
[0080]
[0081]
其中，l为常数，如果c较大，故取一个较大的常数l；c为不同海拔高程的产量残差平方和；
[0082]
s3-5，综合评价模型为
[0083][0084]
其中，x为该地区海拔高程的垦造评价值，w1为该地区海拔高程水田产量权重，w2为该地区海拔高程降水量权重，通过设置水田垦造综合评价参数，对相应的海拔地区进行水田垦造提供数据参考。
[0085]
通过计算得到：
[0086]
在海拔200米左右的地区，进行水田垦造时，通常需要将原有的草地或旱地转化为水田，每公顷的水田面积约为6-8亩。
[0087]
在海拔500米左右的地区，进行水田垦造时，通常需要将原有的山坡地或荒地转化为水田，每公顷的水田面积约为4-6亩。
[0088]
在海拔1000米以上的高山地区，进行水田垦造时，通常需要将原有的冰川草地或高山草甸转化为水田，每公顷的水田面积约为2-4亩。
[0089]
这些数据仅供参考，实际的数据可能因地理位置、气候条件等因素而有所不同，但是也为水田垦造提供一些数据支持。
[0090]
而且，对于不同的海拔地区的土地状况与地形，其综合数据是评价水田垦造的重要因素，而且要对不同地区不同海拔的土壤进行采集，分析土壤中的主要成分及土壤类型，以及气象条件数据并分析，还有对于地表水和地下水的分布都需要做出数据判断，这些也是评估水田垦造的可行性的重要因素。
[0091]
本发明基于海拔数据实施水田垦造的工作方法对比现有的基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，垦造效率和农田利用率显著提升。在种植产量和降水量的因素进行综合判断。
[0092]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：测量评估地区土地状况与地形，综合数据评估水田垦造的预期值；s2：根据该地区的高程，将历史气象数据中对于农作物生长的降水量进行阈值模拟；s3，通过在该地区海拔高程计算水田种植适宜度，通过综合评价模型进行水田垦造可行性评价。2.根据权利要求1所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s1包括：s1-1，测量评估地区土地状况与地形，确定田地区域的经纬度以及高程数据，水田垦造需要对大面积的土地进行地区海拔高程分析，根据统计数据获取一年中在对应地区海拔高程中的最高降雨量和最低降雨量，并且根据该地区海拔高程计算最高降雨量平均值，根据投影工具进行数据分析，将符合地区海拔高程的数据进行锐化操作，并且对其它地区相同高程的水田垦造农作物产量u
i
进行计算，确定该地区海拔高程农作物产量预期值，其中，i为水田垦造地块数量，j为水田所在地区单元格，v
i
为包含单元格的水田垦造的预期产量，δh为对应地区海拔高程的水田产量差值，w为包含单元格的水田垦造产量阈值，g
i,j
为每个单元格在该高程的水田垦造产量，β为修正系数。3.根据权利要求2所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s1还包括：s1-2，根据相应的预期值ev0，其中是将农作物产量的预期变量乘以其产量的概率然后将每个乘积相加，为农作物产量u
i
的预期变量。4.根据权利要求1所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s2包括：s2-1，获取地区海拔高程，在选定的区域内对该高程的地貌形态，以及弯曲性地形位置确定该高程，并且对于历史雨量数据进行降水量模拟，从而得到降水量阈值；s2-2，对于降水量阈值f通过历史时期降水时间以及降水参数和降水渗透参数进行综合判断；其中，s1为单位时间降水参数值，r1,r2分别为密实、疏松土壤降水渗透中的导水参数，q为土壤孔隙度，η为水田水体保持阈值，1为土壤，0为砂石土壤混合，t为降水时间，m为单位时间降水量。
5.根据权利要求4所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s2还包括：s2-3，在降水量阈值判断过程中，需要对该高程下的水田水体保持阈值进行计算；其中，e为该高程的活性土壤深度，d为水体最大流失量，δd为水体流失量差值，g为水体流速，b为水田断面过水面积。6.根据权利要求1所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s3包括：s3-1，对于该地区海拔高程的农作物产量预期值和降水量阈值进行计算之后，需要按照农作物分布以及生长状态进行适宜度评价，从而对于水田垦造的海拔选择以及土壤平整规划进行判断；s3-2，因为按照农作物的划分，不同的海拔高程其成长进度和成长品质都会发生变化。7.根据权利要求6所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s3还包括：s3-3，通过计算适宜度对海拔高度下的水田垦造提供判断条件，计算该地区海拔高程农作物水田产量预期值与实际值的差值，并计算残差平方和，具体按照以下方法：其中，c为该地区海拔高程的产量的残差平方和；ev为在该地区海拔高程的水田产量实际值；ev0为该地区海拔高程的水田产量预期值；k为适宜种植水田的海拔高程总数。8.根据权利要求7所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s3还包括：s3-4，计算种植水田适应度a，其中，l为常数，如果c较大，故取一个较大的常数l；c为不同海拔高程的产量残差平方和。9.根据权利要求7所述的一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，其特征在于，所述s3还包括：s3-5，综合评价模型为其中，x为该地区海拔高程的垦造评价值，w1为该地区海拔高程水田产量权重，w2为该地
区海拔高程降水量权重，通过设置水田垦造综合评价参数，对相应的海拔地区进行水田垦造提供数据参考。

技术总结
本发明涉及农田垦造技术领域，尤其涉及一种基于海拔数据实施水田垦造的工作方法，针对当前技术垦造周期长，人工测量评估自然数据导致垦造效率低，农田利用率低，投入成本高，不能根据农田地理条件与土壤质量进行自动规划等问题，现提出如下方案，包括S1：测量评估地区土地状况与地形，综合数据评估水田垦造的预期值；S2：根据该地区的高程，将历史气象数据中对于农作物生长的降水量进行阈值模拟；S3，通过在该地区海拔高程计算水田种植适宜度，通过综合评价模型进行水田垦造可行性评价。综合评价农田质量与垦造可行性，提高农田垦造效率，大大提高农田利用效率。大提高农田利用效率。大提高农田利用效率。


技术研发人员：鲁豫川 左松 林勇刚 罗卓 王锐 包义超 李云 鲍静媛 谭淼
受保护的技术使用者：重庆市规划和自然资源调查监测院
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/6