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第一章 绪言1

第一节 信息技术与农业智慧化1

一、智慧农业提出的背景1

二、智慧农业的内涵2

三、智慧农业的特征4

四、智慧农业发展的基础与挑战8

第二节 智慧农业建设与土肥智慧发展12

一、土肥工作是现代农业发展的基础工作12

二、智慧农业是土肥智慧发展的基础13

三、智慧土肥是智慧农业的有机组成部分13

四、智慧土肥是土肥信息化的高级阶段14

第三节 土肥智慧化发展的基础14

一、网络基础15

二、数据基础16

三、业务系统基础17

四、新技术应用示范基础19

第四节 土肥智慧化发展的愿景21

第二章 土肥业务智慧化需求分析23

第一节 土肥业务概述23

一、土肥工作对象与内容23

二、土肥基本业务框架24

第二节 土肥智慧业务需求分析27

一、作物生长及需肥水规律智慧管理27

二、耕地质量及肥力智慧管理29

三、作物、肥、水关系动态控制与管理31

四、土肥投入品智能监管32

五、智慧土肥决策33

六、土肥信息智慧服务34

第三节 土肥智慧技术需求分析35

一、土肥业务的技术过程分析35

二、土肥智慧支撑技术需求分析37

第三章 智慧土肥关键技术45

第一节 关键技术体系框架45

第二节 物联网46

一、物联网的提出46

二、物联网的内涵47

三、物联网的技术架构48

四、物联网的关键技术48

五、物联网在土肥中的应用49

第三节 土肥信息采集技术51

一、土肥信息传感器技术51

二、土肥图像信息采集技术66

三、遥感技术67

四、土肥个体信息识别技术70

五、卫星导航信息采集技术73

六、地理信息系统技术76

第四节 土肥信息传输技术77

一、无线传感网络技术77

二、移动通信技术82

三、信息传输技术在土肥领域的应用83

第五节 土肥信息处理技术84

一、大数据技术84

二、云计算技术87

三、计算机视觉信息处理技术93

第六节 自动控制技术94

第七节 智慧支撑技术96

一、预测预警技术96

二、模型技术97

三、专家系统技术98

四、知识推理技术99

五、本体及其应用101

第四章 智慧土肥总体框架103

第一节 建设原则103

第二节 智慧土肥应用总体框架103

一、智慧土肥层次框架104

二、智慧土肥多级应用框架105

第三节 感知终端架构设计106

一、传感设备布点基本方法106

二、信息采集节点设计107

第四节 传输网络架构设计109

一、智慧土肥传输网络基本框架109

二、无线传感网络架构设计111

第五节 智慧土肥应用支撑平台设计113

一、智慧土肥应用支撑平台定位与框架113

二、传感设备接入管理系统115

三、传感设备编码赋码系统118

四、传感设备基础信息管理系统119

五、智慧土肥信息交换管理系统120

六、智慧土肥信息整合系统122

七、智慧土肥信息位置服务系统123

八、认证授权管理系统125

九、云存储系统基本功能128

第五章 智慧土肥核心应用系统需求与设计132

第一节 作物生长及需肥水规律智慧管理系统132

一、概述132

二、业务需求132

三、系统结构及功能134

第二节 耕地质量及肥力智慧管理系统137

一、概述137

二、业务需求138

三、系统构成及功能141

第三节 作物、肥、水关系动态控制与管理系统142

一、概述142

二、智能灌溉子系统143

三、智慧施肥子系统148

第四节 农业投入品（肥料）智能监管系统154

一、概述154

二、总体框架155

三、系统与功能设计157

第五节 智慧设施农业系统161

一、概述161

二、业务需求162

三、系统架构164

四、功能设计164

第六节 智能决策系统166

一、概述166

二、业务需求167

三、主要模型168

四、处理过程与系统结构174

第六章 智慧土肥建设方法176

第一节 智慧土肥建设的总体思路176

第二节 智慧土肥建设的组织架构178

第三节 智慧土肥推动策略180

第四节 智慧土肥投入模式184

第五节 智慧土肥标准规范建设187

一、智慧土肥标准规范体系框架187

二、智慧土肥标准建设策略189

第六节 智慧土肥系统建设与整合策略191

一、当前智慧土肥系统建设模式191

二、智慧土肥系统整合策略195

第七节 智慧土肥应用实施策略201

一、区域试验策略201

二、因地制宜策略203

三、地域推进策略204

四、阶段性推进策略206

第七章 智慧土肥的萌芽207

第一节 土肥智慧技术研究情况207

一、土肥信息采集技术研究情况207

二、作物监测技术研究情况208

三、传感网络技术研究及应用210

四、预测模型与预测方法研究情况211

五、精准与变量技术研究情况212

第二节 智慧土肥系统研究与建设情况214

一、土肥信息自动监测系统建设情况214

二、作物生长及需肥智能监测系统建设情况215

三、自动控制系统建设情况216

四、智能施肥系统建设情况217

五、设施农业智慧化应用系统建设情况217

六、决策与智慧支持系统建设情况219

第三节 区域智慧土肥实践进展情况219

一、省级实践案例220

二、市级实践案例224

三、区县级实践案例226

第四节 基于云服务的智慧土肥系统构建与应用探索231

一、概述231

二、土壤养分采集布点策略分析231

三、智慧施肥推荐系统240

第八章 土肥智慧发展展望251

第一节 智慧土肥技术发展的趋势251

第二节 当前智慧土肥建设中急需解决的问题254

第三节 智慧土肥发展近期面临的主要任务257

参考文献263