摘要：針對農田精細化管理的目的，采用了GIS技術、空間數據處理、WiFi、ARM、蘋果公司iOS等技術。建立土壤溫度、濕度、光照強度、光合有效輻射、風向風速、雨量等數據采集系統，可對采集數據進行分析處理和數據模型建立，給出水分監測探頭布設的方式，為農田科學化精細生產管理提供可靠的、實時的保證。在農田試驗表明：此系統可達到節水增產的目的。
關鍵詞：GIS；WiFi：ARM；節水增產

近年來，由于新疆農田生產管理技術和管理模式停滯不前，農業生產管理人員水平不一，農情基礎數據信息缺乏，資源不能合理利用和共享，使該區農業的進一步發展受到了嚴重的制約。因此，隨著農田膜下滴灌等節水灌溉技術的大面積推廣應用，迫切需要提出與現有的節水灌溉設備、方式和灌溉技術等相配套的農田生產檢測管理系統，以提升該區農田生產的管理技術和管理水平。目前國內已開發的一些農田生產管理系統產品，由于沒有解決農田信息采集的空間變異、農田灌溉、施肥等的智能診斷決策、渠系運行管理知識模型構建等瓶頸問題，使農田生產管理系統產品缺乏實時性、時效性和有效性，與灌溉、施肥等自動控制設備成為兩張皮，不能真正達到精準控制灌溉、施肥的目的。本系統應用地理信息、空間數據處理、WiFi、藍牙、ARM、iOS等技術，建立土壤墑情、溫度、PH值等數據采集系統，并進行采集數據的分析處理和數據模型建立，研究水分監測探頭布設的方式，為農田生產管理系統的知識模型和決策模型的建立提供可靠的、實時的數據支持。最終實現農田灌溉、施肥、施藥診斷的綜合診斷決策。

1 設計原理
1．1 土地平整度
土地平整工程是土地開發整理項目的核心工程，目的是要達到便于機械化耕作，發揮機械效率，提高機耕質量，灌水方便均勻，利于壓鹽、排水、改良土壤等，滿足作物高產穩產對水分及土質的需要。土地平整工程是實現農田水利化、農業機械化的重要條件，是建設高產穩產、旱澇保收高標準農田的重要措施，內容包括田塊優化布局、田地平整及土壤改良等，其中田地平整是核心內容。田地平整既要符合地面灌溉排水要求，又要便于耕作保水保肥和田間管理，要結合整個項目區的地形、土地利用方式和水土保持方案等綜合考慮。平整后的田塊應有利于作物的生長發育，有利于田間機械化作業，有利于水土保持，滿足灌溉排水要求和防風要求，便于經營管理。田面平整精度是田塊設計的一個重要指標。
在進行田塊設計時，可以用很多指標來描述其屬性，如田塊的大小、方向、田面平整度、田面坡度等，其中田面平整度(用P表示)和田面坡度(用θ表示)可以用來表征田塊平整精度。田面平整度是指衡量田面起伏程度的指標，通常用各測點到擬合平面垂直距離的標準差來表示，平整度的數值越小，說明田面起伏越小，田面越平整。田面坡度是指為了滿足田間灌溉的需要而設計的田面沿水流方向傾斜的角度。因此，農田平整精度評價系統的核心算法包括田面平整度算法和田面坡度算法。
假設土地平整后的擬合平面方程為：Z=AX+BY+C
已知有若干的樣本點，不妨設任意樣本點坐標為：(Xi，Yi，Zi)
根據最小二乘法的思想，樣本點到擬合平面上對應點的距離最小，即達到最佳擬合的目的。因此，考慮求解該距離平方和M的最小值。計算公式如下：

假設土地平整后的擬合平面方程為：Z=AX+BY+C，則求解實際田面上的某測點到擬合平面垂直距離的計算公式為：

對所有求得的距離求平均值d，以標準差P(cm)作為衡量土地平整度的指標。則：