农产品产地监测评估与预警决策平台构建_任顺、王玮、丁健等著_9787122468178

本书以农产品产地信息化管理为主线，细致而全面地展示了农产品产地监测评估与预警决策平台的系统功能及平台构建，融入了许多为解决实际问题而进行的研究和实践经验，旨在将各类农产品产地数据与地理空间科学数据相结合，实现对农产品产地的合理利用和科学管理。本书具有较强的针对性和可操作性，可供从事农产品产地土壤环境监测预警研究的科研人员以及工程技术人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程、农业工程及相关专业师生参阅。

第1章概述 001 1.1 农产品产地环境现状与挑战 002 1.2 农产品产地环境监测评估的需求与重要性 002 1.2.1 农产品产地环境监测评估的目的和意义 002 1.2.2 农产品产地环境监测评估的内容和方法 003 1.3 农产品产地监测评估与预警决策平台 004 1.3.1 平台构建的目标 004 1.3.2 平台构建的功能 005 1.3.3 平台构建的意义 006 1.3.4 平台构建的思路 006 1.3.5 平台优化的空间 009 参考文献 011 第2章农产品产地环境数据字典与数据库构建 014 2.1 数据字典与数据结构化 015 2.1.1 数据字典数据结构化的必要性 015 2.1.2 数据结构化的方式方法和依据 015 2.1.3 农田土壤环境监测数据字典设计的意义 016 2.2 例行监测采样制样系统数据库 016 2.2.1 数据文件命名和字段命名规则 016 2.2.2 样品采集功能模块 018 2.2.3 样品制备功能模块 020 2.3 例行监测检测和数据上报系统数据库 023 2.3.1 数据文件命名和字段命名规则 023 2.3.2 检测方法初始化功能模块 024 2.3.3 样品接收功能模块 025 2.3.4 检测结果上报功能模块 026 2.4 采样、制样阶段质量控制数据库 028 2.4.1 数据文件命名和字段命名规则 028 2.4.2 样品采集质量控制功能模块 029 2.4.3 样品制备质量控制功能模块 031 参考文献 034 第3章农产品产地环境监测与评估系统设计 037 3.1 产地环境监测与评估系统基本概念 038 3.1.1 产地环境监测与评估背景和需求 038 3.1.2 产地环境监测与评估现存问题 038 3.2 常见的产地环境污染评价/评估方法 039 3.2.1 数理统计法 039 3.2.2 一般指数法 043 3.2.3 模型指数法 048 3.2.4 生物有效性法 051 3.3 农田土壤重金属生态风险评价方法研究 053 3.3.1 研究区概况 053 3.3.2 重金属累积状况评价 053 3.3.3 基于污染指数法的评价结果 054 3.3.4 基于潜在生态危害指数法的评价结果 055 3.4 产地环境监测与评估系统设计 057 3.4.1 系统需求分析 057 3.4.2 系统总体结构 058 3.4.3 产地环境监测与评估系统的组成 058 3.4.4 产地环境监测与评估系统的应用 061 3.5 产地环境监测与评估系统模块设计 062 3.5.1 产地环境监测数据采集模块 062 3.5.2 产地环境检测数据上报模块 063 3.5.3 产地环境监测数据统计分析模块 064 3.5.4 产地环境安全评估模块 064 3.6 系统界面及使用说明 067 3.6.1 系统主界面 068 3.6.2 系统管理功能实现 068 3.6.3 土壤环境采样功能实现 069 3.6.4 土壤样品制样功能实现 073 参考文献 075 第4章农产品产地环境监测全程质量控制系统设计 077 4.1 产地环境监测全程质量控制基本概念 078 4.1.1 产地环境监测全程质量控制背景 078 4.1.2 产地环境监测全程质量控制现状 078 4.1.3 产地环境监测全程质量控制现存问题 080 4.1.4 加强环境监测全程质量控制的优化措施 081 4.1.5 产地环境监测全程质量控制流程及方法—以土壤为例 082 4.1.6 环境空气监测全程质量控制方法 085 4.2 产地环境监测质控巡检方法 087 4.2.1 前期准备质量控制 087 4.2.2 现场监测及采样过程的质量控制 088 4.2.3 样品运输和贮存中的质量控制 088 4.2.4 实验室质量控制 089 4.2.5 样品测定过程中的质量控制 090 4.2.6 报告数据处理的质量控制 090 4.3 质控月报 091 4.3.1 组织人员，分配任务 091 4.3.2 工作开展之前的培训 091 4.3.3 工作进度及所遇困难的记录 091 4.3.4 质控月报内容 091 4.4 产地环境监测网络构建思路与重点内容 097 4.4.1 总体思路 097 4.4.2 重点内容 097 4.4.3 强化大数据的运用 099 4.4.4 实施条件建设工程 100 4.5 产地环境监测全程质量控制系统设计方法 100 4.5.1 系统设计背景 100 4.5.2 系统功能设计 101 4.5.3 系统数据库设计 102 4.6 系统界面及使用说明 102 4.6.1 系统主界面 102 4.6.2 内控人员信息展示功能实现 103 4.6.3 系统管理功能实现 103 4.6.4 样品采集质量控制功能实现 104 4.6.5 样品制备质量控制功能实现 106 参考文献 111 第5章农产品产地环境类别划分系统设计 114 5.1 产地环境类别划分 115 5.1.1 类别划分背景 115 5.1.2 类别划分基本概念 116 5.1.3 类别划分作用和意义 116 5.1.4 类别划分地理信息数据格式规范 117 5.2 具体需求分析 118 5.2.1 数据需求 118 5.2.2 分类需求 119 5.2.3 可视化需求 119 5.2.4 系统性能需求 120 5.3 总体设计 120 5.3.1 系统目标 120 5.3.2 系统功能模块 121 5.3.3 系统架构 122 5.4 产地环境类别划分系统功能介绍 122 5.4.1 数据处理 122 5.4.2 基于传统方式的划分流程 123 5.4.3 基于机器学习的划分流程 126 5.4.4 校核和调整 134 5.4.5 决策支持功能 134 5.4.6 数据管理功能 135 5.5 基于XGBoost的耕地土壤环境类别预测模型 136 5.5.1 数据集 136 5.5.2 XGBoost算法原理 136 5.5.3 评价指标 137 5.5.4 相关性分析 137 5.5.5 模型精度分析 138 5.6 系统界面及使用说明 139 5.6.1 系统主界面 140 5.6.2 图层切换功能实现 140 5.6.3 数据展示功能实现 140 5.6.4 数据筛查功能实现 143 5.6.5 报表导出功能实现 143 参考文献 144 第6章农产品产地环境预警与决策系统设计 147 6.1 产地环境预警的基本概念 148 6.1.1 产地环境背景和需求 148 6.1.2 产地环境质量的评价指标与标准 148 6.1.3 产地环境质量评价方法 150 6.1.4 产地环境质量现状 150 6.1.5 产地建设与管理 151 6.1.6 产地环境预警现存问题 152 6.2 常见的农产品产地环境预警方法 153 6.2.1 基于层次分析的预警方法 153 6.2.2 基于模糊数学的预警方法 156 6.2.3 基于神经网络的预警方法 157 6.2.4 基于时间序列的农产品产地安全趋势预测 158 6.2.5 基于回归的农产品产地安全趋势预测 159 6.2.6 改进层次分析法和时间序列预测法的选择依据 159 6.3 基于改进SVM的农产品重金属超标预测研究 160 6.3.1 研究区域 160 6.3.2 农产品重金属超标数据集 160 6.3.3 算法理论基础 161 6.3.4 TLEO-SVM农产品重金属超标预测模型 162 6.3.5 实验结果与分析 164 6.4 产地环境预警系统设计 168 6.4.1 产地环境分级预警系统的组成 168 6.4.2 产地环境分级预警系统的功能 170 6.4.3 产地环境分级预警系统的应用 170 6.5 案例库与智能决策模块 171 6.5.1 案例库与智能决策模块的设计背景 171 6.5.2 案例库与智能决策模块的设计组成 172 6.5.3 案例库与智能决策模块的具体功能 173 6.5.4 实现案例库与智能决策模块的关键技术和实现步骤 174 6.6 产地安全利用率核算 178 6.6.1 产地安全利用率的基本概念 178 6.6.2 产地安全利用率核算方法 179 6.6.3 产地安全利用率核算示例 180 6.7 系统界面及使用说明 180 6.7.1 点位评价专题展示功能实现 181 6.7.2 土壤背景值预警功能实现 181 6.7.3 协同监测功能实现 182 6.7.4 数据分析功能实现 183 参考文献 183 第7章农产品产地环境样品保藏与管理系统 187 7.1 开发背景 188 7.2 系统需求分析 189 7.2.1 产地环境样品信息管理功能 190 7.2.2 仓库存储信息管理功能 191 7.2.3 样本借出信息管理功能 192 7.2.4 货箱/货架信息管理功能 194 7.2.5 3D产地环境样品管理功能 194 7.2.6 数据库连接及权限设置功能 196 7.3 系统设计 197 7.3.1 设计目标与原则 197 7.3.2 技术架构图 198 7.3.3 系统功能模块设计 199 7.3.4 数据库设计 208 7.4 系统部署及运行环境说明 210 7.5 系统界面及使用说明 211 7.5.1 产地环境样品库管理系统 211 7.5.2 土壤样本信息管理模块 212 7.5.3 仓库存储信息管理模块 214 7.5.4 样本借出信息管理模块 215 7.5.5 货箱/货架信息管理模块 216 7.5.6 3D土壤仓库管理模块 217 7.5.7 土壤仓库维护信息管理模块 219 7.5.8 日志文件模块 221 参考文献 222 附表 226 表A.1 地类图斑属性结构描述表（属性表名：DLTB） 227 表A.2 省级行政区划属性结构描述表（属性表名：PXZQ） 228 表A.3 市级行政区划属性结构描述表（属性表名：CXZQ） 228 表A.4 县级行政区划属性结构描述表（属性表名：FXZQ） 228 表A.5 乡镇级行政区划属性结构描述表（属性表名：TXZQ） 229 表A.6 行政村级行政区划属性结构描述表（属性表名：XZQ） 229 表A.7 详查土壤点位属性结构描述表（属性表名：XCT） 230 表A.8 详查农产品点位属性结构描述表（属性表名：XCN） 231 表A.9 详查评价单元属性结构描述表（属性表名：XCPJDY） 232 表A.10 其他土壤点位属性结构描述表（属性表名①） 233 表A.11 其他农产品点位属性结构描述表（属性表名①） 234 表A.12 类别划分成果属性结构描述表（属性表名：LBHF） 235 索引 237

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