一种农用防霜机群布置方法
【专利摘要】本发明公开了一种农用防霜机群布置方法，属于植物保护领域。通过监测防霜区域作物冠层温度在不同地形下的差异性，对农用防霜机群的防霜区域进行划分，以防霜覆盖率大于90％、防霜机数量最少和走线路径最短为原则，确定最优的防霜机数量、走线路径、安装俯角、风机朝向和安装高度，以实现农用防霜机的最优布置；以发生晚霜的茶园南坡种植区为例，最佳方案为：农用防霜机数量15个、走线路径302m、安装俯角15°、安装高度6.5m和风机朝向坡顶，防霜覆盖率为92.36％。本发明实现农用防霜机群最优布置，降低了经济投入成本，可应用于农用防霜机的安装指导。
【专利说明】
_种农用防霜机群布置方法
技术领域
[0001] 本发明属于植物保护领域，具体涉及一种农用防霜机群布置方法技术。
【背景技术】
[0002] 茶树霜冻成因是茶树冠层附近的温度在短时间内下降，当降到0°C以下时，内部组 织细胞内或细胞间水结冰，体积膨胀，原生质遭到机械破坏，遇到温度快速回升，原来细胞 中渗出的水分很快变成水汽，从而导致失水，致使细胞受伤或死亡，对植物生长和发育造成 严重伤害。为应对霜冻害，在选择抗寒茶树品种的基础上，人们也总结出熏烟、覆盖、喷灌等 防霜方法并应用于茶园生产中，其中基于气流扰动原理的茶园防霜设备的应用实现了茶园 防霜的机械化及自动化，并逐渐在茶园早春晚霜冻害防治过程中发挥着越来越重要的作 用。
[0003] 专利号为201120276736.3的中国专利，公开了一种植物子母防霜机；专利号为 201120394220.9的中国专利，公开了一种植物防霜机；专利号为201310288428.6的中国专 利公开了 一种机械化植物防霜方法及装置；专利号为JP2007000096、JP2000050749和 JP10113076的日本专利，公开了用于茶果园的高架防霜扇，这些防霜装备与技术在国内外 的农业防霜冻害领域得到成功应用与推广。查阅文献可知，特殊的地理地势分布特征会导 致各种植区域间的小气候存在差异，从而导致受霜冻灾害程度也不相同，且所需防霜机群 的布置方式也不同，确定最优的防霜机数量、走线路径、安装俯角、风机朝向和安装高度，不 仅方便茶园的正常生产管理，而且大大降低了经济成本。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种农用防霜机群布置方法，以实现农用防霜机的最优布 置，从而降低经济成本。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
[0006] -种农用防霜机群布置方法，其特征在于:通过监测防霜区域作物冠层温度，对防 霜机群的防霜区域进行划分，以防霜覆盖率大于90%、防霜机数量最少和走线路径最短为 原则，确定最优的防霜机数量、走线路径、安装俯角、安装高度和风机朝向，以实现农用防霜 机的最优布置，具体包括以下步骤：
[0007] 步骤一，将整个有待防霜区域按照地形特征划分为η个防霜特征区域Ai;i = l， 2,…，n;
[0008] 步骤二，选用农用防霜机，计算单个农用防霜机有效作用区域的面积SS;
[0009] 步骤三，测绘整个有待防霜区域的面积即防霜区域总面积Q，测绘防霜特征区域面 积31，根据供电端所在位置G点确定走线路径1 1;所述防霜特征区域面积SiS所述第i个防霜 特征区域&所对应的面积，计算防霜区域总面积Q = nXS1;
[0010] 步骤四，针对第i个防霜特征区域六,，确定农用防霜机群布置方案，所述布置方案 包括:所需农用防霜机数量h、安装高度lu、走线路径h、安装倾角 &1和风机朝向Wl;
[0011] 步骤五，计算步骤四中所述布置方案的农用防霜覆盖率，确定最优农用防霜机数 量k、最优走线路径1、最优安装俯角a、最优安装高度h和最优风机朝向w;
[0012] 步骤六，计算农用防霜机总数量
和走线总路径
[0013] 所述防霜机有效作用区域为扇形。
[0014] 所述防霜特征区域Ai具体为平地心、南坡A2、北坡A3、洼地A4和靠近水体A5; i = 1，2， 3,4,5〇
[0015] 最优安装高度h、最优安装倾角a、最优风机朝向w是农用防霜机安装在不同防霜特 征区域Ai必须考虑的安装因素 ;i = l，2,3,4,5。
[0016] 当所述的农用防霜机型号为WT3000，有待防霜的区域只有1个防霜特征区域茶园 A2,防霜特征区域面积S2S9620m2、防霜区域总面积Q为9620m 2,所述最优方案为防霜机数量 k为15个、安装高度h为6.5m、走线路径L为302m、安装倾角a为15°和风机朝向w为坡顶。
[0017]本发明的工作原理。通过监测防霜区域作物冠层温度，对防霜机群的防霜区域进 行划分，以防霜覆盖率大于90%、防霜机数量最少和走线路径最短为原则，确定最优的防霜 机数量、走线路径、安装俯角、安装高度和风机朝向，以实现农用防霜机的最优布置。
[0018] 本发明具有的有益效果。本发明以防霜覆盖率大于90%、防霜机数量和走线路径 最少为原则，确定最优的防霜机数量、走线路径、安装俯角、安装高度和风机朝向，以实现农 用防霜机的最优布置。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明茶园防霜监测区域划分图；
[0020] 图2为本发明试验茶园防霜区域地形图；
[0021 ]图3为本发明方案一的防霜机的布置和布线图；
[0022]图4为本发明方案二的防霜机的布置和布线图；
[0023]表1为本发明试验茶园防霜区域的地理坐标。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
[0025]以防霜机型号为WT3000在茶园防霜特征区A2布置为例。
[0026]图1为本发明茶园防霜监测区域划分图。霜冻天气时，各地形的茶冠层温度主要与 地势高低有关，且随着海拨的降低而降低，但是考虑到地形相近、茶冠层温度变化规律相似 的茶园种植区域距离较远的现实问题，将茶园防霜监测区划分成为5个防霜特征区域仏，分 别为平地Ai、南坡A2、北坡A 3、洼地A4和靠近水体As。本实施例中，防霜特征区域只有南坡A2。 [0027]本实施例中，所用防霜机型号为WT3000,当防霜机摆角设置为120°、安装倾角a为 15°、安装高度h为6.5m时，防霜机有效作用区域的面积SS为849m 2。
[0028] 图2为本发明试验茶园防霜特征区域地形图，地块宽度约为52m，长度约为185m，防 霜区域总面积Q为9620m2,防霜特征区域面积Si为9620m 2。实施例的供电端所在地G点在B4 处，在考虑防霜机及线电缆成本较高的现实问题下，进行防霜机的布置。
[0029] 表1为本发明试验防霜区域的地理坐标，，B4分别为防霜区域的边界坐标 点。由计算可知，该地块需要安装12套防霜机，由于防霜机的作用区域为一个扇形，在试验 地块进行防霜机布置，应尽量减少重复作用区域，提高防霜机的利用率，线路布置尽量不影 响茶园生产正常作业，得出2个布置方案。
[0030] 表1-试验地块的地理坐标
[0031]
[0032]
[0033] 图3为本发明方案一的防霜机的布置和布线图，图4为本发明方案二的防霜机的布 置和布线图。方案一为防霜机数量i为17个、安装高度h为6.5m、走线路径1为3370m、安装倾 角a为15°和风机朝向坡顶，防霜覆盖率为96.52%，但存在较少重复作用区域;方案二为防 霜机数量i为15个、安装高度h为6.5m、走线路径1为302m、安装倾角a为15°和风机朝向坡顶， 防霜覆盖率为92.36%，几乎不存在重复作用区域。
[0034] 从防霜机和走线成本的角度考虑，且试验地块为南坡，以方案二布置防霜机时，防 霜覆盖率为92.36 %，风机朝向南坡，由于坡角的原因，俯角小于15°，此时防霜机有效作用 面积将会增大;此外茶树种植行与BiB2线平行，方案二的走线对茶园日常生产管理影响也较 小，因此确定方案二为最佳防霜机布置及走线方案，即为防霜机数量i为15个、安装高度h为 6.5m、走线路径1为302m、安装倾角a为15°和风机朝向坡顶，防霜覆盖率为92.36%。
【主权项】
1. 一种农用防霜机群布置方法，其特征在于:通过监测防霜区域作物冠层溫度，对防霜 机群的防霜区域进行划分，W防霜覆盖率大于90%、防霜机数量最少和走线路径最短为原 贝1J，确定最优的防霜机数量、走线路径、安装俯角、安装高度和风机朝向，W实现农用防霜机 的最优布置。2. 根据权利要求1所述的一种农用防霜机群布置方法，其特征在于具体包括W下步骤： 步骤一，将整个有待防霜区域按照地形特征划分为η个防霜特征区域Ai; i = l，2，...，n; 步骤二，选用农用防霜机，计算单个农用防霜机有效作用区域的面积SS; 步骤Ξ，测绘整个有待防霜区域的面积即防霜区域总面积Q，测绘防霜特征区域面积Si， 根据供电端所在位置G点确定走线路径li;所述防霜特征区域面积Si为所述第i个防霜特征 区域Ai所对应的面积，计算防霜区域总面积Q = n X Si; 步骤四，针对第i个防霜特征区域Ai，确定农用防霜机群布置方案，所述布置方案包括： 所需农用防霜机数量ki、安装高度hi、走线路径li、安装倾角ai和风机朝向wi; 步骤五，计算步骤四中所述布置方案的农用防霜覆盖率，确定最优农用防霜机数量k、 最优走线路径1、最优安装俯角a、最优安装高度h和最优风机朝向W; 步骤六，计算农用防霜机总数i3. 根据权利要求2所述的一种农用防霜机群布置方法，其特征在于:所述防霜机有效作 用区域为扇形。4. 根据权利要求2所述的一种农用防霜机群布置方法，其特征在于:所述防霜特征区域 Ai具体为平地Ai、南坡A2、北坡A3、法地A4和靠近水体As ;1 = 1，2,3,4,5。5. 根据权利要求2所述的一种农用防霜机群布置方法，其特征在于:最优安装高度h、最 优安装倾角a、最优风机朝向W是农用防霜机安装在不同防霜特征区域Ai必须考虑的安装因 素 ;i = l，2,3,4,5。6. 根据权利要求2所述的一种农用防霜机群布置方法，其特征在于：当所述的农用防霜 机型号为WT3000,有待防霜的区域只有1个防霜特征区域茶园A2,防霜特征区域面积S2为 9620m2、防霜区域总面积Q为9620m2,所述最优方案为防霜机数量k为15个、安装高度h为 6.5m、走线路径L为302m、安装倾角a为15°和风机朝向W为坡顶。
【文档编号】A01G13/08GK106069415SQ201610374846
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】鹿永宗, 胡永光, 赵梦龙, 王升
【申请人】江苏大学