田间路径规划文献综述定稿_轨迹规划文献综述

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专业文献综述

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影响机械作业效率的地块指标与评价方法

杨海慧

工学院

农业机械化及其自动化 农机111

30111123

丁启硕职称:

教授

2015 年 月 10日

南京农业大学教务处制

题目 姓 学院 专业

班级学号 指 影响机械作业效率的地块指标与评价方法

南京农业大学 杨海慧 指导老师 丁启硕

摘要:农业机械在不同地块指标地块上作业效率不同,本文介绍了几种评价地块的指标,包括:表面积,有效表面积,长宽比,周长。这些指标的不同决定着地块形状的差异,结合实际生产中的收获数据,找到最优指标组合。为了提高整体作业效率,需要对地块进行整改,将沟、渠、路和田坎等土地与传统耕地相结合,重新划分区域,达到提高机械作业效率的目的。

关键词:机械作业效率,地块指标,土地整改

Plot index and Evaluation method of effect on mechanical operation

efficiency YangHaihui,Nanjing Agricultural UniversityDingQishuo ,instructor Abstract:Agricultural machinery operation efficiency in different plots of land plots of different indexes, this paper introduces several evaluation indexes, including: plots of surface area, the effective surface area, ratio of length to width, perimeter.Differences in these indicators plots shape determines the different harvest, combined with the data in actual production, to find the optimal combination of index.In order to improve the operation efficiency, the need for land for rectification, the ditch, canal, road and ridge of land and arable land re division of the combination of traditional, regional, increase mechanical efficiency.Keywords: operation efficiency, mechanical plot index, land rectification

前言:我国是农业大国,人口众多,当前情况下,人口继续增长,而耕地面积却在减少,农业劳动人口减少并趋于老龄化,这就使得我们不得不大力发展农业机械化种植,采取机械作业的方式。然而,农用机械的种类繁多,规模尺寸不一,中国幅员辽阔,土地的大小,形状又千差万别,这些变数也使得我们无法找到一种通用于所有地块的机械作业方式,往往是根据经验开展作业,这也就直接导致了作业效率低下。所以,我们需要找到一种有效的指标,将地块进行分类,评价,研究不同指标下机械的作业效率,从而在后续的土地整改工作中提供方案,以提高作业效率。

1.中国农业机械作业 1.1 农业机械作业发展现状

随着我国经济的发展,农业生产力也大幅提高。但未来中国农业发展迎来的不只是资源、动力和机遇,更多的是矛盾、挑战和约束。总体而言,我国农村急需转变经济增长方式,实现粗放型增长向集约型增长转变。而增长方式的转变依赖于农业生产效率的提高,农业生产效率的提高依赖于农业机械的推广和农村劳动力的解放。而目前,我国农村在长期的生产建设中形成了大量零星、闲散和废弃土地,据全国土地利用现状调查统计:全国田坎面积1266.7万hm2,沟渠是 486.7万hm2,田间道路是6666.7万hm2,分别超出土地集约中等国家的1倍、1.5倍和2倍以上。[1]这些土地上很难开展农业机械作业,因而生产效率低下。

1.2 小地块农业机械作业

小地块紧凑型种植模式是中国南方农业的典型特征,该种植制度的机械化是以小型田间作业机械为主。通过南京地区3个基本农田保护耕地样点的田间调查,获取收割机在小地块条件的作业行为数据。结果反映收割机在田块内的有效作业功效仅为0.38公顷/小时,远低于大机械的功效,而且机收割作业都是跨区作业模式。[2]调查显示追求高作业效率的机械化理论并不完全适用于小地块紧凑型种植制度,小机械与小地块种植制度之间的尺度协调、小机械在紧凑型种植环境的机动优势、小机械-小地块生产系统的经济、生态、环境、社会等效益优势都需要进一步研究。

2.影响机械作业效率的地块指标与评价方法

影响机械作业效率的因素很多,例如天气等外在条件,驾驶员的工作经验习惯等等。本文中考虑地块特征对作业效率的影响。

2.1 表面积

表面积显示一个地块的占地大小,表面积越大,可供操作空间越大,适合用大型农机进行耕作。[3]当表面积相对较小时,大型农机在地块上作业多有不便,转弯掉头往往会耗费很多时间和燃料,作业效率低。所以农机型号大小需与地块表面积相配套。

2.2 有效表面积

有效表面积指的是能实际工作的面积,是总面积减去相关机械无法达到作业面积。[4]有效表面积越大的地块,机械作业难度小,转弯掉头次数少,能够提高作业效率。

2.3 长宽比

有效表面积的形状分布对于机械作业的效率影响也很大,机械在狭长分布的地块作业时,直行次数多,时间长,减少了无效作业时间,提高了效率。[5] 2.4 周长

周长过长的话,无效面积会增大,机械无法充分作业,作物运输距离也会增长,能耗增长,运输成本上升,效率降低。[6] 种种因素表明,不同特征的地块对于机械作业的影响不同,当适合机械作业的标准地块数目达到一定数量的时候,机械作业效率自然就会提升上来,所以需要对土地进行整改,将零星、闲散和废弃土地充分利用起来,扩大耕地有效面积,为农业机械生产提供条件,从而提高生产力。

3.土地整改

3.1 国外土地整改

国外的土地整治始于欧洲,与社会经济的发展同步推进。世界各国根据各自的自然、经济和社会条件,借鉴先进的土地整治经验,完善各自的土地整治体系.对于大部分国家来说,耕地破碎化是影响农业生产效率和效益的主要因素,因而土地整治成为改变耕地破碎化,推动农村经济发展的有效手段。

葡萄牙的土地整治项目表明:在土地整治前,每个农场平均分散为12.6个地块,平均农场规模是0.15hm2;经过土地整治后,可以增加到0.37hm2,集中成 6.2 个较大较规则的田块。同时,通过田块归并可以缩短运输距离,改善道路质量;降低农业生产成本,尤其是运输成本。土地整治后,农村居民点到田块之间的平均距离由1.19km 减少到 0.83km,同时通过改善道路质量,平均运输时间可以减少 52%。[7]

对于德国土地整治中的田块调整,发展至今,施工流程包括五大步:(1)评估土地价值,计算出每个田块的交易价值指数,并进行公布,征求利益相关人的意见;接着根据相关意见进行修改,宣布最终估价结果,此时的土地估价结果具备法律效力。(2)进行标界,在项目施工前,对土地整治范围的区界、现有的道路及其他设施进行标界。(3)测量,重新测量土地整治区域,根据定量化测量结果,进行相应图件资料的绘制,同时作为田块调整的工作草图。(4)田块的重新划分,当地的土地整治局应收集有关资料,听取公共产权代表者和私人土地所有者对田块划分及补偿的要求与意愿,修改初始的土地调整方案。分配后就在田间落实形成新的地块,在土地转移交接基准日,土地所有者交出原有土地,即不再经营原有的土地,同时得到新的土地,即获得新土地的所有权、经营权。(5)土地权属的变更登记。通过实施土地整治后形成新的土地产权关系后,土地整治局需要根据土地整治权属调整方案申请变更登记:地籍登记、土地变更登记、水利登记、文化遗迹登记、自然保护登记以及建筑负担目录登记。[8]

日本的土地整治主要是通过土地的合并、交换与分割,地类转换,土地开垦,区划形式内容的变更,排水造田,填海造田,对道路、沟渠、堤塘、蓄水池、畦畔等进行改造,从而达到增进土地的目的。根据当地实际情况,提出了规范田块的大小为:100-300m×200-1000m 不等,通常由 10 个以上单元组成,耕作单元大小有 20m×100m、150m×100m 不等。[9]对于田块整理中都会涉及土地权属的变更,因而权属管理工作尤为重要,日本的土地权属调整主要进行换地处分和耕地整理登记,其中针对农村土地整治中权属调整的换地处分,又分为单纯的换地交付和特殊的换地处分。

国外的土地整治历史久远,田块归并经验丰富,存在共同之处:(1)有较为完整的法律法规,一般都涉及到土地评估、规划、权属调整、土地登记和地籍管理等方面。(2)注重土地权属调整,进行土地整治后,施工区域土地的面积与质量都发生了变化,应评估土地整治前后土地的价值,而土地收益分配一般以土地整治前的土地价值为依据。(3)公众的积极参与,土地整理目标能够得以实现的关键因素之一就是公众的积极参与和广泛支持。在土地整理的各个重要环节都需要公众的积极参与,例如土地整理立项决定、土地估价结果、土地权属调整方案、最终的土地整理方案等

3.2 国内土地整改

2005 年 9 月,国土资源部地籍管理司和土地整理中心联合出版了土地权属管理的规范性文件——《农村土地开发整理权属管理操作手册》,该手册规定了土地权属的管理目标、原则、要求、依据、程序;土地权属调整的类型与方式;分阶段土地权属管理的内容和方法,而土地权属管理方法包括土地权属调查、地籍测量、确权、纠纷处理、土地登记等相关工作。[10]根据土地权属管理操作手册,我国在湖南、湖北、广西、新疆等地先后开展了应用试点工作,并取得一定成果。

3.3 国内土地整改存在的问题

目前大部分土地整治项目施工完后只分到大田块,没有对大田块进行详细划分,而是在土地整治项目施工后后交给村委会,由村委会对土地进行详细划分,一般是保持各家田块位置和数量不变,没能实现土地承包者田块的集中,不利于土地规模经营,不利于农业机械进行作业。3.3.1农用地分等定级研究较多,农户间承包土地等级划分研究较少

目前我国分等定级工作已经取得丰硕成果,包括土地分等定级法律法规、理论基础、方法、模型、评价指标、评价单元划分、成果应用等方面。尤其是 2012年 10 月 1 日,由国土资源部起草的《农用地质量分等规程》、《农用地定级规程》、《农用地估价规程》三个国家标准正式实施。[11]但对于更加微观方面的土地等级划分研究较少,主要是土地承包者不同田块间土地等级的划分及折算,从而不利于土地承包者等价值进行土地权属调整,实现不同等级田块的归并。

3.3.2缺乏对新增耕地认定和分配方法研究

目前土地整治中研究主要是新增耕地不是净增耕地面积,包括:南方宽度

3.3.3土地承包者与田块位置的选择缺乏研究

不同的土地承包者会选择不同田块位置,但目前的文献并没有对这一块进行研究,针对不同农户的选择不同位置的田块,构建农户与选择田块位置相耦合的模型,将有利于在对田块规划设计时田块的划分,指导规划设计工作,降低土地整治方案变更的次数,增加土地权属调整方案的可行性、操作性。

结论

影响机械作业效率的指标有表面积,有效表面积,长宽比,周长等,这些指标代表着地块的不同形状特征,我们通过研究农业机械在不同形状特征下的作业效率,得出最佳的指标组合,从而在进行土地整改的时候加以参考,将零散地块与传统耕地相糅合,重新划分,使得整改后的耕地更适合机械作业,提高机械作业效率。土地整改任务繁杂,国内工作开展不够深入,可以向国外学习借鉴,推出适合中国国情,具有中国特色的整改方案。

参考文献

[1].[11] 陈薇.土地整理理论与实践研究[D].安徽农业大学,2006.[2]丁启朔,丁为民,杨伟,李毅念,田永超,朱艳.耕地细碎化条件的机械化特征——小型收割机的田间作业行为调查[J].浙江农业学报,2013,06 [3] TimoOksanen.PATH PLANNING ALGORITHMS FOR AGRICULTURAL FIELD MACHINES.Helsinki University of Technology Automation Technology Laboratory Series A: Research Reports No.31 [4] M.VEERANGOUDA, SUSHILENDRA, K.V.PRAKASH AND M.ANANTACHAR.Performance evaluation of tractor operated combine harvester.Karnataka J.Agric.Sci., 23(2):(282-285)2010.[5] DionysisBochtis, Stavros Vougioukas, YiannisAmpatzidis, ConstantinosTsatsarelis.Field Operations Planning for Agricultural Vehicles: A Hierarchical Modeling Framework.Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal.Manuscript PM 06 021.Vol.IX.February, 2007.[6] X.P.Gonzalez, C.J.Alvarez, R.Crecente,2004, Evaluation of land distributions with joint regard to plot size and shape.[7] O.Ali, B.Verlinden and D.Van Oudheusden, Infield logistics planning for crop-harvesting operations.Engineering Optimization.Vol.41, No.2, February 2009, 183–197.[8] D.D.Bochtis*, C.G.Sørensen.The vehicle routing problem in field logistics: Part II.b i o s y s t e m s e n g i n e e r i n g 1 0 5(2 0 1 0)1 8 0 – 1 8 8.[9] 汤青慧.土地整理环境影响评价指标体系的研究[D].武汉大学,2004.[10] 黄凰,杨敏丽,黄光群等.主要粮食作物机械化生产工程模式构建与评价[J].农业工程学报,2013,(23):53-61.[12]刘雪冉.土地整治中承包田块的调整研究[D].中国矿业大学(北京),2013.

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