Knowledge Graph Construction and Visualization in Soil Fertility and Scientific Crop Fertilizer Management

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2022-0067

Abstract

Abstract:

Aiming to improve the function of artificial intelligence in agriculture, and to search the knowledge organization and application in field of soil fertility, the soil fertility ontology of Anhui Province was built with manual construction method as well as the Protégé application software. Then the structured data, semi-structured data and unstructured data related to soil fertility in Anhui Province were first cleaned and then processed by inverse distance weighted (IDW) interpolation. Based on deep learning model of ERNIE-BiLSTM-CRF and PCNN-Attention, the tasks of named entity recognition and relationship extraction were realized, and all the triplet data were stored in Neo4j graph database. And the visual knowledge graph of soil fertility was successfully constructed. This study can provide reference for the construction of other agricultural knowledge graph in the aspects of ontology construction, entity relationship extraction model and graph visualization.

Key words: soil fertility, ontology construction, entity relationship extraction, deep learning

ZHANG Caili, WU Saisai, LI Wei, WANG Hui, CHEN Lei. Knowledge Graph Construction and Visualization in Soil Fertility and Scientific Crop Fertilizer Management[J]. Journal of Agriculture, 2023, 13(7): 80-86.

Figures/Tables 7

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土壤测试项目	测试值	丰缺指标	养分水平评价
土壤测试项目	测试值	丰缺指标	缺	中	丰
有机质/(g/kg)	11.70	<20缺，>30丰	√
碱解氮/(mg/kg)	77.00	<60缺，>120丰		√
有效磷/(mg/kg)	113.50	<5缺，>20丰			√
速效钾/(mg/kg）	9.00	<50缺，>150丰	√
pH	6.10	6.5~7.5中性	酸性

土壤测试项目	测试值	丰缺指标	养分水平评价
土壤测试项目	测试值	丰缺指标	缺	中	丰
有机质/(g/kg)	11.70	<20缺，>30丰	√
碱解氮/(mg/kg)	77.00	<60缺，>120丰		√
有效磷/(mg/kg)	113.50	<5缺，>20丰			√
速效钾/(mg/kg）	9.00	<50缺，>150丰	√
pH	6.10	6.5~7.5中性	酸性

肥料使用情况	氮/(kg/hm²)		磷/(kg/hm²)		钾/(kg/hm²)
肥料使用情况	需N	尿素用量	需P₂O₅	钙镁磷肥用量	需K₂O	氯化钾用量
总用量		360.0		210.0		360.0
基肥		105.0		210.0		180.0
追肥（插秧后11 d）		142.5				180.0
追肥（插秧后35 d）		105.0				0

肥料使用情况	氮/(kg/hm²)		磷/(kg/hm²)		钾/(kg/hm²)
肥料使用情况	需N	尿素用量	需P₂O₅	钙镁磷肥用量	需K₂O	氯化钾用量
总用量		360.0		210.0		360.0
基肥		105.0		210.0		180.0
追肥（插秧后11 d）		142.5				180.0
追肥（插秧后35 d）		105.0				0

土样编号	地块名称	代表农户	土种	有机质		碱解氮		有效磷		速效钾		pH		配方施肥建议
土样编号	地块名称	代表农户	土种	g/kg	评价	mg/kg	评价	mg/kg	评价	mg/kg	评价	测定	评价	配方施肥建议
366100A001	基仔乾	范春芳	深脚烂	20.8	中等	112	中等	69.3	丰富	39	缺乏	6	微酸性	进入
366100A002	坑里珑	连建守	灰泥田	16.8	缺乏	114	中等	23.1	中等	47	缺乏	5.7	微酸性	进入
366100A003	后珑仔	范启国	黄泥田	18.1	缺乏	89	缺乏	43.5	丰富	52	缺乏	5.9	微酸性	进入
366100A004	沈坑珑	田新才	青底灰	15.3	缺乏	78	缺乏	48.9	丰富	26	缺乏	5.5	酸性	进入
366100A005	沈坑珑	田守八	黄泥田	20.1	中等	116	中等	34.1	丰富	49	缺乏	5.6	微酸性	进入
366100A006	四十座	范起兴	青底灰	14.7	缺乏	93	缺乏	17	中等	23	缺乏	5.7	微酸性	进入
366100A007	北坑头	叶式民	黄泥砂	14.5	缺乏	101	中等	17.8	中等	24	缺乏	5.6	微酸性	进入
366100A009	坑珑	陈永朝	黄底灰	11.5	缺乏	60	缺乏	6.1	缺乏	30	缺乏	6.1	微酸性	进入
366100A010	墓垵	杜秀坚	青底灰	36	丰富	149	中等	18.9	中等	36	缺乏	5.3	酸性	进入
366100A011	墓仔珑	林昌轮	黄泥土	8.1	缺乏	108	中等	11.7	缺乏	26	缺乏	5.9	微酸性	进入
366100A012	大春园	柳吓垫	黄泥土	10.3	中等	62	缺乏	19.8	中等	36	缺乏	5.7	微酸性	进入
366100A013	兴农果	范明德	黄泥土	12	中等	73	缺乏	6.6	缺乏	112	中等	5.5	酸性	进入