[發明專利]一種區域作物耗水時空格局優化設計方法

有效

• 申請號: 201210343189.5
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102880752A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王素芬;黃好思;康紹忠;佟玲;郝新梅
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.一種區域作物耗水時空格局優化設計方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：選擇優化區域并獲取耗水計算單元，選取耗水計算單元上的耗水影響因子；

步驟2：根據耗水量和耗水計算單元上的耗水影響因子數據計算耗水綜合影響因子，選取設定種類的作物，并建立單種作物分布式耗水模型；

步驟3：對優化區域進行分區；

步驟4：根據單種作物分布式耗水模型和適宜耗水量區間計算作物耗水綜合影響因子區間；

步驟5：將步驟3得到的分區與步驟4得到的作物耗水綜合影響因子區間耦合，得到不同作物生產優勢區域；

步驟6：建立區域作物耗水時空格局優化模型，根據區域作物耗水時空格局優化模型計算每個分區每種作物的最優年種植面積區間，并布局在每個分區每種作物的生產優勢區域，從而得到區域作物耗水時空格局。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述根據耗水量和耗水計算單元上的耗水影響因子數據計算耗水綜合影響因子，選取設定種類的作物，并建立單種作物分布式耗水模型具體包括：

步驟101：設有p個耗水計算單元，n個耗水影響因子，每個耗水計算單元上的耗水影響因子數據由矩陣表征，L_ij是第i個耗水計算單元的第j個耗水影響因子數據；

步驟102：采用公式對矩陣L中的數據進行標準化處理；其中，是第j個耗水影響因子數據平均值，即SD_j是第j個耗水影響因子數據的標準差，即SDj=1pΣi=1p(Lij-L‾j)2;]]>

步驟103：對標準化后的矩陣進行因子分析，從而得到t個作物耗水綜合影響因子(x₁,x₂,...,x_t);

步驟104：建立單種作物分布式耗水模型其中，ET_l是第l種作物的單位面積全生育期適宜耗水量，l＝1,2,...,v，v為作物總數，是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子的權重，且是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子的權系數，t是作物耗水綜合影響因子總數，是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子對第i個耗水影響因子的得分值，n是耗水影響因子的總數，是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子的貢獻率，是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子和第i個耗水影響因子的相關系數，是第l種作物的第j個作物耗水綜合影響因子，f(·)是線性函數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述對優化區域進行分區包括：

步驟201：設有m個待分類區域，n個耗水影響因子，每個待分類區域上的耗水影響因子數據由矩陣表征，X_ij第i個待分類區域的第j個耗水影響因子數據；

步驟202：對矩陣X中的數據進行標準化處理；

步驟203：針對矩陣X中的標準化處理后的數據，采用聚類分析法將待分類區域分區，從而得到u個分區。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述區域作物耗水時空格局優化模型包括目標函數和約束條件；

目標函數為：

max z±=Σk=1uΣl=1v(vkl±/ETkl±)xkl±/xk±,]]>

其中，是第k個分區第l種作物單位面積凈產值區間，單位：元，是第k個分區第l種作物單位面積全生育期適宜耗水量區間，單位：毫米，是第k個分區第l種作物最優年種植面積區間，單位：公頃，是第k個分區種植作物總播種面積區間，單位：公頃;

約束條件為：

1）耕地總面積約束，是第k個分區第l種作物最優年種植面積區間，單位：公頃，a是復種指數，b^±是總耕地面積區間，單位：公頃；

2）水資源約束，是第k個分區第l種作物的毛灌溉定額區間，單位：立方米/公頃，是第k個分區第l種作物最優年種植面積區間，單位：公頃，Q^±是全年種植業灌溉可用水量區間，單位：立方米；

3）經濟指標約束，是第k個分區第l種作物單位面積凈產值區間，單位：元，是第k個分區第l種作物最優年種植面積區間，單位：公頃，V^±是農作物總凈產值區間，單位：元；

4）非負約束，k＝1,2,...,u，l＝1,2,...,v；

在上述目標函數公式和約束條件公式中，u為分區總數，v為種植作物總數。