[發(fā)明專利]確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法

有效

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• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107194820B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 王景雷;陳智芳;宋妮;王峰;申孝軍;王鵬翔;崔永生
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06T7/62
• 代理公司: 鄭州意創(chuàng)知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 韓曉莉

本申請公開了一種確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法，該方法包括：獲取監(jiān)測站點位置及作物需水量的主要影響因素信息；計算主要影響因素不同空間位置的熵值；根據主要影響因素的權重，獲得綜合熵值的空間分布；將綜合熵值視作監(jiān)測站點向外擴張時所遇到的阻力或成本，采用成本距離法確定每個監(jiān)測站點所能代表的面積；根據誤差和置信程度的高低劃分代表性；將監(jiān)測站點所代表的面積及不同空間位置代表性程度進行可視化表達。本申請既考慮了站點所處的空間位置，也考慮了影響作物需水量的主要影響因素空間位置的變化，可比較精確地確定每個監(jiān)測站點作物需水量的代表面積及不同空間位置的代表性強弱。

技術領域

本發(fā)明屬于農業(yè)水土工程技術領域，具體的涉及一種確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法。

背景技術

作物需水量是水量平衡計算、灌溉工程規(guī)劃、設計及管理不可或缺的基礎數據。需水量監(jiān)測站點是作物需水量實測值的主要來源，也是評估遙感等其它間接方法估算精度和可靠性的關鍵數據源。由于作物需水量受當地氣候、土壤、作物等自然地理條件的影響，具有較大的空間異質性。因此，要想準確獲取區(qū)域尺度的作物需水量，必須進行區(qū)域內需水量監(jiān)測站網的空間布局，進行需水量監(jiān)測站點的代表性分析，明確每個試驗站點的代表面積，才能比較準確地獲取較大尺度的作物需水量，從而為農田水利工程的規(guī)劃、設計和管理以及地區(qū)間水量水權分配，跨流域引水、調水決策的制定提供比較可靠的數據支撐。

目前，在站網結構確定的情況下，確定每個站點控制或代表面積常用的方法是泰森多邊形法，但這種方法由于只考慮站網的空間布局，不能考慮監(jiān)測站點監(jiān)測的屬性數據和影響監(jiān)測數據的主要影響因素。而作物需水量受地形、氣候、土壤、土地利用等的影響較大，因此如果只考慮監(jiān)測站點地理坐標和空間分布結構來確定監(jiān)測站點的控制面積，對地形和氣候變化影響較大的區(qū)域，利用該方法確定的控制面積較實際偏大，與此相反，對地形平坦、土壤類型變化較小、土地利用變化不大的站點，則確定的面積較實際偏小。因此如何既考慮監(jiān)測站點的空間結構，又考慮影響作物需水的主要影響因素的空間變化綜合考慮監(jiān)測站點的控制或代表性面積，并對研究區(qū)不同空間位置的代表性強弱進行分析，對于提高區(qū)域作物需水量的估算精度具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術的泰森多邊形法存在不能考慮監(jiān)測站點監(jiān)測的屬性數據和影響監(jiān)測數據的主要影響因素等問題，提出一種確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法，包括以下步驟：

獲取監(jiān)測站點位置及作物需水量的主要影響因素信息；

計算主要影響因素不同空間位置的熵值；

根據主要影響因素的權重，獲得綜合熵值的空間分布；

將綜合熵值視作監(jiān)測站點向外擴張時所遇到的阻力或成本，利用成本距離法確定每個監(jiān)測站點所能代表的面積；

根據誤差和置信程度的高低劃分代表性；

將監(jiān)測站點所代表的面積及不同空間位置代表性程度進行可視化表達。

所述的確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法，影響區(qū)域作物需水量空間分布的主要因素包括：研究區(qū)的高程信息、土壤類型信息、坡度信息及土地利用信息。

所述的確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法，利用公式計算研究區(qū)域主要影響因素的熵值，其中，w_ij為移動窗口，i=2……，行-1；j=2……,列-1；p_ij(y)為某一柵格值在移動窗口中的頻率，y為某一具體影響因素的柵格值。

所述的確定作物需水量監(jiān)測站點代表面積及代表性程度的方法，確定研究區(qū)不同空間位置處的綜合熵值，確定綜合熵值主要包括：

采用熵權法確定主要影響因素對綜合熵值貢獻的權重；