[發(fā)明專利]一種農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710608829.3
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107392376B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許世衛(wèi);莊家煜;劉佳佳;王盛威;王東杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G01W1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括：

引入單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)，建立包括農(nóng)作物各生長期和各類氣象要素值的氣象單產(chǎn)模型；具體包括：

引入所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q，所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q表示某類氣象要素平均值相對于歷史平均值每變化一個單位所引起的單產(chǎn)變化量；

根據(jù)所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q建立所述包括農(nóng)作物各生長期和各類氣象要素值的氣象單產(chǎn)模型：

其中，Y表示所述農(nóng)作物的氣象單產(chǎn)；Q為所述農(nóng)作物的所述生長期的個數(shù)；P為所述氣象要素的種類數(shù)；p表示第p類所述氣象要素，p＝1,2,...,P；q表示第q個所述生長期，q＝1,2,...,Q；c_p,q表示所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值；α_p,q表示所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素對應(yīng)的單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)；

獲取所述農(nóng)作物的歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述農(nóng)作物的歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)，求解所述氣象單產(chǎn)模型中的單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)，得到含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型；具體包括：

根據(jù)所述歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述歷史氣象數(shù)據(jù)獲得基準(zhǔn)氣象單產(chǎn)表達式：

其中，Y₀表示所述農(nóng)作物的所述生長期內(nèi)每天的所述氣象要素值為歷史平均值時的氣象單產(chǎn)；表示所述歷史氣象數(shù)據(jù)內(nèi)所有年份的所述農(nóng)作物第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的歷史平均值；

根據(jù)所述歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述歷史氣象數(shù)據(jù)獲得歷史氣象單產(chǎn)表達式：

其中，Y_t表示所述歷史氣象數(shù)據(jù)內(nèi)第t年的氣象單產(chǎn)；表示第t年所述農(nóng)作物第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值；

根據(jù)所述基準(zhǔn)氣象單產(chǎn)表達式和所述歷史氣象單產(chǎn)表達式獲得所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q的確定值；

將所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q的確定值代入所述氣象單產(chǎn)模型獲得含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型；

獲取當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)；所述當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)包括所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)和所述完整氣象單產(chǎn)模型，預(yù)測所述農(nóng)作物的氣象產(chǎn)量，具體包括：

根據(jù)所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)獲得所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值c_p,q；具體為，在計算所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值c_p,q時，當(dāng)需要使用所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的所述氣象要素值時，將預(yù)測當(dāng)年實際測得的從所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的所述氣象要素值代入計算；當(dāng)需要使用預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的所述氣象要素值時，將預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)代入進行計算；

將所述平均值c_p,q代入所述含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型，計算得到所述農(nóng)作物的氣象單產(chǎn)；

獲取所述農(nóng)作物的種植面積；

根據(jù)所述氣象單產(chǎn)和所述種植面積預(yù)測所述農(nóng)作物的氣象產(chǎn)量。

2.一種農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

氣象單產(chǎn)模型建立模塊，用于引入單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)，建立包括農(nóng)作物各生長期和各類氣象要素值的氣象單產(chǎn)模型；

所述氣象單產(chǎn)模型建立模塊具體包括：

單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)獲取單元，用于引入所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q，所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q表示某類氣象要素平均值相對于歷史平均值每變化一個單位所引起的單產(chǎn)變化量；

氣象單產(chǎn)模型建立單元，用于根據(jù)所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q建立所述包括農(nóng)作物各生長期和各類氣象要素值的氣象單產(chǎn)模型：

其中，Y表示所述農(nóng)作物的氣象單產(chǎn)；Q為所述農(nóng)作物的所述生長期的個數(shù)；P為所述氣象要素的種類數(shù)；p表示第p類所述氣象要素，p＝1,2,...,P；q表示第q個所述生長期，q＝1,2,...,Q；c_p,q表示所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值；α_p,q表示所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素對應(yīng)的單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)；

歷史數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取所述農(nóng)作物的歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)；

完整氣象單產(chǎn)模型獲取模塊，用于根據(jù)所述農(nóng)作物的歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史氣象數(shù)據(jù)，求解所述氣象單產(chǎn)模型中的單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)，得到含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型；

所述完整氣象單產(chǎn)模型獲取模塊具體包括：

基準(zhǔn)氣象單產(chǎn)獲取單元，用于根據(jù)所述歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述歷史氣象數(shù)據(jù)獲得基準(zhǔn)氣象單產(chǎn)表達式：

其中，Y₀表示所述農(nóng)作物的所述生長期內(nèi)每天的所述氣象要素值為歷史平均值時的氣象單產(chǎn)；表示所述歷史氣象數(shù)據(jù)內(nèi)所有年份的所述農(nóng)作物第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的歷史平均值；

歷史氣象單產(chǎn)獲取單元，用于根據(jù)所述歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)和所述歷史氣象數(shù)據(jù)獲得歷史氣象單產(chǎn)表達式：

其中，Y_t表示所述歷史氣象數(shù)據(jù)內(nèi)第t年的氣象單產(chǎn)；表示第t年所述農(nóng)作物第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值；

單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)計算單元，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)氣象單產(chǎn)表達式和所述歷史氣象單產(chǎn)表達式獲得所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q的確定值；

完整氣象單產(chǎn)模型獲取單元，用于將所述單產(chǎn)-氣象變化系數(shù)α_p,q的確定值代入所述氣象單產(chǎn)模型獲得含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型；

當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)；所述當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)包括所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)；

農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)和所述完整氣象單產(chǎn)模型，預(yù)測所述農(nóng)作物的氣象產(chǎn)量；

所述農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測模塊具體包括：

平均值獲取單元，用于根據(jù)所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的氣象數(shù)據(jù)和預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)獲得所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值c_p,q；具體為，在計算所述農(nóng)作物的第q個生長期內(nèi)的第p類氣象要素值的平均值c_p,q時，當(dāng)需要使用所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的所述氣象要素值時，將預(yù)測當(dāng)年實際測得的從所述農(nóng)作物播種時到預(yù)測當(dāng)天的所述氣象要素值代入計算；當(dāng)需要使用預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的所述氣象要素值時，將預(yù)測當(dāng)天到所述農(nóng)作物成熟時的歷史氣象數(shù)據(jù)代入進行計算；

氣象單產(chǎn)計算單元，用于將所述平均值c_p,q代入所述含有確定參數(shù)的完整氣象單產(chǎn)模型，計算得到所述農(nóng)作物的氣象單產(chǎn)；

種植面積獲取單元，用于獲取所述農(nóng)作物的種植面積；

農(nóng)作物氣象產(chǎn)量預(yù)測單元，用于根據(jù)所述氣象單產(chǎn)和所述種植面積預(yù)測所述農(nóng)作物的氣象產(chǎn)量。