[發明專利]一種大田作物精準施肥方法及系統

在審

• 申請號: 201910303769.3
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109964611A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 傅澤田;董玉紅;李鑫星;鄭永軍;嚴海軍;張國祥;彭要奇;白雪冰;朱晨光;曹閃閃
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01C21/00
• 分類號: A01C21/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種大田作物精準施肥方法，其特征在于，包括：

獲取多組樣本農田的樣本數據，每一樣本農田的樣本數據包括：每一樣本農田的土壤含氮量、每一樣本農田的土壤含磷量、每一樣本農田的土壤含鉀量、每一樣本農田的施氮量、每一樣本農田的施磷量、每一樣本農田的施鉀量和每一樣本農田的作物產量；

利用小波分析，獲取每一樣本農田的作物產量的小波分量、每一樣本農田土壤含氮量的小波分量、每一樣本農田土壤含磷量的小波分量和每一樣本農田土壤含鉀量的小波分量；

根據每一樣本農田的作物產量的小波分量、每一樣本農田土壤含氮量的小波分量、每一樣本農田土壤含磷量的小波分量和每一樣本農田土壤含鉀量的小波分量，獲取訓練后的BP神經網絡；

獲取目標農田的土壤含氮量、所述目標農田的土壤含磷量、所述目標農田的土壤含鉀量和所述目標農田的歷史農作物產量，利用小波分析分別獲得所述目標農田的土壤含氮量的小波分量、所述目標農田的土壤含磷量的小波分量、所述目標農田的土壤含鉀量的小波分量和所述目標農田的歷史農作物產量的小波分量；

將所述目標農田的土壤含氮量的小波分量、所述目標農田的土壤含磷量的小波分量、所述目標農田的土壤含鉀量的小波分量和所述目標農田的歷史農作物產量的小波分量輸入到訓練后的BP神經網絡中，并根據非線性規劃，獲取所述目標農田的施氮量、所述目標農田的施磷量、所述目標農田的施鉀量。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述小波分析的小波基為5、分解尺度為2。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述根據每一樣本農田的作物產量的小波分量、每一樣本農田土壤含氮量的小波分量、每一樣本農田土壤含磷量的小波分量和每一樣本農田土壤含鉀量的小波分量，獲取訓練后的BP神經網絡，具體包括：

將每一樣本農田的土壤含氮量的趨勢分量、每一樣本農田的土壤含磷量的趨勢分量、每一樣本農田的土壤含鉀量的趨勢分量、每一樣本農田的施氮量、每一樣本農田的施磷量、每一樣本農田的施鉀量以及每一樣本農田的作物產量的趨勢分量作為BP神經網絡的輸入，每一樣本農田的作物產量作為所述BP神經網絡的輸出，對所述BP神經網絡進行訓練，所述小波分量包括趨勢分量、周期分量和隨趨分量；

獲取訓練后的BP神經網絡。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述根據每一樣本農田的作物產量的小波分量、每一樣本農田土壤含氮量的小波分量、每一樣本農田土壤含磷量的小波分量和每一樣本農田土壤含鉀量的小波分量，具體包括：

將每一樣本農田的土壤含氮量的趨勢分量、每一樣本農田的土壤含磷量的趨勢分量、每一樣本農田的土壤含鉀量的趨勢分量、每一樣本農田的施氮量、每一樣本農田的施磷量、每一樣本農田的施鉀量和每一樣本農田的作物產量作為第一BP神經分網絡的輸入，每一樣本農田的作物產量的趨勢分量作為所述第一BP神經分網絡的輸出，對所述第一BP神經分網絡進行訓練，所述小波分量包括趨勢分量、周期分量和隨趨分量；

將每一樣本農田的作物產量作為第二BP神經分網絡的輸入，每一樣本農田的作物產量的周期分量作為所述第二BP神經分網絡的輸出，對所述第二BP神經分網絡進行訓練；

將每一樣本農田的作物產量作為第三BP神經分網絡的輸入，每一樣本農田的作物產量的隨趨分量作為所述第三BP神經分網絡的輸出，對所述第三BP神經分網絡進行訓練；

獲取訓練后的BP神經網絡，所述訓練后的BP神經網絡由訓練后的第一BP神經分網絡、訓練后的第二BP神經分網絡和訓練后的第三BP神經分網絡組成。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述非線性規劃包括最大產量施肥量和最大效益施肥量。

6.根據權利要求5所述方法，其特征在于，所述最大產量施肥量的計算公式如下：

其中，fn_max表示氮肥的最大施用量，fp_max表示磷肥的最大施用量，fk_max表示鉀肥的最大施用量，cn表示樣本農田的土壤含氮量，cp表示樣本農田的土壤含磷量，ck表示樣本農田的土壤含鉀量。