[發明專利]農田氮徑流量估算方法、裝置、計算機設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011626506.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112613578A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 后希康;張遠;楊中文;夏瑞;馬淑芹;郎濤;賈曉波;丁森;張凱;段平洲;陳焰;王璐
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N20/20;G06Q50/02;G06F17/18
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

1.一種農田氮徑流量估算方法，用于對大尺度研究區域的農田氮徑流量進行估算，其特征在于，包括：

獲取多條樣本數據，根據多條樣本數據構建模型參數優化訓練樣本數據集，樣本數據包括土壤屬性參數、多種田間管理方式、作物類型和氣候數據；

根據田間管理方式和/或作物類型的類別，將模型參數優化訓練樣本數據集劃分為多個子集，根據劃分的樣本數據子集對預設的氮徑流模型方程的模型參數進行優化率定，建立氮徑流量回歸方程；

獲取待估算研究區域的空間分布數據，構建研究區模型輸入數據集，所述空間分布數據包括空間分布土壤屬性數據、空間分布田間管理方式、作物類型和空間分布氣候數據；

根據研究區模型輸入數據集和氮徑流量回歸方程，計算待估算研究區域的農田氮徑流量。

2.如權利要求1所述的農田氮徑流量估算方法，其特征在于，所述根據所述田間管理方式的種類和/或所述作物類型，將所述樣本數據劃分為多個子集，包括：

分析不同的所述田間管理方式和/或所述作物類型對應的氮徑流率和/或背景氮流失量的差異，將所述氮徑流率和/或背景氮流失量的差異大于預設值的所述田間管理方式或所述作物類型作為分類變量；

根據所述分類變量，采用決策樹模型將所述樣本數據分為多個子集，每個子集對應所述分類變量的不同區間范圍。

3.如權利要求1所述的農田氮徑流量估算方法，其特征在于，所述土壤屬性參數包括多種土壤屬性參數，所述氣候參數包括多種氣候參數，所述根據劃分的樣本數據子集對預設的氮徑流模型方程的模型參數進行優化率定，包括：

根據所述樣本數據子集對所述土壤屬性參數和氣候參數進行共線性診斷分析和顯著性分析，從中剔除共線性大于預設值，且顯著性小于預設值的變量，得到各子集對應模型回歸方程的自變量；

采用全局優化算法分別對所述氮徑流模型方程的參數進行優化率定，得到所述氮徑流量回歸方程。

4.如權利要求1或3所述的農田氮徑流量估算方法，其特征在于，所述采用全局優化算法分別對所述氮徑流的參數進行優化率定，得到所述氮徑流量回歸方程，包括：

采用全局優化算法對所述樣本土壤屬性參數和所述樣本氣候參數進行優化率定，得到背景氮流失量率定參數；根據所述背景氮流失量率定參數建立背景氮流失量回歸方程；

采用全局優化算法對所述樣本土壤屬性參數、樣本氣候參數及田間管理方式進行優化率定，得到氮徑流率率定參數；根據所述氮徑流率率定參數建立氮徑流率回歸方程；

根據所述背景氮流失量回歸方程及氮徑流率回歸方程確定所述氮徑流量回歸方程。

5.如權利要求4所述的農田氮徑流量估算方法，其特征在于，所述根據研究區模型輸入數據集和氮徑流量回歸方程，計算待估算研究區域的農田氮徑流量，包括：

將所述空間分布土壤屬性數據、所述空間分布氣候數據輸入到所述背景氮流失量回歸方程中，計算所述研究區域的背景氮流失量；

將所述空間分布土壤屬性數據、所述空間分布氣候數據及空間分布田間管理方式輸入到對應的所述氮徑流率回歸方程中，計算所述研究區域的氮徑流率；

根據所述研究區域的背景氮流失量、氮徑流率，采用以下計算式計算所述研究區域的氮徑流量：

Runoff＝RR×N_rate+R⁰

其中，Runoff為所述研究區域的氮徑流量，RR為所述研究區域的氮徑流率，R⁰為所述研究區域的背景氮流失量，N_rate為預設的施氮強度。

6.如權利要求2所述的農田氮徑流量估算方法，其特征在于，采用配對樣本t檢驗，分析不同的所述田間管理方式，和所述作物類型參數的對應的氮徑流率的差異。