[發明專利]一種遷飛性昆蟲空間分布預測方法和裝置

在審

• 申請號: 202210586556.8
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115049112A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 黃滟茹;董瑩瑩;黃文江;耿蕓;馬慧琴;汪靖
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉翠香

本申請提供了遷飛性昆蟲空間分布預測方法和裝置，方法包括：獲取氣象數據和目標昆蟲的遷飛行為參數，根據氣象數據和遷飛行為參數，以預設地點為遷飛起點，對目標昆蟲未來的遷飛地點進行連續預測，得到由遷飛起點和預測的遷飛地點組成的多個遷飛軌跡，根據目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時是否處于寄主植物的生長期，和目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時的氣候是否適宜目標昆蟲生長發育，將多個遷飛軌跡中的無效軌跡篩除，篩除無效軌跡后的遷飛軌跡作為目標有效遷飛軌跡，根據目標有效遷飛軌跡，確定目標昆蟲未來的空間分布。本申請考慮了目標昆蟲的遷飛擴散機制、氣候適宜性和寄主植物生長期，使得預測出的空間分布更準確，且時空連續性更好。

技術領域

本申請涉及生物防治領域，特別是涉及一種遷飛性昆蟲空間分布預測方法和裝置。

背景技術

目前存在一些遠距離遷飛性昆蟲，例如草地貪夜蛾，季節性入侵范圍廣，防控難度大。定量預測這類昆蟲的動態空間分布情況，對熱點區域開展生物或化學防治、監測儀器布設、經濟損失評估顯得尤為重要。

以往研究常采用物種生態位模型(SDM)、統計分析模型及機器學習模型，依賴于各時期物種存在/不存在數據歸納的氣候適宜性來預測昆蟲發生空間范圍及程度，此外，也有研究者將氣象背景場對昆蟲擴散的影響納入模型的考慮范圍內，例如基于昆蟲軌跡遷飛模型模擬昆蟲的大氣擴散過程，從而預測了昆蟲的遷飛路徑。

但是，上述模型未能全面考慮與昆蟲生存、發育、遷飛有關的生物學特性，以及外部環境條件和寄主植物條件對昆蟲遷飛擴散的影響，導致昆蟲空間分布預測結果時空連續性較差，且準確性較低。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種遷飛性昆蟲空間分布預測方法和裝置，用于解決上述技術問題，其技術方案如下：

一種遷飛性昆蟲空間分布預測方法，包括：

獲取氣象數據和目標昆蟲的遷飛行為參數，其中，氣象數據為時空不連續的氣象數據；

根據氣象數據和遷飛行為參數，以預設地點為遷飛起點，對目標昆蟲未來的遷飛地點進行連續預測，得到由遷飛起點和預測的遷飛地點組成的多個遷飛軌跡；

根據目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時是否處于寄主植物的生長期，和目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時的氣候是否適宜目標昆蟲生長發育，將多個遷飛軌跡中的無效軌跡篩除，得到目標有效遷飛軌跡；

根據目標有效遷飛軌跡，確定目標昆蟲未來的空間分布。

可選的，根據目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時是否處于寄主植物的生長期，和目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時的氣候是否適宜目標昆蟲生長發育，將多個遷飛軌跡中的無效軌跡篩除，包括：

確定目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時是否處于寄主植物的生長期，并確定目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時的氣候是否適宜目標昆蟲生長發育；

針對多個遷飛軌跡中的每個遷飛軌跡，若目標昆蟲沿該遷飛軌跡飛行時未處于寄主植物的生長期，和/或目標昆蟲沿該遷飛軌跡飛行時的氣候不適宜目標昆蟲生長發育，則將該遷飛軌跡從多個遷飛軌跡中篩除。

可選的，確定目標昆蟲沿多個遷飛軌跡飛行時是否處于寄主植物的生長期，包括：

獲取多個遷飛軌跡包含的遷飛地點下的各時期葉面積指數；

將各時期葉面積指數對應到預設的農田網格下，得到各農田網格下的各時期葉面積指數；

根據各農田網格下的各時期葉面積指數，生成各農田網格分別對應的葉面積指數年度時間序列曲線；

針對各農田網格中的每個農田網格，采用該農田網格對應的平滑方法對該農田網格對應的葉面積指數年度時間序列曲線進行平滑處理，得到該農田網格對應的平滑后葉面積指數年度時間序列曲線；