[發明專利]一種農作物氣象產量預測方法及系統

有效

• 申請號: 201710608829.3
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107392376B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 許世衛;莊家煜;劉佳佳;王盛威;王東杰
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業信息研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G01W1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種農作物氣象產量預測方法，其特征在于，所述方法包括：

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

引入所述單產-氣象變化系數α_p,q，所述單產-氣象變化系數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變化量；

根據所述單產-氣象變化系數α_p,q建立所述包括農作物各生長期和各類氣象要素值的氣象單產模型：

其中，Y表示所述農作物的氣象單產；Q為所述農作物的所述生長期的個數；P為所述氣象要素的種類數；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表示所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值；α_p,q表示所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素對應的單產-氣象變化系數；

獲取所述農作物的歷史單產數據和歷史氣象數據；

根據所述農作物的歷史單產數據和歷史氣象數據，求解所述氣象單產模型中的單產-氣象變化系數，得到含有確定參數的完整氣象單產模型；具體包括：

根據所述歷史單產數據和所述歷史氣象數據獲得基準氣象單產表達式：

其中，Y₀表示所述農作物的所述生長期內每天的所述氣象要素值為歷史平均值時的氣象單產；表示所述歷史氣象數據內所有年份的所述農作物第q個生長期內的第p類氣象要素值的歷史平均值；

根據所述歷史單產數據和所述歷史氣象數據獲得歷史氣象單產表達式：

其中，Y_t表示所述歷史氣象數據內第t年的氣象單產；表示第t年所述農作物第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值；

根據所述基準氣象單產表達式和所述歷史氣象單產表達式獲得所述單產-氣象變化系數α_p,q的確定值；

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

獲取當前氣象數據；所述當前氣象數據包括所述農作物播種時到預測當天的氣象數據和預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據；

根據所述當前氣象數據和所述完整氣象單產模型，預測所述農作物的氣象產量，具體包括：

根據所述農作物播種時到預測當天的氣象數據和預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據獲得所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值c_p,q；具體為，在計算所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值c_p,q時，當需要使用所述農作物播種時到預測當天的所述氣象要素值時，將預測當年實際測得的從所述農作物播種時到預測當天的所述氣象要素值代入計算；當需要使用預測當天到所述農作物成熟時的所述氣象要素值時，將預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據代入進行計算；

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

獲取所述農作物的種植面積；

根據所述氣象單產和所述種植面積預測所述農作物的氣象產量。

2.一種農作物氣象產量預測系統，其特征在于，所述系統包括：

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

所述氣象單產模型建立模塊具體包括：

單產-氣象變化系數獲取單元，用于引入所述單產-氣象變化系數α_p,q，所述單產-氣象變化系數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變化量；

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

其中，Y表示所述農作物的氣象單產；Q為所述農作物的所述生長期的個數；P為所述氣象要素的種類數；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表示所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值；α_p,q表示所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素對應的單產-氣象變化系數；

歷史數據獲取模塊，用于獲取所述農作物的歷史單產數據和歷史氣象數據；

完整氣象單產模型獲取模塊，用于根據所述農作物的歷史單產數據和歷史氣象數據，求解所述氣象單產模型中的單產-氣象變化系數，得到含有確定參數的完整氣象單產模型；

所述完整氣象單產模型獲取模塊具體包括：

基準氣象單產獲取單元，用于根據所述歷史單產數據和所述歷史氣象數據獲得基準氣象單產表達式：

其中，Y₀表示所述農作物的所述生長期內每天的所述氣象要素值為歷史平均值時的氣象單產；表示所述歷史氣象數據內所有年份的所述農作物第q個生長期內的第p類氣象要素值的歷史平均值；

歷史氣象單產獲取單元，用于根據所述歷史單產數據和所述歷史氣象數據獲得歷史氣象單產表達式：

其中，Y_t表示所述歷史氣象數據內第t年的氣象單產；表示第t年所述農作物第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值；

單產-氣象變化系數計算單元，用于根據所述基準氣象單產表達式和所述歷史氣象單產表達式獲得所述單產-氣象變化系數α_p,q的確定值；

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

當前氣象數據獲取模塊，用于獲取當前氣象數據；所述當前氣象數據包括所述農作物播種時到預測當天的氣象數據和預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據；

農作物氣象產量預測模塊，用于根據所述當前氣象數據和所述完整氣象單產模型，預測所述農作物的氣象產量；

所述農作物氣象產量預測模塊具體包括：

平均值獲取單元，用于根據所述農作物播種時到預測當天的氣象數據和預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據獲得所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值c_p,q；具體為，在計算所述農作物的第q個生長期內的第p類氣象要素值的平均值c_p,q時，當需要使用所述農作物播種時到預測當天的所述氣象要素值時，將預測當年實際測得的從所述農作物播種時到預測當天的所述氣象要素值代入計算；當需要使用預測當天到所述農作物成熟時的所述氣象要素值時，將預測當天到所述農作物成熟時的歷史氣象數據代入進行計算；

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

種植面積獲取單元，用于獲取所述農作物的種植面積；

農作物氣象產量預測單元，用于根據所述氣象單產和所述種植面積預測所述農作物的氣象產量。