一种作物需水量预测的方法、系统及设备技术方案

本申请公开了一种作物需水量预测的方法，包括：分别采用初斜率法及尾斜率法对作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；依据初斜率数据及尾斜率数据分别建立拟合曲线，并利用拟合曲线计算数据开始年份至需水量待预测年份间的斜率预测值；依据斜率预测值计算需水量待预测年份的预测作物需水量。本申请所提供的技术方案，提高了作物需水量的预测精度，能够为解决水资源调配问题提供精度较高的基础数据。本申请同时还提供了一种作物需水量预测的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

A Method, System and Equipment for Forecasting Crop Water Requirement

This application discloses a method for predicting crop water requirement, which includes: data processing of crop water requirement data sets using initial slope method and tail slope method respectively, corresponding to a set of initial slope data and a set of tail slope data; fitting curves are established based on initial slope data and tail slope data respectively, and the fitting curve is used to calculate the data from the beginning year to the year to be predicted. Prediction value of slopes between parts; Prediction of crop water requirement in the year to be predicted based on slope prediction value. The technical scheme provided in this application improves the prediction accuracy of crop water demand, and can provide high precision basic data for solving the problem of water resources allocation. The application also provides a system, equipment and computer readable storage medium for crop water requirement prediction, which has the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种作物需水量预测的方法、系统及设备
本申请涉及农业水土工程
，特别涉及一种作物需水量预测的方法、系统、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
在农业水土领域，准确预估作物需水量对灌区建设与管理具有重要意义，目前，常采用参考作物需水量与作物系数相乘来计算作物需水量。采用Penman-Monteith方法计算参考作物需水量已在本领域得到众多学者的检验与认同。该方法基于常规气象数据，采用能量平衡理论进行计算。对未来作物需水量的预估，可分为日、月、年、年代、世纪等不同尺度，考虑到未来气候对作物需水量的影响，年代甚至世纪尺度的预测可为一个地区水资源调配进行长远规划，而以作物生育期需水量为基础的翌年尺度预测可协调灌区水资源调配，解决其迫在眉睫的水资源规划调配问题。目前，对作物需水量的预测常采用时间序列法，包括线性预测方法和非线性预测方法，这些方法都是基于所有数据建立相应模型，而实际上，受气象数据影响的作物需水量的变化带有极强的周期性，基于所有数据建立的模型适用于年代及世纪尺度的作物需水量长期预测，若用于年尺度预测则可能导致预测精度降低。因此，针对作物需水量年尺度预测提供一种科学有效且保证预测精度的方法是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种作物需水量预测的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于提高作物需水量预测的预测精度。为解决上述技术问题，本申请提供一种作物需水量预测的方法，该方法包括：根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；分别采用初斜率法及尾斜率法对所述作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；其中，所述初斜率法为从所述数据开始年份n起，计算n至n+9年间、n至n+10年间、n至n+11年间、...、n至数据结束年份N间的作物需水量斜率；所述尾斜率法为从所述数据结束年份N起，计算N-9至N年间、N-10至N年间、N-11至N年间、...、n至N年间的作物需水量斜率；依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，并利用所述初斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至需水量待预测年份间的初斜率预测值；依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，并利用所述尾斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至所述需水量待预测年份间的尾斜率预测值；依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，所述依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量，包括：依据所述初斜率预测值计算第一预测作物需水量，并依据所述尾斜率预测值计算第二预测作物需水量；计算所述第一预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第一差值，以及所述第二预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第二差值；当所述第一差值与所述第二差值同号时，将所述第一差值与所述第二差值中绝对值较小者对应的预测作物需水量作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，当所述第一差值与所述第二差值异号时，还包括：计算所述第一预测作物需水量与所述第二预测作物需水量的平均值，并将所述平均值作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，所述依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，包括：接收用户输入的初斜率选取点，并根据所述初斜率选取点对应的数据生成初始初斜率拟合曲线；根据预设规则从所述初始初斜率拟合曲线中选取所述初斜率拟合曲线；所述依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，对应包括：接收用户输入的尾斜率选取点，并根据所述尾斜率选取点对应的数据生成初始尾斜率拟合曲线；根据所述预设规则从所述初始尾斜率拟合曲线中选取所述尾斜率拟合曲线。本申请还提供一种作物需水量预测的系统，该系统包括：第一计算模块，用于根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；第二计算模块，用于分别采用初斜率法及尾斜率法对所述作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；其中，所述初斜率法为从所述数据开始年份n起，计算n至n+9年间、n至n+10年间、n至n+11年间、...、n至数据结束年份N间的作物需水量斜率；所述尾斜率法为从所述数据结束年份N起，计算N-9至N年间、N-10至N年间、N-11至N年间、...、n至N年间的作物需水量斜率；拟合曲线建立模块，用于依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，并利用所述初斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至需水量待预测年份间的初斜率预测值；依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，并利用所述尾斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至所述需水量待预测年份间的尾斜率预测值；需水量预测模块，用于依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，所述需水量预测模块包括：第一计算子模块，用于依据所述初斜率预测值计算第一预测作物需水量，并依据所述尾斜率预测值计算第二预测作物需水量；第二计算子模块，用于计算所述第一预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第一差值，以及所述第二预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第二差值；选择子模块，用于当所述第一差值与所述第二差值同号时，将所述第一差值与所述第二差值中绝对值较小者对应的预测作物需水量作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，所述需水量预测模块还包括：第三计算子模块，用于当所述第一差值与所述第二差值异号时，计算所述第一预测作物需水量与所述第二预测作物需水量的平均值，并将所述平均值作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。可选的，所述拟合曲线建立模块包括：第一接收子模块，用于接收用户输入的初斜率选取点，并根据所述初斜率选取点对应的数据生成初始初斜率拟合曲线；第一选取子模块，用于根据预设规则从所述初始初斜率拟合曲线中选取所述初斜率拟合曲线；第二接收子模块，用于接收用户输入的尾斜率选取点，并根据所述尾斜率选取点对应的数据生成初始尾斜率拟合曲线；第二选取子模块，用于根据所述预设规则从所述初始尾斜率拟合曲线中选取所述尾斜率拟合曲线。本申请还提供一种作物需水量预测设备，该作物需水量预测设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述作物需水量预测的方法的步骤。本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述作物需水量预测的方法的步骤。本申请所提供作物需水量预测的方法，包括：根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；分别采用初斜率法及尾斜率法对作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；其中，初斜率法为从数据开始年份n起，计算n至n+9年间、n至n+10年间、n至n+11年间、...、n至数据结束年份N间的作物需水量斜率；尾斜率法为从数据结束年份N起，计算N-9至N年间、N-10至N年间、N-11至N年间、...、n至N年间的作物需水量斜率；依据初斜率数据建立初斜率拟合曲线，并利用初斜率拟合曲线计算数据开始年份至需水量待预测年份间的初斜率预测值；依据尾斜率数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作物需水量预测的方法，其特征在于，包括：根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；分别采用初斜率法及尾斜率法对所述作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；其中，所述初斜率法为从所述数据开始年份n起，计算n至n+9年间、n至n+10年间、n至n+11年间、...、n至数据结束年份N间的作物需水量斜率；所述尾斜率法为从所述数据结束年份N起，计算N‑9至N年间、N‑10至N年间、N‑11至N年间、...、n至N年间的作物需水量斜率；依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，并利用所述初斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至需水量待预测年份间的初斜率预测值；依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，并利用所述尾斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至所述需水量待预测年份间的尾斜率预测值；依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量。

【技术特征摘要】
1.一种作物需水量预测的方法，其特征在于，包括：根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；分别采用初斜率法及尾斜率法对所述作物需水量数据组进行数据处理，对应得到一组初斜率数据及一组尾斜率数据；其中，所述初斜率法为从所述数据开始年份n起，计算n至n+9年间、n至n+10年间、n至n+11年间、...、n至数据结束年份N间的作物需水量斜率；所述尾斜率法为从所述数据结束年份N起，计算N-9至N年间、N-10至N年间、N-11至N年间、...、n至N年间的作物需水量斜率；依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，并利用所述初斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至需水量待预测年份间的初斜率预测值；依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，并利用所述尾斜率拟合曲线计算所述数据开始年份至所述需水量待预测年份间的尾斜率预测值；依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述初斜率预测值及所述尾斜率预测值计算所述需水量待预测年份的预测作物需水量，包括：依据所述初斜率预测值计算第一预测作物需水量，并依据所述尾斜率预测值计算第二预测作物需水量；计算所述第一预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第一差值，以及所述第二预测作物需水量与所述数据结束年份的作物需水量的第二差值；当所述第一差值与所述第二差值同号时，将所述第一差值与所述第二差值中绝对值较小者对应的预测作物需水量作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一差值与所述第二差值异号时，还包括：计算所述第一预测作物需水量与所述第二预测作物需水量的平均值，并将所述平均值作为所述需水量待预测年份的预测作物需水量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述初斜率数据建立初斜率拟合曲线，包括：接收用户输入的初斜率选取点，并根据所述初斜率选取点对应的数据生成初始初斜率拟合曲线；根据预设规则从所述初始初斜率拟合曲线中选取所述初斜率拟合曲线；所述依据所述尾斜率数据建立尾斜率拟合曲线，对应包括：接收用户输入的尾斜率选取点，并根据所述尾斜率选取点对应的数据生成初始尾斜率拟合曲线；根据所述预设规则从所述初始尾斜率拟合曲线中选取所述尾斜率拟合曲线。5.一种作物需水量预测的系统，其特征在于，包括：第一计算模块，用于根据输入的环境参数计算数据开始年份至数据结束年份间每一年的作物需水量，得到一组作物需水量数据组；第二计算模块，用于分别采用初斜率法及尾斜率法对所述作物需水量...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋妮，宁慧峰，张凯，韩其晟，陈智芳，
申请(专利权)人：中国农业科学院农田灌溉研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41