基于天气数据的产量自动预测和播种率推荐制造技术

公开了一种预测产量并为具有告知风险的子田地推荐播种率的计算机实现方法。该方法包括：通过处理器接收针对第一时段的天气数据，该第一时段包括针对田地的一个或多个子田地的多个子时段；针对一个子田地的多个子时段中的每个子时段，从天气数据计算水分应力指示符；针对播种率的列表中的每个播种率，使用经训练的模型来从水分应力指示符来预测产量；基于预测产量的列表来选择播种率的列表中的一个播种率；标识预测产量中与所选择的播种率相对应的一个预测产量；由处理器基于所标识的在多个子时段内的预测产量来确定针对与一个子田地的产量范围相关联的风险简档；将与风险简档有关的数据传输到与一个子田地相关联的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于天气数据的产量自动预测和播种率推荐版权声明该专利文件的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人按照如专利商标局专利文件或记录中的那样对专利文件或专利公开内容进行复制但是保留全部版权或任何权利。Climate公司。
本公开涉及农业数据管理的
，更具体地，涉及预测土壤水分和产量并且处方具有告知风险的播种率的

技术介绍
本章节中所描述的方案是可能想要获得的方案，但并不一定是先前已经设想或追求的途径。因此，除非另有说明，否则不应假设本章节所描述的方案中的任一方案仅仅由于其被包括在该章节中而被认为是现有技术。许多因素可能影响种植者的田地产量。传统上讲，某些类型的土壤数据用于预测产量，诸如土壤拓扑数据。这些类型的土壤数据通常不包括相对较短时间段内的显著变化，并且它们本身可能并非通常会显著波动的产量的良好指示符。在预测产量时考虑更多类型的土壤数据(诸如土壤水分数据，其经常受不可预测的天气影响，尤其在粒度子田地级)会很有帮助。鉴于可能有大量田地和子田地以及安装并维护土壤水分探测器的总成本，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测产量并且推荐具有告知风险的针对子田地的播种率的计算机实现的方法，包括：/n由处理器接收针对第一时段的天气数据，所述第一时段包括针对田地的一个或多个子田地的多个子时段；/n针对所述一个子田地的所述多个子时段中的每个子时段：/n从所述天气数据计算水分应力指示符；/n针对播种率的列表中的每个播种率，使用经训练的模型来从所述水分应力指示符预测产量；/n基于预测产量的列表来选择所述播种率的列表中的一个播种率；以及/n标识所述预测产量中与所选择的所述播种率相对应的一个预测产量；/n由所述处理器基于针对所述多个子时段所标识的所述预测产量来确定与针对所述一个子田地的产量范围相关联的风险简档；/...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180802 US 62/714,0521.一种用于预测产量并且推荐具有告知风险的针对子田地的播种率的计算机实现的方法，包括：
由处理器接收针对第一时段的天气数据，所述第一时段包括针对田地的一个或多个子田地的多个子时段；
针对所述一个子田地的所述多个子时段中的每个子时段：
从所述天气数据计算水分应力指示符；
针对播种率的列表中的每个播种率，使用经训练的模型来从所述水分应力指示符预测产量；
基于预测产量的列表来选择所述播种率的列表中的一个播种率；以及
标识所述预测产量中与所选择的所述播种率相对应的一个预测产量；
由所述处理器基于针对所述多个子时段所标识的所述预测产量来确定与针对所述一个子田地的产量范围相关联的风险简档；
将与所述风险简档有关的数据传输到与所述一个子田地相关联的设备。


2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，
所述天气数据包括针对所述一个或多个子田地中的某个子田地的观测的土壤水分数据，
所述计算包括：使用动态空间时间模型(DSTM)从所述天气数据估计所述一个或多个子田地中的特定子田地的土壤水分数据。


3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，所述估计包括：
给定所述一个或多个子田地的子集的降水数据p、灌溉数据irr和观测的土壤水分数据，求解下式中的α(s)和θ(s)和μ：
Yt(s)＝wt(s)+et(s)，
wt(s)＝wt-1(s)+α(s)(p+irr)t-1-θ(s)(wt-1(s)–μ)+ut(s)，
Yt(s)是针对所述子田地s在时间t处的观测的土壤水分，wt(s)是子田地s中在时间t处的实际或估计的的土壤水分，μ是最小饱和数据，et(s)是随机观测误差，并且ut(s)是真实、未观测的土壤水分的空间相关误差，
α(s)是吸收率，并且θ(s)是排水率，
t对应于所述子时段内的间隔中的多个点。


4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，所述估计还包括：
给定所述特定子田地的在至少一个t内的降水数据p、灌溉数据irr、以及wt(s)，根据下式计算针对所述特定子田地的土壤水分数据：
wt(s)＝wt-1(s)+α(s)(p+irr)t-1-θ(s)(wt-1(s)–μ)+ut(s)。


5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述计算还包括：
从所述天气数据确定特定的所述子田地的、针对所述子时段的土壤水分；
将所述水分应力指示符计算为在所述子时段内所述一个子田地的所述土壤水分高于湿阈值或低于干阈值的时间在所述子时段的百分比。


6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括
接收所述一个或多个子田地的、针对所述第一时段的土壤化学数据、土壤拓扑数据或田地图像数据，
所述预测还基于所述土壤化学数据、所述土壤拓扑数据或所述田地图像数据而被执行。


7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，
所述土壤化学数据包括与有机物、阳离子交换量或pH标度有关的数据，
所述土壤拓扑数据包括与海拔、坡度、曲率或坡向有关的数据，
所述田地图像数据包括卫星图像或其他航拍图像。


8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
接收用于构建所述经训练的模型的训练数据，
所述训练数据包括子田地集合中的每个子田地的、针对某个时段的如下数据：在所述某个时段内一点处的土壤水分数据、土壤化学数据、土壤拓扑数据、田地图像数据、以及土壤播种率数据，以及对应的产量。


9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述经训练的模型是随机森林、聚类算法、神经网络、或逻辑回归分类器。


10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述一个播种率是所述播种率的列表中对应于最高预测产量的最佳播种率。


11.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
针对所述一个子田地的所述多个子时段中的每个子时段：
将所选择的所述播种率调整为更接近于针对相邻子田地的所选择的播种率或经调整的播种率；以及
确定与经调整的所述播种率相对应的经调整的产量，
所述风险简档基于针对所述多个子田地的所述经调整的预测产量而被确定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·R·梅丽尔，A·特拉普，
申请(专利权)人：克莱米特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US