一种设施农业的内部气象预测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种设施农业的内部气象预测方法及装置，属于设施农业的管理技术领域，包括：建立设施农业的实验基地，并建立与实验基地相对应的第一气象站；分别采集实验基地的内部气象数据和外部气象数据，对二者采用回归分析法建立第一预报方程；通过气象台获取实验基地的外部气象数据；根据该数据与第一气象站获取的外部气象数据建立第二预报方程；通过智能网格预报业务获取设施农业外部的第四气象数据，将第四气象数据依次代入第二预报方程、第一预报方程中计算，得到设施农业的内部气象预测结果。本方案实现对区域范围的设施农业内部温度或者湿度的预测，利于管理者管控设施农业内部的气温、湿度等气象条件，促进设施农业的科学生产。的科学生产。的科学生产。

【技术实现步骤摘要】
一种设施农业的内部气象预测方法及装置


[0001]本专利技术属于设施农业的管理
，尤其涉及一种设施农业的内部气象预测方法及装置。

技术介绍

[0002]设施农业小气候主要由设施结构及设施内空气、土壤与作物群体间的物理与生物过程相互作用而形成的设施环境，与外部环境存在着一定的差异，在气温、地温、相对湿度等气象要素中均表现不同。设施农业适合进行反季节的果蔬生产，通过对设施内的气温、湿度等环境因子的调控，相比于传统农业，设施农业更具有高效、高产、高价值。我国设施农业规模发展迅速，但是目前设施水平低，抗御自然灾害能力差，缺乏对设施内的环境因子的有效调控，进而影响作物产量与质量。
[0003]并且一般的气象预报只能对户外种植的作物起到一定的预警作用，然而户外的气象环境与设施农业内部的气象环境差异比较大，所以一般的气象预报不能适用于设施农业内部的气象预测，即不能通过现有的气象预报及时调整设施农业内部的气象条件，不能及时起到预警的作用。
[0004]现有公开了一种基于气象信息的大棚智能通风换气设施及其控制方法(专利申请号为：CN202010008908.2)，其包括用于控制大棚的薄膜卷起与放下的卷膜设备；用于加速大棚内空气流通和降温的风扇系统；用于测量大棚外温度、风速、风向以及降水速率的室外监测系统；用于测量大棚内温度的室内监测系统以及控制卷膜设备和风扇系统工作的控制模块。
[0005]该方案通过同时测量大棚外部与内部的气象数据，从而进行大棚的通风换气调控，但是这种方式只适用于装设这些设备的大棚(设施农业中最有代表性的一种)，对于没有装备这些设备的大棚，则无法测量大棚内部的气象数据，在现实生活中，一定地区范围内会存在大量的种植大棚，并且大棚的空间大小相似，种植作物也相对集中，对所有的大棚都安装测量设备所需的成本是非常大的，并且测量设备只能实时测量，并不能对未来若干时间内的气象变化做出预测，这就导致在出现极端天气时，不能及时预警，造成大棚种植作物的损坏，减少产量。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种设施农业的内部气象预测方法及装置，旨在解决上述设施农业通过安装测量设备进行气象测量所需成本较大，以及不能对未来若干时间内的气象变化做出及时预警，导致作物减产或损坏的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：
[0008]建立待测区域中设施农业的实验基地，并建立与实验基地相对应的第一气象站；
[0009]分别采集典型天气条件下实验基地的内部气象数据和第一气象站的外部气象数据，得到第一气象数据和第二气象数据，对二者进行对比分析并采用回归分析法建立第一
预报方程；
[0010]通过中国气象台的智能网格预报业务获取典型天气条件下实验基地的外部气象数据，采用反距离权重法对其进行插值处理，得到第三气象数据；
[0011]将第三气象数据和第二气象数据代入IDL的线性拟合函数中进行计算，根据计算结果建立第二预报方程；
[0012]通过智能网格预报业务获取设施农业外部的第四气象数据，将第四气象数据代入第二预报方程计算后再将计算结果代入第一预报方程中计算，得到设施农业的内部气象预测结果，第四气象数据包括当天设施农业外部的气象数据和未来若干天设施农业外部的气象数据。
[0013]作为优选，对二者进行对比分析并采用回归分析法建立第一预报方程，包括：
[0014]对第一气象数据和第二气象数据的气象因子进行相关性分析，筛选后得到相关性较高的第一气象因子，第一气象数据包括最高气温、最低气温、平均温度和平均湿度，气象因子包括棚外最高气温、棚外最低气温、棚外空气相对湿度和风速；
[0015]将第一气象因子作为自变量，第一气象数据作为因变量进行回归分析，建立第一预报方程Y＝a0+a1x1+a2x2+a3x3+
…
+a
n
x
n
，其中，Y为第一气象数据，x1‑
x
n
分别为不同的第一气象因子，a0‑
a
n
分别为不同的拟合系数。
[0016]作为优选，对第一气象数据和第二气象数据的气象因子进行相关性分析，筛选后得到相关性较高的第一气象因子，包括：
[0017]将第一气象数据和气象因子代入IDL的相关分析函数中分别按照最高气温、最低气温、平均温度和平均湿度进行相关系数的计算，对计算结果进行预设阈值的筛选，保留大于预设阈值的相关系数所对应的气象因子，得到第一气象因子。
[0018]作为优选，得到第一气象因子之前，为了避免气象因子冗余，进行大于预设阈值的气象因子之间的相关性分析，保留相关系数最大的气象因子，得到第一气象因子。
[0019]作为优选，将第三气象数据和第二气象数据代入IDL的线性拟合函数中进行计算，根据计算结果建立第二预报方程，包括：
[0020]将第三气象数据和第二气象数据代入公式中计算，取最小值得到对应的b、c，根据b和c建立第二预报方程Z＝bx+c，其中，Z为修正后的气象数据，接近第二气象数据，x为第三气象数据和第四气象数据，b和c分别为拟合系数，Z
i
为第二气象数据，x
i
为第三气象数据。
[0021]作为优选，典型天气条件包括晴天、多云和阴天，第一预报方程和第二预报方程均包括晴天、多云和阴天三种条件下的预报方程，根据第四气象数据预测设施农业的内部气象时，按照晴天/多云/阴天天气条件选择对应的第一预报方程和第二预报方程进行计算，得到设施农业的内部气象预测结果。
[0022]作为优选，设施农业与实验基地的种植作物种类、空间大小、位置走向相同或相近。
[0023]一种设施农业的内部气象预测装置，包括：
[0024]样本建立模块：用于建立待测区域中设施农业的实验基地，并建立与实验基地相对应的第一气象站；
[0025]第一预报方程建立模块：用于分别采集典型天气条件下实验基地的内部气象数据
和第一气象站的外部气象数据，得到第一气象数据和第二气象数据，对二者进行对比分析并采用回归分析法建立第一预报方程；
[0026]智能网格预报数据获取模块：用于通过中国气象台的智能网格预报业务获取典型天气条件下实验基地的外部气象数据，采用反距离权重法对其进行插值处理，得到第三气象数据；
[0027]第二预报方程建立模块：用于将第三气象数据和第二气象数据代入IDL的线性拟合函数中进行计算，根据计算结果建立第二预报方程；
[0028]设施农业的内部气象预测模块：用于通过智能网格预报业务获取设施农业外部的第四气象数据，将第四气象数据代入第二预报方程计算后再将计算结果代入第一预报方程中计算，得到设施农业的内部气象预测结果，第四气象数据包括当天设施农业外部的气象数据和未来若干天设施农业外部的气象数据。
[0029]一种设施农业的内部气象预测装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设施农业的内部气象预测方法，其特征在于，包括：建立待测区域中设施农业的实验基地，并建立与实验基地相对应的第一气象站；分别采集典型天气条件下实验基地的内部气象数据和第一气象站的外部气象数据，得到第一气象数据和第二气象数据，对二者进行对比分析并采用回归分析法建立第一预报方程；通过中国气象台的智能网格预报业务获取典型天气条件下实验基地的外部气象数据，采用反距离权重法对其进行插值处理，得到第三气象数据；将第三气象数据和第二气象数据代入IDL的线性拟合函数中进行计算，根据计算结果建立第二预报方程；通过智能网格预报业务获取设施农业外部的第四气象数据，将第四气象数据代入第二预报方程计算后再将计算结果代入第一预报方程中计算，得到设施农业的内部气象预测结果，第四气象数据包括当天设施农业外部的气象数据和未来若干天设施农业外部的气象数据。2.根据权利要求1所述的一种设施农业的内部气象预测方法，其特征在于，对二者进行对比分析并采用回归分析法建立第一预报方程，包括：对第一气象数据和第二气象数据的气象因子进行相关性分析，筛选后得到相关性较高的第一气象因子，第一气象数据包括最高气温、最低气温、平均温度和平均湿度，气象因子包括棚外最高气温、棚外最低气温、棚外空气相对湿度和风速；将第一气象因子作为自变量，第一气象数据作为因变量进行回归分析，建立第一预报方程Y＝a0+a1x1+a2x2+a3x3+
…
+a
n
x
n
，其中，Y为第一气象数据，x1‑
x
n
分别为不同的第一气象因子，a0‑
a
n
分别为不同的拟合系数。3.根据权利要求2所述的一种设施农业的内部气象预测方法，其特征在于，对第一气象数据和第二气象数据的气象因子进行相关性分析，筛选后得到相关性较高的第一气象因子，包括：将第一气象数据和气象因子代入IDL的相关分析函数中分别按照最高气温、最低气温、平均温度和平均湿度进行相关系数的计算，对计算结果进行预设阈值的筛选，保留大于预设阈值的相关系数所对应的气象因子，得到第一气象因子。4.根据权利要求3所述的一种设施农业的内部气象预测方法，其特征在于，得到第一气象因子之前，为了避免气象因子冗余，进行大于预设阈值的气象因子之间的相关性分析，保留相关系数最大的气象因子，得到第一气象因子。5.根据权利要求1所述的一种设施农业的内部气象预测方法，其特征在于，将第三气象数据和第二气象数据代入IDL的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祖煜，林波，张澎彬，陈煜人，莫志敏，杨肖，张浩，李天齐，刘俊，
申请(专利权)人：杭州领见数字农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：