System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于作物模型的干旱评估方法技术_技高网

一种基于作物模型的干旱评估方法技术

技术编号:40158970 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-26 23:33
本发明专利技术涉及自然灾害风险评估领域,尤其涉及一种基于作物模型的干旱评估方法,包括完成冬小麦田间试验;获取冬小麦试验田所属区域的历史数据;基于APSIM‑wheat模型输出水分胁迫因子数据和土壤相对湿度数据;拟合Sw‑H关系式;完成Sw与减产率Y以及η与减产率Y的关系分析;确定相关系数Rj和影响因数Aj;计算第一干旱积累量ASW和第二干旱积累量Aη;构建冬小麦干旱产量损失评估模型;判定所述干旱评估是否符合预设标准,提高了干旱评估的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自然灾害风险评估领域,尤其涉及一种基于作物模型的干旱评估方法


技术介绍

1、小麦是中国的主要粮食作物之一,小麦的生产对保障我国粮食安全具有重要的意义。由于华北地区的地理、气候特点,水资源短缺,干旱频繁, 干旱成为该区严重的农业气象灾害之一,在冬小麦生产中对冬小麦产量造成严重影响。干旱评估是对干旱发生的时间、强度、规模、损失和影响进行的评价。影响干旱的因子很多,包括该区域的气象条件例如温度、日照时数、降水量、降水日数、相对湿度等。王石立等(1997)利用 fao 推荐的产量与水分关系模型,并对计算出干旱引起的减产率进行了分级定量评估。刘荣花等(2003)考虑冬小麦产量的实际灾损,构建了针对减产率冬小麦干旱产量灾损风险评估模型。康西言等(2011)基于 jensen 模型得到作物不同发育时期的干旱指标并结合统计回归分析方法,建立了不同生育阶段的干旱的预测模型。

2、目前关于干旱评估的研究多采用统计方法,应用多元回归分析、时间序列分析、灰色聚类分析、延神经元网络、模糊数学方法、人工神经网络、混沌优化算法等数理统计方法、地理信息系统的空间分析方法等方法建立干旱评估模型,然而,这些方法反映统计意义上的关系,不能很好的反映干旱对作物生长发育及产量的持续影响。基于以上的问题,如何构建精准的干旱评估方法迫在眉睫。


技术实现思路

1、为此,本专利技术提供一种基于作物模型的干旱评估方法,用以克服现有技术中对于干旱对作物生长发育及产量的持续影响评估的精准度差的问题。

<p>2、为实现上述目的,本专利技术提供一种基于作物模型的干旱评估方法,包括:

3、完成冬小麦田间试验以获取水分对冬小麦生长和产量影响的实验数据;

4、获取冬小麦试验田所属区域的历史数据,所述历史数据包括历史气象数据、历史土壤数据以及历史作物数据;

5、将所述历史数据输入至apsim-wheat模型,并输出水分胁迫因子数据和土壤相对湿度数据;

6、将所述水分胁迫因子数据和所述土壤相对湿度数据拟合以获得水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式;

7、完成冬小麦各生育阶段水分胁迫因子sw与减产率y的关系分析,并完成各生育阶段缺水程度η与减产率y的关系分析,所述各生育阶段包括出苗到拔节阶段,拔节到开花阶段,开花到灌浆阶段以及灌浆到成熟阶段;

8、确定冬小麦各生育阶段水分胁迫因子sw、缺水程度η和减产率y的相关系数rj,并计算各生育阶段干旱对减产率y的影响因数aj;

9、计算第一干旱积累量asw和第二干旱积累量aη;

10、筛选 asw≠0 和 aη≠1 的所述历史数据构建冬小麦干旱产量损失评估模型;

11、将所述实验数据代入冬小麦干旱产量损失评估模型中求得模拟减产率,并基于模拟减产率与实际减产率的偏差量的绝对值判定所述干旱评估是否符合预设标准。

12、进一步地,基于所述模拟减产率与所述实际减产率之间的偏差量的绝对值判定所述干旱评估不符合预设标准时,基于置信度检验的结果二次判定所述干旱评估是否符合预设标准,或,将所述历史数据的采集区间扩大至对应值。

13、进一步地,基于置信度检验的f值二次判定所述干旱评估不符合预设标准时,将获得所述水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式的所述拟合的数据的清洗占比增加至对应值。

14、进一步地,针对所述历史数据的采集区间设置有若干调节方式,且各调剂方式针对采集区间的扩大范围不同。

15、进一步地,所述田间试验的实验数据不小于两季冬小麦的试验田种植的实验数据。

16、进一步地,所述水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式为sw=2.1061h-0.5138,其中,sw为水分胁迫因子,h为土壤相对湿度。

17、进一步地,所述缺水程度按照公式(1)求得,

18、  (1)

19、公式(1)中,为第j生育阶段的作物耗水量,为第j生育阶段的作物的最大需水量,j=1,2,3,4,j=1表示出苗到拔节阶段,j=2表示拔节到开花阶段,j=3表示开花到灌浆阶段,j=4表示灌浆到成熟阶段。

20、进一步地,所述影响因数aj按照公式(2)求得,

21、  (2)

22、公式(2)中,为相关系数。

23、进一步地,所述第一干旱积累量,且所述第二干旱积累量,其中,swi,j为第i年第j生育阶段的水分胁迫因子,为第i年第j生育阶段的缺水程度,i为年份。

24、进一步地,所述历史气象数据包括前20年的逐日的最高气温、最低气温、降水量、日照时数、2m处风速、水汽压,所述历史土壤数据包括各土层土壤质地和组成、永久萎蔫点、田间持水量、饱和含水量以及容重;所述历史作物数据包括历史播种数据、施肥数据、病虫害防治数据、除草数据以及产量数据。

25、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:本专利技术选用作物生长模拟模型 apsim-wheat进行大田试验和收集历史气象资料,基于小麦模型apsim-wheat调参验证结果,通过模拟历史冬小麦的生长发育状况和产量,在分析冬小麦干旱累积量与干旱产量损失关系基础上,结合干旱评估指标建立了干旱评估方法,并通过试验数据对干旱评估方法进行了验证,从而提高了干旱评估的准确性。

26、进一步地,本专利技术通过模拟减产率与所述实际减产率之间的偏差量的绝对值判定所述干旱评估是否符合预设标准,在不符合预设标准时,进行二次判定或者扩大历史数据的采集区间,从而精准验证模型的精准性。

27、进一步地,本专利技术设置有若干针对所述历史数据的采集区间的调节方式,从而通过精准扩大数据的采集量,保证模型的偏差量。

28、进一步地,本专利技术田间试验的实验数据不小于两季冬小麦的试验田种植的实验数据,从而保证了验证结果的精准性。

29、进一步地,本专利技术的引入不同生育阶段,从而精准的表述干旱对冬小麦产量的影响程度,从而对产量的影响分析有实用意义。

30、进一步地,本专利技术的第一干旱积累量和第二干旱积累量依据各生育阶段干旱因子及其对产量减产率的影响系数计算得到,可以精准的评估冬小麦全生育期的减产损失。

31、进一步地,本专利技术的使用的数据包含了历史气象数据,历史土壤数据和历史作物数据,从而提高了模型的评价精度。

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【技术保护点】

1.一种基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,基于所述模拟减产率与所述实际减产率之间的偏差量的绝对值判定所述干旱评估不符合预设标准时,基于置信度检验的结果二次判定所述干旱评估是否符合预设标准,或,将所述历史数据的采集区间扩大至对应值。

3.根据权利要求2所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,基于置信度检验的F值二次判定所述干旱评估不符合预设标准时,将获得所述水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式的所述拟合的数据的清洗占比增加至对应值。

4.根据权利要求3所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,针对所述历史数据的采集区间设置有若干调节方式,且各调剂方式针对采集区间的扩大范围不同。

5.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述田间试验的实验数据不小于两季冬小麦的试验田种植的实验数据。

6.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式为Sw=2.1061H-0.5138,其中,Sw为水分胁迫因子,H为土壤相对湿度。

7.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述缺水程度按照公式(1)求得,

8.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述影响因数Aj按照公式(2)求得,

9.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述第一干旱积累量,且所述第二干旱积累量,其中,Swi,j为第i年第j生育阶段的水分胁迫因子,为第i年第j生育阶段的缺水程度,i为年份。

10.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述历史气象数据包括前20年的逐日的最高气温、最低气温、降水量、日照时数、2m处风速、水汽压,所述历史土壤数据包括各土层土壤质地和组成、永久萎蔫点、田间持水量、饱和含水量以及容重;所述历史作物数据包括历史播种数据、施肥数据、病虫害防治数据、除草数据以及产量数据。

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【技术特征摘要】

1.一种基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,基于所述模拟减产率与所述实际减产率之间的偏差量的绝对值判定所述干旱评估不符合预设标准时,基于置信度检验的结果二次判定所述干旱评估是否符合预设标准,或,将所述历史数据的采集区间扩大至对应值。

3.根据权利要求2所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,基于置信度检验的f值二次判定所述干旱评估不符合预设标准时,将获得所述水分胁迫因子-土壤相对湿度关系式的所述拟合的数据的清洗占比增加至对应值。

4.根据权利要求3所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,针对所述历史数据的采集区间设置有若干调节方式,且各调剂方式针对采集区间的扩大范围不同。

5.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其特征在于,所述田间试验的实验数据不小于两季冬小麦的试验田种植的实验数据。

6.根据权利要求1所述的基于作物模型的干旱评估方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:伍露杨霏云冯利平程陈王旗董宛麟李孟蔚
申请(专利权)人:中国气象局气象干部培训学院
类型:发明
国别省市:

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