【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业，尤其是涉及一种棉花长势综合评价方法。
技术介绍
1、作物长势包括作物生长状况与变化趋势可用个体与群体特征描述。个体特征是作物自身组成与结构特性参数，描述作物个体特征包括根的长度与数量、株高、叶片数量与形状、叶片叶绿素含量、叶片氮素含量、穗籽粒数与千粒重等。群体特征主要是指作物生长态势在一定空间范围内的整体分布情况，描述作物群体特征参数包括群体分布结构密度、叶面积指数等。不同品种作物在不同地区和生长期有不同的个体特征和群体特征，快速获取作物个体及群体特征，了解并掌握作物的生长状况，可以为农业生产精准管理与产量预测提供支撑。单一长势参量难以全面反映作物的真实生长状况。部分研究者虽然开展了对多个长势参量的估算研究，但也局限在对各长势参量进行单独监测，并没有将各单一长势参量进行综合来实现棉花长势状况监测。
2、一种目标作物的长势和产量分析方法及系统，包括：获取目标作物在不同生长阶段时每个长势指标对应的长势指标数据和标准指标数据；基于根据所述长势指标数据和标准指标数据，确定每个长势指标对应的隶属度，并根据权重和隶属度，确定所述目标作物的长势评分；获取包含所述目标作物的花果图像，将所述花果图像输入至训练好的预设卷积神经网络模型，基于所述预设卷积神经网络模型确定所述目标作物的花朵和果实数量，以基于所述花朵和果实数量确定所述目标作物的产量。
3、在有关棉花长势监测的研究中，大多数研究者以lai、叶绿素含量、和生物量等单个参量表征棉花长势状况，少有研究将这些指标进行综合，难以全面反映作物的真实生长状况。
4、综合长评价指标构建的关键问题在于权重的确定，传统赋权法的权重直接根据所选指标的数量平均赋权。传统赋权法未考虑不同长势指标随着生育时期变化对作物产量形成的贡献率，简单将每个指标按均等权重构建成一个综合指标。因此，本专利技术尝试将lai、agb、ccc、bn进行综合，充分利用各单一指标对产量形成的影响，提出一种基于博弈论组合赋权方法的综合长势评价指标(comprehensive growth monitoring index，cgmi)，旨在客观的反映棉花生长状态。
5、传统的作物长势监测是通过观察作物的几何尺寸、形状、颜色等外观特征，进而判别作物生长的情况(如缺水、缺肥、病虫害等)，此法简单易行，可对密集植物内部及不同高度部位进行全面观察，但耗费大量人力，效率低下，需要观察者有丰富的经验和农作物知识，且一般只能给出定性的结论，观察结果的主观性强，不适于大面积监测。近年来，基于遥感技术进行作物长势监测及产量估算成为农业遥感中的热点。一般来说，作物长势遥感监测是利用测绘遥感技术对作物生长过程中的苗情、健康状况等进行的综合宏观监测。作物生长状况可以从群体大小特征和群体生理活性两个方面进行监测，其中群体大小特征主要表征作物生长过程中群体数量的大小，常用的遥感可反演长势参量有：生物量、lai、叶绿素含量等。但是单一长势参量难以全面反映作物的真实生长状况。部分研究者虽然开展了对多个长势参量的估算研究，但也局限在对各长势参量进行单独监测，并没有将各单一长势参量进行综合来实现棉花长势状况监测。本专利主要将多个单一长势参量综合，构建棉花综合长势评价指标，进而提高长势监测的精度和准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种棉花长势综合评价方法，结合棉花生长特点，以及产量形成的过程，选取冠层叶绿素含量、叶面积指数、生物量、铃数作为因子集，利用博弈论组合赋权的方法构建了一个棉花综合长势指标，最后以产量为依据，确定了综合长势指标的评价等级，可用于更全面的评估棉花不同生育时期的生长状态，为精确农业中更客观的监测作物长势提供新的指标和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种棉花长势综合评价方法，包括以下步骤：
3、s1、采集棉花不同生育时期长势指标；
4、s2、对单一长势指标进行无量纲化处理；
5、s3、基于主客观组合权重，构建综合长势评价指标cgmi；
6、s4、以产量为参考依据，将综合长势评价指标划分为四个等级，对棉花长势进行综合评价。
7、优选的，在步骤s1中，棉花不同生育时期长势指标及其采集方法如下：
8、生物量agb：通过地面采样、烘干后计算获取，由每个采样点随机选择代表整个地块的作物群体长势的样本，每株按器官分解，立即封装，测量其鲜质量，烘干后测量其干质量，然后计算其实际生物量，根据公式转换为群体指标：
9、agb＝b×种植密度/1000 (1)
10、b表示单株棉花地上部生物量；
11、叶面积指数lai：选择在取样点1m×1m面积上的棉花，利用叶面积仪测定单株叶面积，利用公式计算：
12、叶面积指数＝叶片总面积/土地面积 (2)
13、冠层叶绿素含量ccc：ccc是在冠层水平上测量光合作用潜力的指标，由叶片叶绿素和叶面积指数lai共同反演，其中叶片叶绿素含量使用spad-502手持叶绿素仪检测，按5点采样法从每个样方随机选择15株棉花植株，选取棉花顶部4片主茎叶为代表性叶片，每片叶子避开叶脉选择3个位置进行测量，将一个样方内所有spad值取平均作为一个样点的相对叶绿素含量：
14、ccc＝spad*lai (3)
15、spad表示棉花相对叶绿素含量；
16、铃数bn：在选取的样点中，调查株数、成玲、幼铃、絮铃，烂铃不计，计算成铃数，棉铃直径大于2厘米的铃为成铃，直径小于2厘米的铃为幼铃；
17、平均单株成铃数＝成铃数/株数，总成铃数＝成铃数+絮铃数+1/3幼铃(4)
18、棉花实测产量yield：在棉花收获期开展测产工作，按照五点采样法，调查株数、铃数，取一膜一米的棉絮称干质量，计算平均铃质量；
19、产量＝收获密度×平均单株成铃数×单铃质量/1000×测产校正系数(5)。
20、优选的，在步骤s2中，给定n个样本，m个指标：{x1,x2,...,xm}，构建标准矩阵x，xij为第i个样本的第j个指标的数值：
21、
22、优选的，在步骤s3中，采用熵权的方法计算客观权重wj的步骤为：
23、(1)检验标准矩阵的非负性：标准矩阵x中含有小于0的元素时，对标准矩阵利用公式(7)重新进行标椎化：
24、
25、为xij标准化后的值，max(xij)为xij的最大值，min(xij)为xij的最小值；
26、设置与棉花产量呈正相关的农艺参数为正效应指标，与棉花产量呈负相关的农艺参数为负效应指标，选取叶面积指数、生物量、冠层叶绿素含量以及铃数均为正效应指标，根据公式(7)进行标准化；
27、(2)计算第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S1中，计算棉花不同生育时期长势指标的方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S2中，给定n个样本，m个指标：{X1,X2,...,Xm}，构建标准矩阵X，Xij为第i个样本的第j个指标的数值：
4.根据权利要求3所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S3中，采用熵权的方法计算客观权重Wj的步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S3中，采用博弈论组合主观权重、客观权重，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S3中，构建综合长势评价指标：
7.根据权利要求6所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤S4中，根据步骤S3得到的综合长势评价指标、CGMI和产量的对应关系，如公式(17)和公式(18)，确定棉花长势评价等级：
【技术特征摘要】
1.一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤s1中，计算棉花不同生育时期长势指标的方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤s2中，给定n个样本，m个指标：{x1,x2,...,xm}，构建标准矩阵x，xij为第i个样本的第j个指标的数值：
4.根据权利要求3所述的一种棉花长势综合评价方法，其特征在于，在步骤s3中，采用熵权...
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽，王汇涵，吕新，姚秋双，秦师哲，张强，马露露，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。