一種多源灌溉信息融合方法及裝置的製作方法
2023-06-01 07:05:56 1
專利名稱：一種多源灌溉信息融合方法及裝置的製作方法
技術領域：
本申請涉及農業水土工程領域，更具體的說，涉及一種多源灌溉信息融合方法及
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
隨著信息和測控技術的快速發展，可監測得到的用於進行灌溉決策的灌溉因子越來越多，獲取灌溉因子信息的方式也日趨多樣化。灌溉決策的主要灌溉因子信息可以利用傳感器進行點狀檢測和/或利用遙感影像進行大尺度反演的方式快速方便地獲取，同時灌溉決策也已經由傳統的單一土壤水分指標向綜合考慮氣象、作物生理生化和土壤水分等影
響灌溉決策的多指標方向轉變。在進行多指標灌溉決策時，通過對比參考各灌溉因子信息的指標權重來決定灌溉水量。然而，灌溉因子信息的指標權重的確定常常依靠專家經驗來確定，具有主觀臆斷和不確定性，進而在利用灌溉因子信息的指標權重進行灌溉決策時，導致確定的灌溉決策存在不穩定性和不確定性。
發明內容
針對上述問題，本申請提供一種多源灌溉信息融合方法及裝置，以解決現有技術中依靠專家經驗來確定灌溉因子信息的指標權重，具有主觀臆斷和不確定性，進而在利用灌溉因子信息的指標權重進行灌溉決策時，導致確定的灌溉決策存在不穩定性和不確定性的問題。技術方案如下基於本申請的一方面，提供一種多源灌溉信息融合方法，應用於農田水利或農業灌溉中，包括獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息；將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類；對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息；根據灌溉方式選取灌溉決策，構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架；對所述融合灌溉因子信息進行決策級融合；依據決策級融合結果，輸出灌溉決策結果。優選的，所述獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息包括根據不同的作物及作物的不同生育階段選擇所述不同類型的灌溉因子信息，其中所述灌溉因子信息包括土壤水分、冠氣溫差、葉氣溫差、莖流、莖變差、光合、葉水勢和氣孔導度中的至少一個；選取不同測定方式，測定不同類型的灌溉因子信息，其中測定方式包括定點(株)監測、遙感反演、根據灌溉相關原理和公式計算以及對歷史數據再處理。
優選的，所述將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類包括對所述灌溉因子信息進行預處理後，將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類，其中，預處理包括填補遺漏的數據值、平滑有噪聲的數據值和識別除去異常值。優選的，所述對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息包括分別對每類不同來源的灌溉因子信息進行空間配準，並將配準後的灌溉因子信息變換到同一投影坐標系下；採用貝葉斯最大熵克立格方法對每類灌溉因子信息分別進行融合，以獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息。優選的，所述根據灌溉方式選取灌溉決策構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架包括根據灌溉方式選取灌溉決策，其中地面灌溉方式對應的灌溉決策包括灌溉和不灌溉；精細灌溉方式對應的灌溉決策包括灌很少水、灌少量水、灌水、灌較多水和灌很多水。將每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息分別轉換為對所述灌溉決策的支持程度；依據所述支持程度構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架，並為所述多個融合灌溉因子信息對所述識別框架分配基本概率函數，其中表示第i個所述灌溉因子信息對第j個所述灌溉決策的支持程度。優選的，所述對融合灌溉因子信息進行決策級融合包括依據公式
權利要求
1.一種多源灌溉信息融合方法，應用於農業水利或農田灌溉中，其特徵在於，包括 獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息； 將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類； 對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息； 根據灌溉方式選取灌溉決策，構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架； 對所述融合灌溉因子信息進行決策級融合； 依據決策級融合結果，輸出灌溉決策結果。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息包括 根據不同的作物及作物的不同生育階段選擇所述不同類型的灌溉因子信息，其中所述灌溉因子信息包括土壤水分、冠氣溫差、葉氣溫差、莖流、莖變差、光合、葉水勢和氣孔導度中的至少一個； 選取不同測定方式，測定不同類型的灌溉因子信息，其中測定方式包括定點(株)監測、遙感反演、根據灌溉相關原理和公式計算以及對歷史數據再處理。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類包括 對所述灌溉因子信息進行預處理後，將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類，其中，預處理包括填補遺漏的數據值、平滑有噪聲的數據值和識別除去異常值。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息包括 分別對每類不同來源的灌溉因子信息進行空間配準，並將配準後的灌溉因子信息變換到同一投影坐標系下； 採用貝葉斯最大熵克立格方法對每類灌溉因子信息分別進行融合，以獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述根據灌溉方式選取灌溉決策構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架包括 根據灌溉方式選取灌溉決策，其中地面灌溉方式對應的灌溉決策包括灌溉和不灌溉；精細灌溉方式對應的灌溉決策包括灌很少水、灌少量水、灌水、灌較多水和灌很多水； 將每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息分別轉換為對所述灌溉決策的支持程度； 依據所述支持程度構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架，並為所述多個融合灌溉因子信息對所述識別框架分配基本概率函數，其中表示第i個所述灌溉因子信息對第j個所述灌溉決策的支持程度。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述對融合灌溉因子信息進行決策級融合包括 依據公式
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述應用改進的D-S證據理論合成規則對所述融合灌溉因子信息進行決策級融合包括 η依據公式
8.一種多源灌溉信息融合裝置，應用於農田水利或農業灌溉中，其特徵在於，包括 獲取單元，用於獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息； 分類單元，用於將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類； 第一融合單元，用於對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息； 選取構建單元，用於根據灌溉方式選取灌溉決策，構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架； 第二融合單元，用於對所述融合灌溉因子信息進行決策級融合； 輸出單元，用於依據決策級融合結果，輸出灌溉決策結果。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述獲取單元包括 選擇子單元，用於根據不同作物及作物的不同生育階段選擇所述不同類型的灌溉因子信息，其中，灌溉因子信息包括土壤水分、冠氣溫差、葉氣溫差、莖流、莖變差、光合、葉水勢和氣孔導度中的至少一個； 測定子單元，用於選取不同測定方式，測定不同類型的灌溉因子信息，其中測定方式包括定點(株)監測、遙感反演、根據灌溉相關原理和公式計算以及對歷史數據再處理。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述分類單元包括 預處理子單元，用於對所述灌溉因子信息進行預處理後，將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類，其中，預處理包括填補遺漏的數據值、平滑有噪聲的數據值和識別除去異常值； 所述第一融合單元包括 配準轉換子單元，用於分別對每類不同來源的灌溉因子信息進行空間配準，並將配準後的信息變換到同一投影坐標系下； 多源數據融合子單元，用於採用貝葉斯最大熵克立格方法對每類灌溉因子信息分別進行融合，以獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息； 所述選取構建單元包括 選取子單元，用於根據灌溉方式選取灌溉決策； 轉換子單元，用於將每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息分別轉換為對所述灌溉決策的支持程度； 構建框架子單元，用於依據所述支持程度，構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架，並為所述多個融合灌溉因子信息對所述識別框架分配基本概率函數，其中表示第i個所述灌溉因子信息對第j個所述灌溉決策的支持程度； 所述第二融合單元包括 第一計算子單元，用於依據公式
全文摘要
本發明公開了一種多源灌溉信息融合方法及裝置，包括獲取不同類型不同來源的灌溉因子信息；將灌溉因子信息按照各自的屬性進行分類；對每類不同來源的灌溉因子信息分別進行融合，獲得每類灌溉因子信息的融合灌溉因子信息；根據灌溉方式選取灌溉決策，構建多個融合灌溉因子信息對所述灌溉決策的識別框架；對所述融合灌溉因子信息進行決策級融合；依據決策級融合結果，輸出灌溉決策結果。本發明既可以充分利用不同來源的灌溉信息，又可以考慮不同類型的灌溉信息對灌溉的影響程度，自動獲得灌溉決策結果，避免人為的主觀臆斷和不確定性，提高灌溉決策的準確性和可靠性。
文檔編號G06F19/00GK102819673SQ20121026162
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者王景雷, 康紹忠, 孫景生, 陳智芳, 宋妮 申請人:中國農業科學院農田灌溉研究所