本發(fā)明涉及養(yǎng)分吸收監(jiān)測(cè)，特別涉及一種農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況智能分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、一種農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況智能分析方法及系統(tǒng)，通過(guò)基于各類農(nóng)作物的歷史營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)，分析正常生長(zhǎng)條件下不同生長(zhǎng)周期的營(yíng)養(yǎng)液消耗特征，構(gòu)建相應(yīng)的養(yǎng)分吸收模型。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)液變化，獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并與預(yù)設(shè)的養(yǎng)分吸收模型進(jìn)行比對(duì)，從而識(shí)別是否存在異常情況。如果監(jiān)測(cè)到農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)液消耗與正常模式不符，系統(tǒng)能夠及時(shí)判斷生長(zhǎng)異常，進(jìn)而調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液輸送策略，確保作物獲得適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分支持。此方法有助于在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中進(jìn)行精準(zhǔn)的養(yǎng)分管理，還能夠通過(guò)生長(zhǎng)周期結(jié)束后對(duì)作物的綜合評(píng)估，持續(xù)優(yōu)化養(yǎng)分吸收模型。

2、當(dāng)前市面上分析農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況的方法主要包括土壤養(yǎng)分檢測(cè)、葉片分析、植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和遙感技術(shù)。土壤養(yǎng)分檢測(cè)通過(guò)化學(xué)分析土壤中主要養(yǎng)分的含量，為作物的養(yǎng)分需求提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；葉片分析則通過(guò)檢測(cè)作物葉片中的養(yǎng)分水平，反映作物的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)通過(guò)觀察作物的外觀特征，如葉色和株高，間接評(píng)估養(yǎng)分吸收情況；遙感技術(shù)則利用無(wú)人機(jī)或衛(wèi)星遙感，通過(guò)分析光譜數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大面積農(nóng)田的營(yíng)養(yǎng)狀況。這些方法結(jié)合應(yīng)用，有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥和科學(xué)管理，提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了完善現(xiàn)有的農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況分析方法及系統(tǒng)，提供一種農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況智能分析方法及系統(tǒng)，該方法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)液的變化，并與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷其生長(zhǎng)是否異常。根據(jù)分析結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液輸送策略，并持續(xù)優(yōu)化養(yǎng)分吸收模型，提高作物生長(zhǎng)效率和質(zhì)量。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況智能分析方法，其特征在于，包括：

4、基于各農(nóng)作物的歷史營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)，獲取正常情況下各生長(zhǎng)周期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液消耗特征，并構(gòu)建養(yǎng)分吸收模型；

5、獲取當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)周期，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其營(yíng)養(yǎng)袋中營(yíng)養(yǎng)液的變化情況，獲取各生長(zhǎng)周期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)；

6、將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的營(yíng)養(yǎng)液變化情況與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判斷當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)情況是否異常；

7、基于農(nóng)作物生長(zhǎng)異常情況，調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液輸液策；

8、基于各農(nóng)作物生長(zhǎng)周期結(jié)束后農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，進(jìn)行全面評(píng)估，完善養(yǎng)分吸收模型。

9、優(yōu)選的，所述基于各農(nóng)作物的歷史營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)，獲取正常情況下各生長(zhǎng)周期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液消耗特征，并構(gòu)建養(yǎng)分吸收模型具體包括：

10、基于農(nóng)作物生長(zhǎng)周期中不同階段，劃分為苗期、生長(zhǎng)期、花期、成熟期；

11、基于歷史數(shù)據(jù)中劃分的各個(gè)階段內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液吸收情況，將其劃分為不同的時(shí)間序列

12、；

13、基于各階段內(nèi)的時(shí)間序列，計(jì)算各階段內(nèi)的每日營(yíng)養(yǎng)液消耗量：

14、

15、其中，為第i天營(yíng)養(yǎng)液的消耗量，為第i-1天營(yíng)養(yǎng)液的消耗量；

16、基于每日營(yíng)養(yǎng)液消耗量，計(jì)算獲取營(yíng)養(yǎng)液平均消耗速率：

17、

18、其中，為各階段的天數(shù)，為第i天的營(yíng)養(yǎng)液消耗量，、為該階段的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；

19、基于各農(nóng)作物的養(yǎng)分消耗在不同時(shí)間段或季節(jié)內(nèi)表現(xiàn)出的規(guī)律性變化通過(guò)傅里葉變換分析時(shí)間序列，公式為：

20、

21、其中，為常數(shù)項(xiàng)，表示基礎(chǔ)消耗量，、為傅里葉變換系數(shù)，表示不同頻率的周期性特征，t為周期長(zhǎng)度，t為時(shí)間點(diǎn)；

22、基于每日營(yíng)養(yǎng)液消耗量公式、營(yíng)養(yǎng)液平均消耗速率公式和周期性變化規(guī)律公式，綜合獲取養(yǎng)分吸收模型。

23、優(yōu)選的，所述獲取當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)周期，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其營(yíng)養(yǎng)袋中營(yíng)養(yǎng)液的變化情況，獲取各生長(zhǎng)周期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)具體包括：

24、基于傳感器設(shè)備，記錄營(yíng)養(yǎng)液實(shí)時(shí)消耗情況；

25、基于營(yíng)養(yǎng)液實(shí)時(shí)消耗情況，獲取其每日營(yíng)養(yǎng)液消耗量數(shù)據(jù)、每日營(yíng)養(yǎng)液吸收速率數(shù)據(jù)、各生長(zhǎng)周期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液需求變化規(guī)律數(shù)據(jù)。

26、優(yōu)選的，所述將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的營(yíng)養(yǎng)液變化情況與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判斷當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)情況是否異常具體包括：

27、基于獲取的時(shí)間序列a(t)，將其劃分為三個(gè)部分，包括趨勢(shì)成分，季節(jié)成分和殘差成分，公式為：

28、

29、其中，為趨勢(shì)成分，表示數(shù)據(jù)中長(zhǎng)期變化的部分，為季節(jié)成分，表示數(shù)據(jù)中的周期性波動(dòng)部分，為殘差成分，表示去除趨勢(shì)和季節(jié)性后剩余的部分，通常由噪聲和異常變化組成；

30、基于對(duì)比殘差成分與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)，判斷農(nóng)作物是否存在生長(zhǎng)異常。

31、優(yōu)選的，所述基于對(duì)比殘差成分與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)，判斷農(nóng)作物是否存在生長(zhǎng)異常具體包括：

32、獲取實(shí)際消耗的營(yíng)養(yǎng)液與模型預(yù)期吸收速率之間的差異，公式為：

33、

34、獲取一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)差異，公式為：

35、

36、通過(guò)季節(jié)性分解提取出的殘差部分是一個(gè)隨機(jī)波動(dòng)，若一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)差異一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)差異超出預(yù)設(shè)的正常范圍，則判斷農(nóng)作物的生長(zhǎng)出現(xiàn)異常。

37、優(yōu)選的，所述基于農(nóng)作物生長(zhǎng)異常情況，調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液輸液策具體包括：

38、基于營(yíng)養(yǎng)液剩余量，設(shè)定目標(biāo)營(yíng)養(yǎng)液剩余量，調(diào)整公式為：

39、

40、其中，為當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)液剩余量，為調(diào)整系數(shù)，用于調(diào)整變化幅度；

41、基于各農(nóng)作物生長(zhǎng)階段，設(shè)定相應(yīng)的養(yǎng)分比例，并定期調(diào)整配方，如在農(nóng)作物苗期，添加更多的氮元素以促進(jìn)根系發(fā)育，在開(kāi)花結(jié)果期，添加更多的磷、鉀等元素以促進(jìn)生殖生長(zhǎng)。

42、優(yōu)選的，所述基于各農(nóng)作物生長(zhǎng)周期結(jié)束后農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，進(jìn)行全面評(píng)估，完善養(yǎng)分吸收模型具體包括：

43、通過(guò)計(jì)算實(shí)際的養(yǎng)分消耗量的生長(zhǎng)情況與養(yǎng)分吸收模型中數(shù)據(jù)的均方誤差，獲取評(píng)估模型準(zhǔn)確性，均方誤差公式為：

44、

45、其中，n為時(shí)間序列中時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)量，為實(shí)際值與模型數(shù)據(jù)值；

46、基于計(jì)算獲取的均方誤差值的大小，調(diào)整模型中各公式參數(shù)，減少均方誤差大小。

47、進(jìn)一步的，一種農(nóng)作物養(yǎng)分吸收狀況智能分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

48、養(yǎng)分吸收模型構(gòu)建模塊：所述養(yǎng)分吸收模型構(gòu)建模塊主要用于基于各農(nóng)作物的歷史營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)，獲取正常情況下各生長(zhǎng)周期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液消耗特征，并構(gòu)建養(yǎng)分吸收模型；

49、營(yíng)養(yǎng)液數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)收集模塊：所述營(yíng)養(yǎng)液數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)收集模塊主用于獲取當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)周期，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其營(yíng)養(yǎng)袋中營(yíng)養(yǎng)液的變化情況，獲取各生長(zhǎng)周期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)；

50、數(shù)據(jù)對(duì)比模塊：所述數(shù)據(jù)對(duì)比模塊主用于將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的營(yíng)養(yǎng)液變化情況與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)；

51、異常檢測(cè)模塊：所述異常檢測(cè)模塊主用于基于對(duì)比情況判斷當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)情況是否異常；

52、策略調(diào)整模塊：所述策略調(diào)整模塊主用于基于農(nóng)作物生長(zhǎng)異常情況，對(duì)營(yíng)養(yǎng)液輸液策進(jìn)行調(diào)整；

53、反饋完善模塊：所述反饋完善模塊主用于基于各農(nóng)作物生長(zhǎng)周期結(jié)束后農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，進(jìn)行全面評(píng)估，完善養(yǎng)分吸收模型；

54、處理器：所述處理器主用于養(yǎng)分吸收模型中各公式計(jì)算以及誤差計(jì)算。

55、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

56、基于歷史營(yíng)養(yǎng)液吸收數(shù)據(jù)構(gòu)建養(yǎng)分吸收模型，可以精準(zhǔn)反映各類農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)周期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)需求和消耗特征，從而為農(nóng)作物的精細(xì)化管理提供科學(xué)依據(jù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前農(nóng)作物生長(zhǎng)周期中的營(yíng)養(yǎng)液變化情況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其生長(zhǎng)異常，避免因營(yíng)養(yǎng)供給不均衡或不足導(dǎo)致的生長(zhǎng)問(wèn)題。通過(guò)與養(yǎng)分吸收模型數(shù)據(jù)的比對(duì)，系統(tǒng)能自動(dòng)判斷出是否存在異常，并根據(jù)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液輸送策略，從而優(yōu)化作物的生長(zhǎng)環(huán)境，提升作物產(chǎn)量和質(zhì)量?；谵r(nóng)作物生長(zhǎng)周期結(jié)束后的全面評(píng)估，系統(tǒng)能夠持續(xù)完善養(yǎng)分吸收模型，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和適用性，形成良性循環(huán)。