[发明专利]一种保护性耕作模式选择方法

权利要求书

1.一种保护性耕作模式选择方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)数据收集：收集不同模式的成熟地区的土壤数据、气候数据、地理数据、生产习惯数据；收集待施行地区的土壤数据、气候数据、地理数据、生产习惯数据；

2)模式选择准备：根据所述成熟地区的数据，确定各保护性耕作模式的决策单元和指标，其中每个成熟地区的类别对应一个决策单元，所述指标来源于成熟地区中具有可比性的土壤数据、气候数据、地理数据、生产习惯指标；

3)构建投影寻踪分析模型：将成熟地区的检测、调查数据进行标准化，根据所述决策单元和指标，用投影寻踪技术确定各个指标的客观权重 其中u＝1，…，n，p为指标的数目，构建投影寻踪分析模型包括以下步骤：

a)数据标准化：将原始数据矩阵X^*转化为标准化矩阵X，x_ij为标准化矩阵X中的元素，表示第i个决策单元的第j个指标值；

b)线性投影：设单位向量a＝{a₁，a₂，…a_p}为一维线性投影方向，则标准化矩阵X投影到投影方向a上的一维投影特征值为z_i；

c)构造投影目标函数：

        Q(a)＝S_Z·D_Z

其中，E(z)为序列{z_i|i＝1，…，n|}的平均值；设r_ik为投影特征值间的距离；n为成熟地区的类别数目；j＝1，2，…，p；R为密度窗宽，其取值范围为： r_ik＝|z_i-z_k|，i，k＝1，…，n； 

d)优化投影目标函数Q(a)：运用目标函数最大化对投影目标函数对投影方向a进行优化，使投影目标函数Q(a)达到极大值的的投影方向即为最佳投影方向 

            MaxQ(a)＝S_z·D_z

e)客观权重计算：确定所述各个指标的客观权重 

4)构建相似度评价模型：根据各个成熟地区的数据，计算指标相似性复合权重β_j；之后计算待施行地区和每个成熟地区之间的相似度值，评价待施行地区和每个成熟地区之间的相似性与相似度情况，构建相似性评价模型包括以下步骤：

i)指标分类；

ii)计算待施行地区A和成熟地区B间同一指标的指标相似度S(A，B)，其包括以下步骤：

①当两个指标的取值都为确定值时，计算指标相似度的步骤如下：当地区A和B的指标经过步骤3)中的步骤a)数据标准化后得到确定值时，指标L(A)、L(B)∈[0，1]；确定值之间的相似度可以用两点间的距离来表示，距离越近，相似度越高，则有：

②当地区A的指标取值是一确定值，而地区B的同一指标的取值是一区间值时，计算指标相似度的步骤如下：L(A)∈[a₁，a₂]，地区B的指标L(B)是经过标准化后得到的区间，L(B)＝[b₁，b₂]，a₁＜a₂，b₁＜b₂，且a₁，a₂，b₁，b₂∈[0，1]；确定值与区间之间的相似度，分别与确定值与区间中点的距离以及区间的长度有关，确定值和区间中点的距离越小，并且区间的长度越短，相似度越高；

③如果两个指标的取值都为区间值时，指标相似度的计算步骤如下：两个区间之间的相似度，采用区间覆盖程度来表示，覆盖程度越大，相似度越高；

④二元变量指标相似度计算：二元变量指标表示该指标的取值只有0或1两个状态，如果地区A和地区B有若干个相同的二元变量指标，则全部相同的二元变量指标的相似度计算步骤如下：设h表示地区A的指标和地区B的同一指 标的取值都为1的指标数目，f表示地区A的指标取值为1且地区B的相同指标的取值为0的指标数目，s表示地区A的指标取值为0且地区B的相同指标的取值为1的指标数目，t表示地区A的指标和地区B的同一指标的取值都为0的指标数目，d(A，B)表示地区A和地区B的全部相同的二元变量指标的相异度，即它们的欧氏距离，则全部相同二元变量的相似度为：

⑤；如果地区A和地区B有若干个标称变量指标，则全部标称变量指标的相似度计算步骤如下：标称变量指标是二元变量指标的推广，即指标中取值的状态的数量多于两个；假设g表示地区A和地区B中同一标称变量指标的取值相同的指标个数，q表示地区A和地区B中所有标称变量指标的数目，d(A，B)表示地区A和地区B的标称变量指标的相异度，则标称变量相似度为：

⑥如果两个指标都为定性指标，则定性指标相似度计算步骤如下：定性指标的相似度，通常将模糊定性的指标映射成数值描述，通过数值的比较，利用步骤①的两个确定值指标的相似度公式，从而实现相似度的定性向定量转化；；

iii)指标相似性复合权重的确定：

其中，所述 由所述投影寻踪分析模型求得；

为人工调整的参数；

iv)地区间相似度评价：地区A包含φ个指标，地区B包含 个指标，φ≤p， 地区A与B的重合指标有σ个， 其中第m个相似指标之间的相似度S_m等于由ii)步得出的第m个指标的指标相似度S(A，B)，m＝1…σ；β_m为由ii i)步骤求出的第m个指标的相似性复合权重系数；地区A和B之间相似度S^*(A，B)的数学模型：

5)模式选择：根据所述相似度等级，选择与所述待施行地区相似度最高的所 述成熟地区所对应的保护性耕作模式，作为待施行地区的保护性耕作模式。

2.如权利要求1所述的一种保护性耕作模式选择方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述成熟地区的土壤数据来源于已有的实验结果和实地调查结果；所述待施行地区的土壤数据采用化学方法测定；所述成熟地区和待施行地区的气候数据根据10年气象资料加权平均获得；所述成熟地区和待施行地区的地理数据、生产习惯的数据采用实地调查法获得。