[发明专利]一种区域作物耗水时空格局优化设计方法

权利要求书

1.一种区域作物耗水时空格局优化设计方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：选择优化区域并获取耗水计算单元，选取耗水计算单元上的耗水影响因子；

步骤2：根据耗水量和耗水计算单元上的耗水影响因子数据计算耗水综合影响因子，选取设定种类的作物，并建立单种作物分布式耗水模型；

步骤3：对优化区域进行分区；

步骤4：根据单种作物分布式耗水模型和适宜耗水量区间计算作物耗水综合影响因子区间；

步骤5：将步骤3得到的分区与步骤4得到的作物耗水综合影响因子区间耦合，得到不同作物生产优势区域；

步骤6：建立区域作物耗水时空格局优化模型，根据区域作物耗水时空格局优化模型计算每个分区每种作物的最优年种植面积区间，并布局在每个分区每种作物的生产优势区域，从而得到区域作物耗水时空格局。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述根据耗水量和耗水计算单元上的耗水影响因子数据计算耗水综合影响因子，选取设定种类的作物，并建立单种作物分布式耗水模型具体包括：

步骤101：设有p个耗水计算单元，n个耗水影响因子，每个耗水计算单元上的耗水影响因子数据由矩阵表征，L_ij是第i个耗水计算单元的第j个耗水影响因子数据；

步骤102：采用公式对矩阵L中的数据进行标准化处理；其中，是第j个耗水影响因子数据平均值，即SD_j是第j个耗水影响因子数据的标准差，即SDj=1pΣi=1p(Lij-L‾j)2;]]>

步骤103：对标准化后的矩阵进行因子分析，从而得到t个作物耗水综合影响因子(x₁,x₂,...,x_t);

步骤104：建立单种作物分布式耗水模型其中，ET_l是第l种作物的单位面积全生育期适宜耗水量，l＝1,2,...,v，v为作物总数，是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子的权重，且是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子的权系数，t是作物耗水综合影响因子总数，是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子对第i个耗水影响因子的得分值，n是耗水影响因子的总数，是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子的贡献率，是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子和第i个耗水影响因子的相关系数，是第l种作物的第j个作物耗水综合影响因子，f(·)是线性函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述对优化区域进行分区包括：

步骤201：设有m个待分类区域，n个耗水影响因子，每个待分类区域上的耗水影响因子数据由矩阵表征，X_ij第i个待分类区域的第j个耗水影响因子数据；

步骤202：对矩阵X中的数据进行标准化处理；

步骤203：针对矩阵X中的标准化处理后的数据，采用聚类分析法将待分类区域分区，从而得到u个分区。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述区域作物耗水时空格局优化模型包括目标函数和约束条件；

目标函数为：

max z±=Σk=1uΣl=1v(vkl±/ETkl±)xkl±/xk±,]]>

其中，是第k个分区第l种作物单位面积净产值区间，单位：元，是第k个分区第l种作物单位面积全生育期适宜耗水量区间，单位：毫米，是第k个分区第l种作物最优年种植面积区间，单位：公顷，是第k个分区种植作物总播种面积区间，单位：公顷;

约束条件为：

1）耕地总面积约束，是第k个分区第l种作物最优年种植面积区间，单位：公顷，a是复种指数，b^±是总耕地面积区间，单位：公顷；

2）水资源约束，是第k个分区第l种作物的毛灌溉定额区间，单位：立方米/公顷，是第k个分区第l种作物最优年种植面积区间，单位：公顷，Q^±是全年种植业灌溉可用水量区间，单位：立方米；

3）经济指标约束，是第k个分区第l种作物单位面积净产值区间，单位：元，是第k个分区第l种作物最优年种植面积区间，单位：公顷，V^±是农作物总净产值区间，单位：元；

4）非负约束，k＝1,2,...,u，l＝1,2,...,v；

在上述目标函数公式和约束条件公式中，u为分区总数，v为种植作物总数。