[发明专利]一种基于SVM的粮情预测预警方法及系统

权利要求书

1.一种基于SVM的粮情预测预警方法，包括以下步骤： 

（1）设定影响粮情安全等级的多个参数，所述参数包括温度、湿度、水分、虫害和/或霉素； 

（2）收集所述各参数的历史数据，并将所述历史数据映射到[0，1]空间，形成规范化的历史数据样本； 

（3）建立基于SVM回归模型的预测模型，所述预测模型的输入数据为所述各参数值，所述预测模型的输出数据为粮情安全等级的预测结果；通过所述规范化的历史数据样本对所述预测模型进行训练，调整所述预测模型的结构，使所述粮情安全等级的预测结果与影响粮情安全等级的各参数相对应； 

（4）连续采集所述各参数的当前数据，并通过所述预测模型得到粮情安全等级的预测结果，采用列表和/或曲线的方式显示所述粮情安全等级预测结果的变化趋势； 

（5）判断所述粮情安全等级预测结果的变化趋势是否正常，若变化趋势正常，则将所述粮情安全等级的预测结果发送给上位机；若变化趋势异常，则发出报警信号。 

2.根据权利要求1所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述粮情安全等级通过数值1～10来表征；所述粮情安全分为五个等级，其中1～2表示粮情不安全，2～4表示粮情较不安全，4～6表示粮情一般安全，6～8表示粮情较安全，8～10表示粮情安全。 

3.根据权利要求1所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（2）中采用最小-最大规范化方法，将所述各参数的历史数据映射到[0，1]空间，具体公式为： 

其中，S_i表示第i组历史数据所对应的粮情安全等级，max{s_i}表示所有组历史数据所对应的粮情安全等级的最大值，min{s_i}表示所有组历史数据所对应的粮情安全等级的最小值。 

4.根据权利要求1所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（5）中，采用TD-LTE技术将所述粮情安全等级的预测结果发送给所述上位机。 

5.根据权利要求1～4任一所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（3）具体为： 

（3-1）通过协方差和相关系数方法来确定影响所述粮情安全等级的各参数的相关程度，并对所述各参数进行筛选，形成影响粮情安全等级的最优属性集； 

（3-2）选择核函数，以所述最优属性集中各参数作为输入数据，以粮情安全等级的预测结果作为输出数据，采用SVM回归模型建立预测模型； 

（3-3）采用所述最优属性集中各参数的规范化的历史数据样本训练所述预测模型，调整所述预测模型的结构，使所述粮情安全等级的预测结果与影响粮情安全等级的各参数相对应； 

（3-4）通过对所述预测模型进行拟合度分析来评价所述预测模型的精度。 

6.根据权利要求5所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（3-1）中，所述协方差公式为： 

Cov(X,Y)=E[(X-EX)(Y-EY)]； 

所述相关系数公式为： 

其中，X为影响粮情安全等级的各参数；Y为粮情安全等级；所述形成的最优属性集的各参数包括温度、湿度、水分和虫害。 

7.根据权利要求5所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（3-2）中，所述核函数为径向基函数，具体为： 

k＝exp[-(m-n)×(m-n)′]/2×r₁²

其中m为最优属性集所包含各参数的矩阵；n为粮情安全等级向量；r₁取值为125。 

8.根据权利要求5所述的粮情预测预警方法，其特征在于，所述步骤（3-4）中，采用希尔不等系数相对数值分析法进行拟合度分析，所述拟合度分析的公式为： 

其中y_i，分别表示粮情安全等级的实测结果和粮情安全等级的预测结果。