[发明专利]一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型

权利要求书

1.一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型，其特征是基于中药材采样、品质成分信息和多类别的生态因子数据集，先利用最大信息熵模型计算出生态适宜性分布图，利用正态分布理论划分出适宜等级；再利用改进的独立性权系数法建立中药材区划品质预测模型，利用该模型计算品质区划分布图；最后提取出“适宜区”和“最适宜区”区域内的品质区划结果，得到品质区划最终结果。该模型包括如下步骤：

步骤一：从中药材生长和品质相关的生态因子中筛选出相关度不高(相关系数R＜0.8)的因子。全部的生态因子涵盖气候(气温、降水、日照时长)、土壤、地形、植被类型、综合气象指数5个类别，共74个。

步骤二：使用最大信息熵模型进行生长适宜性区划。利用中药材资源的采样点和筛选得到生态因子集，使用最大信息熵模型计算得到中药材分布的适宜度分布图。

步骤三：利用正态分布理论对适宜度分布图进行分类。先在采样点处提取生态适宜度值，再计算这些值的标准差σ和平均值μ，按照正态分布的理论，选择μ-σ作为阈值，区分“不适宜区”和“适宜区”，选择μ+0.5σ作为阈值，区分“适宜区”和“最适宜区”。

步骤四：基于改进的独立性权系数法进行品质区划。计算中药材成分与筛选得到生态因子集之间相关系数，按照从大到小的顺序选择相关系数R≥0.6的4个因子，采用改进的独立性权系数法建立中药材品质预测模型，并用均方根误差(root mean square error，RMSE)进行精度检验。利用该模型进行计算品质区划分布图。

步骤五：综合利用生长适宜度分布图和品质区划分布图，计算“适宜区”和“最适宜区”的品质区划分布图，得到品质区划结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型，其特征在于，所述的步骤一中，具体过程包括如下步骤：

步骤一一：提取中药材采样点处的各个生态因子值。生态因子来源于《中药资源空间信息网格数据库》，包括气候(气温、降水、日照时长)、土壤、地形、植被类型、综合气象指数5个类别74个因子。

步骤一二：计算各个变量间的皮尔逊积差相关系数。

步骤一三：筛除相关系数大于和等于0.8的生态因子，把剩下的生态因子作为最大信息熵模型的输入数据之一。

3.根据权利要求1所述的一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型，其特征在于，所述的步骤三中，具体过程包括如下步骤：

步骤三一：从生长适宜度分布图上提取各采样点处的生态适宜度值，再计算这些值的标准差σ和平均值μ。

步骤三二：按照正态分布理论，按照如下规则对生态适宜度进行等级划分：

≥0，＜μ-σ 不适宜

≥μ-σ，＜μ+0.5σ 适宜

≥μ+0.5σ 最适宜。

4.根据权利要求1所述的一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型，其特征在于，所述的步骤四中，具体过程包括如下步骤：

步骤四一：从步骤一得到的生态因子数据集中提取各采样点处的各个生态因子值。

步骤四二：对各采样点处的中药材品质成分信息与各个生态因子数据分别进行相关分析，得到相关系数R。

步骤四三：把相关系数按照从大到小的顺序，选择相关系数R≥0.6的前N(2≤N≤4)个生态因子，计算这N个生态因子与品质成分的线性拟合函数f_i，i＝1，2，...，N，各个因子权重比值为w_i，w₁∶w₂…∶w_N＝|R₁|∶|R₂|…∶|R_N|，利用加权几何平均模型计算品质成分Y的公式是：

步骤四四：利用步骤四三建立的模型计算各采样点处的品质成分预测值(X_model，i)，以采样点处的品质成分实测值(X_obs，i)为标准，计算均方根误差(RMSE)作为模型精度的衡量指标。

步骤四五：把各生态因子的图层数据带入步骤四三建立的模型中，计算得到粗略的中药材品质区划分布图。

5.根据权利要求1所述的一种基于最大信息熵和改进的独立性权系数法的中药材品质区划模型，其特征在于，所述的步骤五中，具体过程包括如下步骤：

步骤五一：把步骤三得到的生长适宜度分布图中的“适宜区”和“最适宜区”区域提取出来。

步骤五二：以步骤五一得到的区域作为掩膜，切割步骤四五得到的粗略的中药材品质区划分布图，得到最终的中药材品质区划图。