[发明专利]一种单产-气象变化系数的确定方法及系统

说明书

本发明公开一种单产‑气象变化系数的确定方法及系统，确定方法包括：获取研究对象的多组历史数据；将数据代入单产模型，得到单产函数；根据气象单产函数、各年份的实际单产数据确定目标函数；根据研究对象的不同生长期及生长地区的各气象要素数据确定各单产‑气象变化系数的约束条件；设定初始参数；根据目标函数确定目标函数的梯度函数，并判断梯度函数的范数是否小于或者等于设定的收敛精度；若是，则停止迭代；否则计算梯度函数的散度函数；根据梯度函数、散度函数及目标函数的增广函数及约束条件确定搜索范围模型；求解搜索范围模型获得最优单产‑气象变化系数。本发明的方法及系统能够快速求解单产模型中的单产‑气象变化系数。

技术领域

本发明涉及农作物产量估算领域，特别是涉及一种单产-气象变化系数的确定方法及系统。

背景技术

气候变化已经成为全球瞩目的环境问题，特别是近10年来全球范围内的气候变化给许多国家的粮食生产、水资源和能源生产带来的非常严重的影响。在当今气候变暖的背景下，农业生产的不稳定性、产量波动增大等一系列问题显得尤为突出。因此，准确地估计农作物的产量，对于实现国家及时、准确地掌握粮食生产状况，进行粮食宏观调控，在国际农产品贸易中争取主动权，以及国家制定粮食政策至关重要。

对农作物产量进行预测时，现有技术一般是通过相关性分析后选择相关系数较大，即相关性较强的变量建立农作物的单产回归模型，通过传统的最小二乘法求解单产回归模型确定单产-气象变化系数。但是，由于传统的单产回归模型是通过最小二乘法求解的，不仅无法加入专家经验对回归模型进行约束，而且求解速度慢。

因此，如何快速求解考虑约束条件的单产模型中的单产-气象变化系数，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单产-气象变化系数的确定方法，所述方法能够快速求解考虑约束条件的单产模型中的单产-气象变化系数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种单产-气象变化系数的确定方法，所述确定方法包括：

获取研究对象的多组历史数据，其中，一组历史数据包括某一年份的气象要素数据及与所述年份对应的实际单产数据；

将多组所述气象要素数据代入所述研究对象的单产模型，得到分别与所述年份对应的单产函数；

根据所述气象单产函数、各年份的所述实际单产数据确定目标函数；

根据所述研究对象的不同生长期及生长地区的各所述气象要素数据确定各所述单产-气象变化系数的约束条件；

设定初始参数，其中，所述初始参数包括：所述单产-气象变化系数的初始值x₀，搜索半径的初始值T₀、搜索半径的上界T_max、最大迭代次数N、收敛精度、第一逼近参数η₁、第二逼近参数η₂、第一比例系数α₁和第二比例系数α₂，其中，0＜α₁＜1＜α₂，0＜η₁＜η₂＜1，k＝1，k表示当前迭代次数，1≤k≤N；

根据所述目标函数确定所述目标函数的梯度函数，并判断所述梯度函数的范数是否小于或者等于设定的所述收敛精度；

如果所述梯度函数的范数小于或等于设定的所述收敛精度，则停止迭代，所述单产-气象变化系数的最优解为所述单产-气象变化系数的初始值，结束计算；

如果梯度函数的范数大于设定的所述收敛精度，计算所述梯度函数的散度函数；

根据所述梯度函数、所述散度函数及所述目标函数的增广函数及所述各单产-气象变化系数的约束条件确定搜索范围模型；