[发明专利]一种基于隶属函数的植物抗逆评价方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及植物抗逆评价技术领域，特别涉及一种基于隶属函数的植物抗逆评价方法及系统。

背景技术

植物抗旱特征是受多因素影响的复杂数量性状。从植物生理生态学角度来讲，植物对干旱的适应从遗传基因、生理生化、形态解剖、器官功能等方面表现出多样性，如植物体内脱落酸分泌增加，同步叶片气孔关闭；主根伸长，以利于吸收深层土壤水分。同时，由于植物地上地下部分生长的相关性，植物在干旱胁迫下地上器官与地下器官表现出一定协同。

隶属函数是模糊数学中将复杂事物、思维活动定量化、函数化的有利工具，提高人们对研究，它能够集成测量指标的抗逆信息，最大程度反映植物抗逆真实能力。

资料查新发现，多数研究人员使用隶属函数评价植物抗逆时存在误区：(1)未筛选指标，忽视各测量直接之间的相关性，未考虑指标之间的信息重复产生的干扰，直接将原测量指标带入隶属函数计算公式。(2)计算公式认识不够，如何判定指标与抗逆性的正负相关缺乏充分依据，公式选择上存在一定模糊性。(3)部分人通过降维技术-主成分分析来筛选指标，但操作过程不规范，比如如何科学从主成分与各因子的线性方程中提取指标，纳入隶属函数公式。

发明内容

本发明提供了一种基于隶属函数的植物抗逆评价方法及系统，解决了现有技术中因重复信息产生的干扰、计算公式认识不够以及筛选指标的操作过程不规范等技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，一种基于隶属函数的植物抗逆评价方法，包括：

S1、对植物的多个测量指标对应的测量数据进行标准化处理；

S2、根据标准化处理后的测量数据对所述多个测量指标之间进行相关分析，得到相关系数矩阵，对所述相关系数矩阵中的相关系数进行KMO检验或Bartlett球形检验，得到KMO值；

S3、当所述KMO值大于或等于预设阈值时，对所述多个测量指标进行降维-主成分分析，得到至少一个有效指标；

S4、将所述至少一个有效指标对应的测量数据无量纲化处理后输入隶属函数，计算得到所述至少一个有效指标中每个有效指标对应的隶属值；

S5、根据所述至少一个有效指标中所有有效指标对应的隶属值的平均值大小对所述植物的抗逆性进行评价。

本发明的有益效果是：正确结合主成分分析方法筛选相关测量指标，摒除测量指标之间的重复迭加信息，科学地使用隶属函数对植物抗逆性进行评价。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，步骤S2之后，还包括：

当所述KMO值小于所述预设阈值时，确定所述多个测量指标中每个测量指标均为有效指标。

优选地，步骤S3包括：

S31、当KMO值大于或等于所述预设阈值时，对所述多个测量指标进行主成分分析，得到总方差解释变异量矩阵和成分矩阵；

S32、根据所述总方差解释变异量矩阵和所述成分矩阵构建用于表征各主成分与所述多个测量指标中每个测量指标之间关系的主成分方程；

S33、根据所述主成分方程中的各因子特征向量大小对所述多个测量指标进行降维筛选，得到至少一个有效指标。

优选地，步骤S4中，隶属函数为：

当计算得到的X(i)＜0时，所述隶属函数为：

其中，X(i)为第i个测量指标对应的隶属值，i为正整数，X_max为第i个测量指标对应的测量数据中的最大值，X_min为第i个测量指标对应的测量数据中的最小值，为第i个测量指标对应的测量数据的平均值。

另一方面，一种基于隶属函数的植物抗逆评价系统，包括：

标准化处理模块，用于对植物的多个测量指标对应的测量数据进行标准化处理；

相关分析模块，用于根据标准化处理后的测量数据对所述多个测量指标之间进行相关分析，得到相关系数矩阵，对所述相关系数矩阵中的相关系数进行KMO检验或Bartlett球形检验，得到KMO值；

主成分分析模块，用于当所述KMO值大于或等于所述预设阈值时，对所述多个测量指标进行降维筛选-主成分分析，得到至少一个有效指标；

计算模块，用于将所述至少一个有效指标对应的测量数据无量纲化处理后输入隶属函数，计算得到所述至少一个有效指标中每个有效指标对应的隶属值；

评价模块，用于根据所述至少一个有效指标中所有有效指标对应的隶属值的平均值大小对所述植物的抗逆性进行评价。