[发明专利]一种基于遗传算法的烤烟培植决策方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法的烤烟培植决策方法及系统，实施本发明的有益效果是，首先从数据库中获取烤烟培植过程相关的数据，并对获取到的数据进行预处理，剔除数据中的异常数据和离群数据；然后使用人工神经网络对烤烟的产量和质量进行建模，建立烤烟产、质量评价模型；最后采用遗传算法建立以烤烟产区生态条件和烤烟培植过程为约束条件，以建立的烤烟产、质量评价模型作为适应度函数，建立以烤烟质量和产量为目标的优化模型；通过给定烤烟产区的气候环境、土壤环境和期望达到的烤烟培植目标，计算得出栽培措施参数和可以达到的产量和质量，为烟农提供有效的决策支持。

技术领域

本发明涉及烤烟培植领域，更具体地说，涉及一种基于遗传算法的烤烟培植决策方法及系统。

背景技术

烤烟是我国经济作物中一项重要的农产品，具有投资少和利润高等特点，在农业经济、国际贸易和财政收入中占有重要地位。烤烟是产、质量并重的作物，其产、质量是由烤烟品种、生态环境和培植过程共同作用的结果。烤烟品种作为烟叶生产的基础，通过培育出优良性状的品种可以从根本上提高烟叶的质量效益，但品种培育或改良需要相当长的时间。生态环境包括气候环境和土壤环境，属于烟区固有的条件，在短期内是很难改变的。不同于烤烟品种和产区生态环境，烤烟的培植过程是灵活可控的，可以从种植密度、留叶数、施肥量等多方面加以控制以提高烤烟的质量效益。

传统的烤烟培植决策往往依赖于烟农长期的培植经验。但由于不同品种烤烟以及各地区生态条件的差异，导致烟农在烤烟培植过程的决策中具有较大的主观性和不确定性，使得烤烟在产量和质量上无法达到最佳的综合生产目标。决策支持系统可以通过模型计算、列举可能方案等方式，为农业生产的管理者提供帮助，目前烤烟相关的决策支持系统中采用的方案一般都是通过模型计算并和实际的情况对比，给出可行的培植措施。本专利针对烤烟培植决策问题，提出了一种基于遗传算法的烤烟培植决策支持系统，该系统可以给出较合理的烤烟培植方案，用于指导烤烟生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对最大化提高烤烟培植的产、质量，辅助烟农进行烤烟培植的决策，提供一种基于遗传算法的烤烟培植决策方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于遗传算法的烤烟培植决策方法，具体包括以下步骤：

S1、从数据库中获取烤烟培植过程的数据；

S2、对获取到的数据进行预处理，剔除数据中的异常数据和离群数据；

S3、利用步骤S2预处理后的数据，使用人工神经网络对烤烟的产量和质量进行建模，分别建立烤烟产量、质量评价模型；

S4、采用遗传算法建立以烤烟产区生态条件和烤烟培植过程为约束条件，以步骤S3中建立的烤烟产、质量评价模型作为适应度函数，建立以烤烟质量和产量为目标的优化模型；通过建立的优化模型，求得在最佳生产目标情况下的烤烟培植决策支持的结果。

进一步的，步骤S1中将获取到的数据分为影响因素数据集I和质量效益评价指标数据集O；其中，所述影响因素数据集I中包括若干项影响因素指标，所述质量效益评价指标数据集O中包括若干项评价指标。

进一步的，步骤S2中利用DBSCAN算法对获取的数据进行预处理，剔除数据中的异常数据和离群数据。

进一步的，步骤S3中，采用用指数和法，针对每项质量评价指标数据，烤烟质量评价模型为各项质量评价模型的叠加组合；其中，指数和法的表达式为：

其中，Y_i表示第i个质量评价指标的评价结果，A_i表示第i个评价指标所占的权重，Y表示质量综合评价结果；

烤烟的产量评价模型为Z＝Y_N+1；其中，Y_N+1为烤烟的产量评价结果。