[发明专利]一种基于物联网的灌溉决策方法及装置

说明书

本发明提供一种基于物联网的灌溉决策方法，包括：S1：获取天气信息；S2：将所述天气信息输入灌溉决策模型，以得到所述灌溉决策模型预测的土壤预测含水量；S3：根据土壤预测含水量和作物情况，判断是否需要灌溉；其中，所述灌溉决策模型是基于天气样本信息，及天气样本信息对应的土壤质量含水量标签训练得到；所述灌溉决策模型用于根据天气信息预测土壤预测含水量。用以解决现有技术中传统灌溉模式依赖经验判断，造成水资源浪费并加剧了农业灌溉缺水的缺陷，实现水资源的利用效率的提升。

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的灌溉方法及装置。

背景技术

在“互联网+现代农业”的时代背景下，智慧农业作为一种新型的农业生产形态备受人们关注。智慧农业是物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网和区块链等多种现代技术在农业领域共同作用的结果，其中物联网是智慧农业的主要支撑技术之一。农业物联网分为3部分：感知层、传输层和应用层。感知层主要负责各种要素的感知，传输层则主要负责数据传输与通信，应用层更多的是基于获取信息的决策与管理。因此进行农业物联网研究的呼声较高，且研究意义较大。

当前的农业灌溉模式相对落后，采用传统的依据经验的灌溉模式仍然使用广泛，这种灌溉模式下，不仅水资源的利用效率低下，造成水资源浪费并加剧了农业灌溉缺水问题，而且，过多的灌溉水将造成深层渗漏和氮磷损失，引起土壤次生盐碱化等问题，这不仅影响了作物的正常生长，降低作物产量，而且还会污染地下水，引发环境生态问题。因此，如何基于物联网等智慧农业技术支持，综合考虑天气因素、土壤墒情等指标相结合，对当前作物的土壤灌溉情况进行分析，并提供决策，在保证作物产量的同时提高水资源利用率，是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明提供一种基于物联网的灌溉决策方法，用以解决现有技术中传统灌溉模式依赖经验判断，造成水资源浪费并加剧了农业灌溉缺水的缺陷，实现水资源的利用效率的提升。

本发明提供一种基于物联网的灌溉决策方法，包括：

S1：获取天气信息；

S2：将所述天气信息输入灌溉决策模型，以得到所述灌溉决策模型预测的土壤预测含水量；

S3：根据土壤预测含水量和作物情况，判断是否需要灌溉；

其中，所述灌溉决策模型是基于天气样本信息，及天气样本信息对应的土壤质量含水量标签训练得到；

所述灌溉决策模型用于根据天气信息预测土壤预测含水量。

根据本发明提供的一种基于物联网的灌溉决策方法，所述天气信息包括：最高温度、最低温度、空气压强、降雨量、风级和空气相对湿度中的一种或多种。

根据本发明提供的一种基于物联网的灌溉决策方法，在所述S2之前，还包括：训练灌溉决策模型，包括：

A1：以天气样本信息作为输入，土壤质量含水量作为标签，建立随机森林算法的训练集；

A2：从训练集中有放回地随机抽样，得到n个子训练集；

A3：根据n个子训练集分别训练n个决策树模型；

A4：将n个决策树模型预测值的平均值作为灌溉决策模型的预测结果；

A5：将预测结果与土壤质量含水量标签对比，小于预设误差范围则灌溉决策模型训练完成。

根据本发明提供的一种基于物联网的灌溉决策方法，所述A3与A4之间还包括：通过随机森林分类器对天气样本信息赋予重要性权重。

根据本发明提供的一种基于物联网的灌溉决策方法，所述随机森林算法通过Stacking算法从训练集中训练出初级学习器，然后生成新训练集训练次级学习器。