[发明专利]基于改进农作物水分指数的旱涝评分及其数据图像化系统

权利要求书

1.一种基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：包括如下步骤：

S1、采集、预处理农作物信息数据：将农作物生长周期划分为若干个时段，按每个时段获取农作物种植区的农作物信息数据，并通过数据图像化处理系统对农作物信息数据进行预处理；

S2、基于农作物信息数据，结合每个时段的气象信息数据构建连续的农作物信息数据库；

S3、构建改进的水分敏感指数累积函数，并求得水分敏感指数曲形，其具体步骤如下：

S31、基于Logistic方程构建水分敏感指数累积函数，其表达式为：

其中，Z₁(t)为水分敏感指数累计值，t为作物生长天数，且t∈(0,T)，K、b₁、m、T为常数；

S32、对Z₁(t)求导得到水分敏感指数曲形λ₁(t)，其表达式为：

S33、基于λ₁(t)的边界条件构建改进的水分敏感指数累积函数Z₂(t)，其表达式为：

其中，b₂、n为常数；

S34、对Z₂(t)求导得到改进的水分敏感指数曲形λ₂(t)，其表达式为：

S4、构建农作物旱涝评估模型：计算农作物蒸散量，基于农作物蒸散量和水分敏感指数曲形构建Jensen农作物旱涝评估模型，并根据作物不同生长周期需水量，进行旱涝等级划分，等级包括-2级～涝灾、-1级～轻涝、0级～无涝无旱、1级～轻旱、2级～中旱、3级～重旱和4级～特旱；

S5、基于农作物旱涝评估模型对农作物进行旱涝评估：

当农作物旱涝等级处于0级时，无需处理；

当农作物旱涝等级处于-1或1级时，启动给排水设备进行排水或补水；

当农作物旱涝等级处于-2级、2级～中旱、3级～重旱和4级～特旱中的任意一种时，发送警报信息，通知工作人员进行补救处理。

2.根据权利要求1所述的基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：所述S1中农作物信息数据包括各时段的农作物系数、土壤墒情值、农作物需水量和农作物含水量。

3.根据权利要求2所述的基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：所述S1中预处理的具体步骤如下：

S11、采用归一化模块对获取的连续时段的农作物信息数据进行归一化处理，得到农作物信息数据连续曲形；

S12、采用滤波模块对农作物信息数据连续曲形进行杂波滤除；

S13、采用小波滤波模块对滤波处理后的农作物信息数据连续曲形进行小波平滑处理。

4.根据权利要求3所述的基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：所述S12中滤波模块采用傅里叶变换FFT滤波。

5.根据权利要求4所述的基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：所述S2中气象信息数据包括环境温度、降水量、日照时数、风速和空气湿度。

6.根据权利要求5所述的基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，其特征在于：所述S4中农作物蒸散量的计算如下：

S41、基于环境温度、降水量、日照时数、风速和空气湿度的数据，转化为地表净辐射R_n，土壤热通量G，平均气温ET₀，高出风速U₂，饱和水汽压e_s，实际水汽压e_a，饱和水汽压曲形斜率Δ和干湿表常数γ；

S42，基于以上数据，采用Penman-Monteith法计算农作物蒸散量ET₀，其表达式为：

其中，a、b、c均为常数。