[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

说明书

本发明公开了农业监测技术领域的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，评分流程包括：S1、采集、预处理农作物信息数据；S2、基于农作物信息数据和气象信息数据构建农作物信息数据库；S3、构建改进的水分敏感指数累积函数；S4、构建农作物旱涝评估模型；S5对农作物进行旱涝评估。本方案通过构建水分敏感指数，以水分敏感指数累计值反映农作物生长变化，以水分敏感指数和蒸散量建立动态、连续的Jensen农作物旱涝评估模型，提高了旱涝评估的准确性。

技术领域

本发明属于农业监测技术领域，具体是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。

背景技术

旱涝灾害包括干旱和涝灾，是最常见的灾害之一。在全球气候变化的大背景下，近10年干旱和涝灾的频率和严重程度都有显著的增加趋势，一直受到国内外相关领域专家的密切关注。传统定义认为旱涝是一种自然现象，是由于气象条件变化造成的特定系统的水分持续亏缺或超标。实际上，当任何系统的水量低于正常水平时，系统就会被认为处于干旱状态，当任何系统的水量高于正常水平时，系统就会被认为处于涝灾状态。在人类活动干预强烈的地区，旱涝已不再是纯粹的自然现象，而是自然因素和人为因素双重驱动作用下产生的复合效应。人类对水资源的开发利用活动显著影响了水文循环演进方向，改变了河流、土壤、地下含水层蓄存状态与水力联系，引起河流、土壤、地下水系统调蓄功能变化，从而对旱涝的形成与发展过程产生深刻影响。这种对自然系统的反馈作用改变着旱涝的发生时间、发展过程和严重程度，因此，旱涝监测和旱涝损失评价成为亟待解决的科学问题。

例如中国专利，公告号为CN113837666B的专利公开了一种基于改进作物水分指数的农业干旱评估方法，包括：步骤S1，构建基础数据信息库；步骤S2，改进土壤水量平衡方程；步骤S3，灌溉设计；步骤S4，构建CMI干旱评估模型；步骤S5，采用构建的CMI干旱评估模型估算作物湿度指数值，对照CMI干旱等级划分标准，对区域历史及当前旱情进行评估。

该方案通过在蒸散量中添加灌溉参数以确定蒸散发异常指数和超湿指数，以蒸散发异常指数和超湿指数确定农作物水分亏缺情况，进而推断农作物旱情，但是该方法未考虑到不同数量的生长周期时段下，同一作物的水分敏感性不同对旱涝情况评估的准确性，因此，我们提出了提供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。

发明内容

为了解决现有技术未考虑到不同数量的生长周期时段下，同一作物的水分敏感性不同对旱涝情况评估的准确性的问题，本发明的目的是提供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。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于改进农作物水分指数的农业旱涝评分，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：