[发明专利]一种农艺性状综合表现指数的油菜产量预估方法

摘要

本发明公开了一种基于农艺性状综合表现指数的油菜产量预估方法，以各农艺性状计算出的投影值z^*作为农艺性状综合表现指数，用农艺性状综合表现指数预估油菜实际产量大小；而确定投影特征值Z(i)的关键是找到反映高维数据特征结构的最佳投影方向a，当下式中指标函数在达到极值点时对应的a即为最佳投影方向。本发明的方法无需对样本数据作正态假定或其他模型假定，能充分利用离维数据的所有信息，使低维数据结构完全反应原始高维数据结构，也无需人为假定，是定量评价的一种方法，所得结果准确、稳健。

主权项

1.一种基于农艺性状综合表现指数的油菜产量预估方法，其特征在于，包括以下操作：1)油菜农艺指标的考察油菜成熟期，在种植行中间位置连续取多个株样进行包括株高、主序长、有效分枝数、有效分枝部位、单株有效角果数、每角粒数、千粒重、单株产量在内的农艺指标的采集；2)将农艺指标值的归一化处理设第i个样本的第j个指标为x*(i，j){x*(i，j)|i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m}，其中n，m分别为样本个数和指标个数；并采用下式进行极值归一化处理：正向指标x(i，j)＝[x*(i，j)‑xmin(j)]/[xmax(j)‑xmin(j)](1)逆向指标x(i，j)＝1‑[xmax(j)‑x*(i，j)]/[xmax(j)‑xmin(j)](2)式中：xmax(j)、xmin(j)分别为第j个指标值的最大值和最小值；x(i，j)为规范化后的值；3)构造投影指标函数Q(a)把m维数据{x(i，j)|j＝1，2，…，m}综合成以a＝{a(1)，a(2)，a(3)，…，a(m)}为投影方向的一维投影值Z(i)；(3)式中，a为单位长度向量；构造的投影指标函数表达为：Q(a)＝S(a)D(a)                                 (4)(4)式中，S(a)为投影值z(i)的标准差，D(a)为投影值z(i)的局部密度，即：(6)式中，E(z)为n个z(i)的平均值；R为局部密度的窗口半径；r(i，j)表示样本之间的距离，r(i，j)＝|z(i)‑z(j)|；f(t)为一单位阶跃函数，当t≥0时，其值为1，反之则为0；4)优化投影指标函数作为优选投影方向的依据，当指标函数达到极值时获得最优投影方向，即：最大化目标函数 Max：Q(a)＝S(a)D(a)     (7)约束条件 这是一个以{a(j)|j＝1，2，…，m}为优化变量的复杂非线性优化问题，通过基于加速遗传算法来进行优化求解；5)当指标函数达到极值时对应的投影方向a即为最佳投影方向a*，将其代入(3)式中计算各样本的投影值z*；以计算出的投影值z*作为农艺性状综合表现指数，用农艺性状综合表现指数预估油菜实际产量大小。