[发明专利]基于R语言的作物生长模型空间栅格模拟方法

摘要

本发明提出一种基于R语言的作物生长模型空间栅格模拟方法，基于事先设定的分辨率以及模拟区域，通过R语言把不同来源的生长模型输入数据等进行矩阵转换、双线性插值处理等预处理，将多源空间数据统一到同一分辨率的区域栅格阵列，并根据阵列编号给不同类型输入数据进行栅格定位匹配，使得所有模型输入数据的预处理更加高效规范，同时利用R语言多线程技术驱动作物生长模型对所有匹配好的空间栅格数据进行多线程并行模拟，不需要直接在模型中模拟，同时多线程也提高了模型模拟效率。本发明的模拟方法具有更高的分辨率和可靠性，有效地提高了模拟效率。

主权项

1.基于R语言的作物生长模型空间栅格模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设定模拟的空间分辨率，生产全球栅格参考系，采用R语言的raster函数生成该空间分辨率下的全球栅格，该栅格的空间投影为WGS84，经度从西到东为‑180°到180°，纬度从北到南为90°到‑90°，并根据栅格阵列顺序即从栅格左上角到右下角对全球栅格进行栅格编号，得到编号全球栅格；步骤2：设定模拟区域，筛选出该模拟区域在全球栅格参考系中对应的栅格编号，得到区域栅格编号；步骤3：获取作物生长模型的N类多源输入数据，并对每一类输入数据分别进行数据预处理，将每一类输入数据均统一到预设空间分辨率下的全球栅格中，得到对应的N类全球栅格数据；将N类全球栅格数据与全球栅格参考系进行匹配，得到N类全球栅格数据的栅格编号，同时将每个栅格编号对应的数据均转换成二元属性数据表格和R语言数据存储格式进行存储；步骤4：将步骤3的N类全球栅格数据的栅格编号分别与步骤2的区域栅格编号进行定位匹配，获得模拟区域对应的N类区域栅格数据；步骤5：将N类区域栅格数据耦合作物生长模型，采用R语言的多线程函数对模拟区域的栅格点进行并行模拟，再获取作物的观测数据，并采用R语言Optim函数中的梯度法或拟牛顿法对作物生长模型进行模型参数优化；步骤6：针对模拟区域，选择模拟情景，并对模拟情景进行预处理，将模拟情景统一到预设空间分辨率下，再与区域栅格编号进行匹配；步骤7：驱动参数优化后的作物生长模型对模拟情景下模拟区域的栅格点进行栅格模拟，得到在该模拟情境下模拟区域对应的模拟结果，并采用R语言画图函数plot将模拟结果进行可视化作图。