本發(fā)明涉及農(nóng)作物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的農(nóng)田作物蒸散量預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)器學(xué)習(xí)理論相關(guān)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，目前比較成熟的就有人臉識(shí)別，智能交通，也體現(xiàn)在智能農(nóng)業(yè)，天氣預(yù)報(bào)、生理病變、環(huán)境監(jiān)測(cè)研究等眾多領(lǐng)域，并且得到了廣泛的應(yīng)用。

對(duì)于農(nóng)田作物生長(zhǎng)過(guò)程中的灌溉情況，傳統(tǒng)方法一般是通過(guò)人工在田間實(shí)地查看，雖然對(duì)于需水情況與否的判斷準(zhǔn)確率高，但面對(duì)農(nóng)田集中種植面積比較大，需要耗費(fèi)大量的人力成本，而且沒(méi)辦法實(shí)時(shí)進(jìn)行查看，往往只有當(dāng)小范圍內(nèi)有需要及時(shí)灌溉情況發(fā)生的時(shí)候才會(huì)被察覺(jué)，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的農(nóng)田作物蒸散量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，快速有效地預(yù)測(cè)農(nóng)田作物的蒸散量情況，預(yù)測(cè)農(nóng)田作物蒸散發(fā)后導(dǎo)致及時(shí)用水灌溉的發(fā)生，為農(nóng)田作物灌溉合理管理適時(shí)地提供預(yù)警信息，保證農(nóng)田作物的正常生長(zhǎng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的農(nóng)田作物蒸散量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括有采集終端，服務(wù)器端和客戶端；所述的采集終端實(shí)時(shí)采集農(nóng)田各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)信息并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器端；所述的服務(wù)器端包括有數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練模塊和數(shù)據(jù)可視化模塊；所述的數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)模塊將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的氣象數(shù)據(jù)以一定的命名格式標(biāo)識(shí)并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中；所述的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)于各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)分別進(jìn)行去噪、插值補(bǔ)全和歸一化處理后選取預(yù)處理后0-1之間的氣象數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練模塊對(duì)于預(yù)處理選取后的氣象數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行模型訓(xùn)練，所述的模型訓(xùn)練即根據(jù)不同的作物選擇不同的訓(xùn)練模型和調(diào)節(jié)參數(shù)，針對(duì)不同作物不同時(shí)間段的蒸散量進(jìn)行預(yù)測(cè)和波動(dòng)展示；所述的數(shù)據(jù)可視化模塊將預(yù)測(cè)的蒸散量結(jié)果繪制成蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜；所述的客戶端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)接收蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜并進(jìn)行圖譜的顯示。

所述的采集終端采集的氣象數(shù)據(jù)信息包括有日平均氣溫，日照時(shí)數(shù)，日最高氣溫，日最低氣溫，相對(duì)濕度和日均風(fēng)速。

所述的通信網(wǎng)絡(luò)包括有g(shù)prs無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、wan網(wǎng)絡(luò)和zigbee網(wǎng)絡(luò)。

所述的利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行模型訓(xùn)練的具體步驟是：首先預(yù)測(cè)時(shí)間序列后調(diào)用訓(xùn)練模型并加載，然后從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取模型參數(shù)進(jìn)行模型初始化，再進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，最后數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練并保存蒸散量預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。

所述的蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜展示不同區(qū)域農(nóng)作物在一段時(shí)間的作物蒸散量的波動(dòng)情況，用于顯示農(nóng)作物需水量的變化。

所述的采集終端按照設(shè)定時(shí)間段將農(nóng)田各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器。

所述的客戶端包括有電腦和移動(dòng)顯示終端。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過(guò)采集終端獲取農(nóng)田各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的農(nóng)作物氣象數(shù)據(jù)信息，并將該數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)輸給后臺(tái)服務(wù)器端，并寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，再通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器端對(duì)所采集的農(nóng)田氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練，并將數(shù)據(jù)模型的結(jié)果通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶端進(jìn)行預(yù)測(cè)結(jié)果展示，為大面積的農(nóng)田作物灌溉提供更加科學(xué)合理的灌溉指導(dǎo)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行模型訓(xùn)練的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

見(jiàn)圖1，一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的農(nóng)田作物蒸散量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括有采集終端，服務(wù)器端和客戶端；

采集終端實(shí)時(shí)采集農(nóng)田各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)信息（日平均氣溫，日照時(shí)數(shù)，日最高氣溫，日最低氣溫，相對(duì)濕度和日均風(fēng)速）并按照設(shè)定時(shí)間段通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器端；

服務(wù)器端包括有數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練模塊和數(shù)據(jù)可視化模塊；數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)模塊將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的氣象數(shù)據(jù)以一定的命名格式標(biāo)識(shí)并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)于各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)分別進(jìn)行去噪、插值補(bǔ)全和歸一化處理后選取預(yù)處理后0-1之間的氣象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練模塊對(duì)于預(yù)處理選取后的氣象數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行模型訓(xùn)練，模型訓(xùn)練即根據(jù)不同的作物選擇不同的訓(xùn)練模型和調(diào)節(jié)參數(shù)，針對(duì)不同作物不同時(shí)間段的蒸散量進(jìn)行預(yù)測(cè)和波動(dòng)展示；數(shù)據(jù)可視化模塊將預(yù)測(cè)的蒸散量結(jié)果繪制成蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜（蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜展示不同區(qū)域農(nóng)作物在一段時(shí)間的作物蒸散量的波動(dòng)情況，用于顯示農(nóng)作物需水量的變化）；

客戶端（電腦和移動(dòng)顯示終端）通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)接收蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜并進(jìn)行圖譜的顯示。

其中，通信網(wǎng)絡(luò)包括有g(shù)prs無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、wan網(wǎng)絡(luò)和zigbee網(wǎng)絡(luò)。

見(jiàn)圖2，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法進(jìn)行模型訓(xùn)練的具體步驟是：首先預(yù)測(cè)時(shí)間序列后調(diào)用訓(xùn)練模型并加載，然后從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取模型參數(shù)進(jìn)行模型初始化，再進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，最后數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練并保存蒸散量預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的農(nóng)田作物蒸散量預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括有采集終端，服務(wù)器端和客戶端；采集終端實(shí)時(shí)采集農(nóng)田各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)信息并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器端；服務(wù)器端將氣象數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，再對(duì)所采集的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練，所述的數(shù)據(jù)可視化模塊將預(yù)測(cè)的蒸散量結(jié)果繪制成蒸發(fā)量預(yù)測(cè)圖譜，并將數(shù)據(jù)模型的結(jié)果通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給客戶端進(jìn)行預(yù)測(cè)結(jié)果展示，為大面積的農(nóng)田作物灌溉提供更加科學(xué)合理的灌溉指導(dǎo)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉佳瑞;張健;李淼;高會(huì)議
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫中科智能農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司;中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.25
技術(shù)公布日：2017.09.01