一种柑桔最佳采收期决策支持系统

摘要

本发明提供一种柑桔最佳采收期决策支持系统，包括知识库模块、人机交互模块、无损检测仪、温度传感器和采收期预测模型库模块；采收期预测模型库模块，包括基于内部品质的最佳采收期预测模型和基于有效积温的最佳采收期预测模型。本发明通过无损检测仪调用基于内部品质的最佳采收期预测模型，预测基于内部品质的采样柑桔的最佳采收期。通过温度传感器调用基于有效积温的最佳采收期预测模型，预测基于积温的采样柑桔的最佳采收期。本发明从柑桔内部品质和有效积温内外两方面，进行信息互补，实施柑桔最佳采收期预测。

说明书

技术领域

本发明属于信息系统技术领域，具体涉及一种柑桔最佳采收期决策支持系统。

背景技术

近红外（NIR）具有快速、无损、原位测量等特点，为采收期预测提供了新的技术途径。NIR结合GPS传感器，能实现树上柑桔原位测量，以果树为基本单位生成采收处方图，是较准确的采收期预测方案，但难以适用于全生长期，例如从开花至果实膨大期。而温度直接影响柑桔的生长速率，可通过有效积温（柑桔生长期内有效温度的总和；有效温度指活动温度与生物学下限温度的差值，日平均温度高于生物学零度（生长所需的最低温度）时，温度因子对柑桔生长发育起促进作用）估计采摘日期，尽管常受异常天气影响，但却是简单易行的辅助手段。

因此，综合利用无损检测仪器测试的光谱信息和温度传感器信息，从果实内部品质和发育积温两方面，进行信息互补，明晰柑桔典型内部品质性状变化规律及其在特定NIR波段的响应特性，实施数据驱动的采收期预测，是最佳方案解决方案。目前，尚无采收期预测的公认模型、方法和技术体系，在该领域率先开展应用基础研究，有利于支撑柑桔产业率先实现提质增收和转型升级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柑桔最佳采收期决策支持系统，用于更加精准地实现柑桔采收期预测。

本发明的技术方案是：一种柑桔最佳采收期决策支持系统，其特征在于，包括：

知识库模块，用于存储果树开花日期、果实膨大日期、历史积温数据、采收标准、地理位置信息的数据表，供采收期预测模型库模块使用；

人机交互模块，进行人机交互，优化所述知识库模块中的各个数据表；

无损检测仪，用于预测柑桔的内部品质；

温度传感器，用于监测柑桔果园的实时积温；

采收期预测模型库模块，包括基于内部品质的最佳采收期预测模型和基于有效积温的最佳采收期预测模型；

通过无损检测仪调用基于内部品质的最佳采收期预测模型，预测基于内部品质的采样柑桔的最佳采收期；

通过温度传感器调用基于有效积温的最佳采收期预测模型，预测基于积温的采样柑桔的最佳采收期。

进一步地，还包括空间插值模块和地理信息系统，所述基于内部品质的采样柑桔的最佳采收期和GPS信息上传至空间插值模块，结合普通克里金插值方法，生成基于内部品质的采收作业决策支持处方图。

进一步地，所述基于内部在品质的最佳采收期预测模型包括内部品质指标增长速度的计算方法，结合无损检测仪采集的柑桔内部品质指标阈值，预测该地块的最佳采收期。

进一步地，所述基于有效积温的最佳采收期预测模型建立实时和历史积温数据驱动的有效积温预测模型，应用温度传感器信息预测最佳采收期。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

综合利用无损检测和温度传感器信息，从果实内部品质和发育积温两方面，进行信息互补，明晰柑桔典型内部品质性状变化规律及其在特定NIR波段的响应特性，实施数据驱动的采收期预测。

附图说明

图1为一种柑桔最佳采收期决策支持系统组成结构示意图；

图2为一种柑桔最佳采收期决策支持系统的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种柑桔最佳采收期决策支持系统，其特征在于，包括：

知识库模块，用于存储果树开花日期、果实膨大日期、历史积温数据、采收标准、地理位置信息的数据表，供采收期预测模型库模块使用；

人机交互模块，进行人机交互，优化所述知识库模块中的各个数据表；

无损检测仪，用于预测柑桔的内部品质；

温度传感器，用于监测柑桔果园的实时积温；

采收期预测模型库模块，包括基于内部品质的最佳采收期预测模型和基于有效积温的最佳采收期预测模型；

通过无损检测仪调用基于内部品质的最佳采收期预测模型，预测基于内部品质的采样柑桔的最佳采收期；

通过温度传感器调用基于有效积温的最佳采收期预测模型，预测基于积温的采样柑桔的最佳采收期。

优选地，还包括空间插值模块和地理信息系统，所述基于内部品质的采样柑桔的最佳采收期和GPS信息上传至空间插值模块，结合普通克里金插值方法，生成基于内部品质的采收作业决策支持处方图。

优选地，所述基于内部在品质的最佳采收期预测模型包括内部品质指标增长速度的计算方法，结合无损检测仪采集的柑桔内部品质指标阈值，预测该地块的最佳采收期。

优选地，所述基于有效积温的最佳采收期预测模型建立实时和历史积温数据驱动的有效积温预测模型，应用温度传感器信息预测最佳采收期。

基于内部品质的最佳采收期预测模型的建立过程为：

通过无损检测仪，建立内部品质具体指标-糖酸比的预测模型，根据果实膨大日期数据表，自柑桔果实膨大期开始，每周定期预测树上柑桔糖酸比，采用相邻两周柑桔糖酸比预测值相减除以时间间隔，计算柑桔糖酸比增长速度，结合糖酸比最佳采收标准阈值，预测采样柑桔树的最佳采收期；

采样柑桔树的采收期和GPS信息上传至空间插值模块，结合普通克里金插值方法，生成基于糖酸比的采收作业决策支持处方图。

基于有效积温的最佳采收期预测模型的建立过程为：

通过温度传感器，根据果实开花日期数据表，自柑桔果树开花期开始，实时监测从开花到采收期的果园温度，计算有效积温；根据历史积温数据表，累加将来日期对应的历史积温；根据采收标准数据表，分析有效积温与果实内部品质指标的相关关系，确定区域柑桔成熟所需的有效积温采收标准阈值；实时积温和历史积温累加，结合有效积温采收标准阈值，预测基于积温的采收作业决策支持处方图；根据地理位置信息数据表，分析果园不同地理位置的有效积温的差异性，进一步优化温度传感器网络节点布局。

尽管已经描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。