本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在植物生長環(huán)節(jié)中監(jiān)測植物生長速率以及包括光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度的環(huán)境因素，不同的環(huán)境因素對(duì)植物的生長速率存在不同的影響，對(duì)植物生長環(huán)節(jié)中監(jiān)測的生長速率構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，后續(xù)符合模型的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用該模型表示，不符合的監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修改，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理。

2、在使用數(shù)據(jù)模型對(duì)生長速率進(jìn)行預(yù)測時(shí)，構(gòu)建模型的數(shù)據(jù)中每個(gè)生長速率對(duì)模型的準(zhǔn)確性的影響相同，使得異常數(shù)據(jù)在預(yù)測中也有較好的表現(xiàn)，對(duì)植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的問題。

2、本發(fā)明的一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理方法及系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理方法，該方法包括以下步驟：

4、獲取所有天在每個(gè)時(shí)刻的二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度以及生長速率，根據(jù)生長速率構(gòu)建生長速率數(shù)據(jù)模型；

5、根據(jù)晝夜光照強(qiáng)度的差異，結(jié)合二氧化碳濃度的增量對(duì)晝夜植物的生長速率進(jìn)行量化，獲取每天的理想生長速率序列；

6、根據(jù)當(dāng)天的生長速率序列中真實(shí)生長速率，與每天的理想生長速率序列中同時(shí)刻的理想生長速率的差異，獲取每天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度；

7、根據(jù)歷史天中每個(gè)時(shí)刻與當(dāng)天對(duì)應(yīng)時(shí)刻的光照強(qiáng)度的偏離程度，獲取歷史天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度；根據(jù)歷史天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度，以及每天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度，獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)；根據(jù)當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)與生長速率序列中真實(shí)生長速率的差異，獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)；

8、根據(jù)當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)對(duì)生長速率數(shù)據(jù)模型進(jìn)行重構(gòu)獲得新的生長速率數(shù)據(jù)模型，使用新的生長速率數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)植物生長環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)管理。

9、進(jìn)一步地，所述獲取每天的理想生長速率序列包括：

10、獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻植物生長所處的晝夜?fàn)顟B(tài)，所述晝夜?fàn)顟B(tài)分為白天和黑夜；

11、當(dāng)天第i時(shí)刻植物生長時(shí)間處于白天，將當(dāng)天第i時(shí)刻的二氧化碳濃度增量的反比例歸一化值和當(dāng)天第i時(shí)刻的光照強(qiáng)度增量歸一化值的乘積，與當(dāng)天第i時(shí)刻的二氧化碳濃度增量的反比例歸一化值的和，記為當(dāng)天第i時(shí)刻的理想生長速率；

12、當(dāng)天第i時(shí)刻植物生長時(shí)間處于夜間，將當(dāng)天第i時(shí)刻的二氧化碳濃度增量的反比例歸一化值，記為當(dāng)天第i時(shí)刻的理想生長速率。

13、進(jìn)一步地，所述獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻植物生長所處的晝夜?fàn)顟B(tài)包括：

14、當(dāng)天第i時(shí)刻的光照強(qiáng)度增量歸一化的值大于預(yù)設(shè)的判斷閾值時(shí)，將當(dāng)天第i時(shí)刻植物生長所處的晝夜?fàn)顟B(tài)記為白天；

15、當(dāng)天第i時(shí)刻的光照強(qiáng)度增量歸一化的值小于等于預(yù)設(shè)的判斷閾值時(shí)，將當(dāng)天第i時(shí)刻植物生長所處的晝夜?fàn)顟B(tài)記為夜間。

16、進(jìn)一步地，所述獲取每天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度包括：

17、根據(jù)dtw算法獲取當(dāng)天的生長速率序列中第f個(gè)生長速率，與當(dāng)天的理想生長速率序列中第f個(gè)理想生長速率的dtw距離；

18、當(dāng)天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度的計(jì)算公式為：

19、

20、其中，z表示當(dāng)天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度；df表示當(dāng)天的生長速率序列中第f個(gè)生長速率，與當(dāng)天的理想生長速率序列中第f個(gè)理想生長速率的dtw距離；f表示當(dāng)天的生長速率序列與理想生長速率序列中的生長速率數(shù)量；norm()表示線性歸一化函數(shù)。

21、進(jìn)一步地，所述獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)包括：

22、將當(dāng)天第n時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)與當(dāng)天第n時(shí)刻的生長速率的差值的絕對(duì)值進(jìn)行歸一化，將歸一化的結(jié)果記為當(dāng)天第n時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)。

23、進(jìn)一步地，所述生長速率的擬合指標(biāo)的具體獲取步驟為：

24、當(dāng)天第n時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)的計(jì)算公式為：

25、

26、其中，kn表示當(dāng)天第n時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)；bh,n表示理想生長速率序列中第h天第n時(shí)刻的生長速率；ch表示第h天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度；zh表示第h天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度；h表示采集的天數(shù)。

27、進(jìn)一步地，所述第h天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度的具體獲取步驟為：

28、第h天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度的計(jì)算公式為：

29、

30、其中，ch表示第h天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度；nh表示第h天內(nèi)采集時(shí)刻的數(shù)量；gh,n表示第h天的第n時(shí)刻的光照強(qiáng)度；gn表示當(dāng)天的第n時(shí)刻的光照強(qiáng)度；exp[]表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

31、進(jìn)一步地，所述獲得新的生長速率數(shù)據(jù)模型包括：

32、若當(dāng)天的生長速率為正常生長速率，將現(xiàn)有的生長速率數(shù)據(jù)模型作為新的生長速率數(shù)據(jù)模型；若當(dāng)天的生長速率為異常生長速率，將包括當(dāng)天在內(nèi)以及當(dāng)天之前的所有天的生長數(shù)據(jù)作為構(gòu)建數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建新的生長速率數(shù)據(jù)模型。

33、進(jìn)一步地，所述正常生長速率和異常生長速率的具體獲取方式為：

34、當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)大于等于預(yù)設(shè)的異常閾值時(shí)，將當(dāng)天的生長速率記為異常生長速率；

35、當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)小于預(yù)設(shè)的異常閾值時(shí)，將當(dāng)天的生長速率記為正常生長速率。

36、本發(fā)明還提出了一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)前述所述的一種用于植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理方法的步驟。

37、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：獲取所有天在每個(gè)時(shí)刻的二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度以及生長速率，根據(jù)生長速率構(gòu)建生長速率數(shù)據(jù)模型；根據(jù)晝夜光照強(qiáng)度的差異，結(jié)合二氧化碳濃度的增量對(duì)晝夜植物的生長速率進(jìn)行量化，獲取每天的理想生長速率序列，目的是為了進(jìn)一步了解到二氧化碳濃度對(duì)生長速率的影響強(qiáng)度，為植物生長提供生長優(yōu)化的依據(jù)；根據(jù)當(dāng)天的生長速率序列中真實(shí)生長速率，與每天的理想生長速率序列中同時(shí)刻的理想生長速率的差異，獲取每天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度，目的是為了評(píng)估實(shí)際生長速率與量化的理想生長速率的關(guān)系，判斷植物生長速率是否出現(xiàn)異常；根據(jù)歷史天中每個(gè)時(shí)刻與當(dāng)天對(duì)應(yīng)時(shí)刻的光照強(qiáng)度的偏離程度，獲取歷史天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度；根據(jù)歷史天與當(dāng)天的天氣狀況的相似程度，以及每天的理想生長速率序列與當(dāng)天的生長速率序列的相似程度，獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)；根據(jù)當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的擬合指標(biāo)與生長速率序列中真實(shí)生長速率的差異，獲取當(dāng)天每個(gè)時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)，目的是為了評(píng)估當(dāng)天生長速率的異常狀況；根據(jù)當(dāng)天所有時(shí)刻的生長速率的差異評(píng)價(jià)對(duì)生長速率數(shù)據(jù)模型進(jìn)行重構(gòu)獲得新的生長速率數(shù)據(jù)模型，使用新的生長速率數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)植物生長環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)管理，達(dá)到優(yōu)化植物生長環(huán)節(jié)中監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理。