進(jìn)行迭代計(jì)算，并更新粒子位置和粒子速度。
[0090] vjd(t+l)=WvVjd(t)+cirid(t)(pjd(t)-Xjd(t))+C2r2d(t)(pgd(t)-Xjd(t))；
[OOW]xjd(t+l)=vjd(t+l)+xjd(t);
[0092]其中，下標(biāo)d表示粒子的第d維，j表示第j個(gè)粒子;t表示第t次迭代，即當(dāng)前迭代次 數(shù)，wv為慣性權(quán)重，rid和Kd為(0，1)區(qū)間上均勻分布的隨機(jī)數(shù)，pw(t)為個(gè)體粒子最優(yōu)位置， 化d(t)為粒子的全局最優(yōu)位置，xw(t)為第t次迭代后粒子的位置，vw(t)為第t次迭代后粒 子的速度，t為1時(shí)，xw(t)、vw(t)為初始化粒子的位置、速度。
[0093]S206'，根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)求取每個(gè)粒子的適應(yīng)度。
[0094]S207'，將每個(gè)粒子的適應(yīng)度與其Pibest對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度比較，若優(yōu)則更新Pibest，否 貝1J，保留上次更新值。將更新后每個(gè)粒子的Pibest與全局極值pg比較，若優(yōu)則更新pg，否則保 留原值。
[0095]S208'，判斷是否滿足終止條件，若達(dá)到最大迭代次數(shù)(如初始設(shè)置最大迭代次數(shù) 為200次)或者滿足設(shè)定誤差精度(如設(shè)置誤差精度為1(Γ4)，則終止迭代，輸出該核函數(shù)參數(shù) g和懲罰因子C，否則，返回上述步驟S204'至步驟S208 '繼續(xù)對(duì)核函數(shù)參數(shù)g和懲罰因子C進(jìn) 行尋優(yōu)，最終根據(jù)優(yōu)化的核函數(shù)參數(shù)g和懲罰因子C，得到優(yōu)化的基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模 型。
[0096] 上述步驟S206'中用于評(píng)估通過(guò)核函數(shù)參數(shù)g和懲罰因子C建立的基于SVM的光合 速率預(yù)測(cè)模型的性能、精度的適應(yīng)度函數(shù)可W取能直接反應(yīng)SVM回歸性能的均方根誤差 RMSE，當(dāng)然也可W取決定系數(shù)R2、平均相對(duì)誤差A(yù)RE、平均絕對(duì)誤差MAE等。其計(jì)算公式分別 為：
[0097]
其中，YD(k)為作物實(shí)測(cè)光合速率值，Ys化)為通過(guò)上述基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型計(jì)算的預(yù)測(cè)光合速率值，η為樣本作物數(shù)量。
[009引
其中，ζ為預(yù)測(cè)光合速率值的 平均值，ζ為實(shí)測(cè)光合速率值的平均值。
[0099]
[0100] 若基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度、性能達(dá)到要求，如決定系數(shù)R2大于 0.8，均方根誤差較小等，則核函數(shù)參數(shù)g和懲罰因子C優(yōu)化結(jié)束。需要說(shuō)明的是，在建立基于 SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型時(shí)，會(huì)將獲取的環(huán)境信息、光合速率值數(shù)據(jù)集按照一定比例隨機(jī)分 為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，利用訓(xùn)練集建立光合速率預(yù)測(cè)模型，通過(guò)驗(yàn)證集對(duì)初步建立的模型的 預(yù)測(cè)精度、性能進(jìn)行評(píng)估、驗(yàn)證，即通過(guò)上述決定系數(shù)R2、平均相對(duì)誤差A(yù)RE、平均絕對(duì)誤差 MAE、均方根誤差RMSE中的一種或多種組合來(lái)評(píng)估基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精 度、性能。作為一種分配方式，本發(fā)明實(shí)施例將獲取的環(huán)境信息、光合速率值數(shù)據(jù)集按照3:1 的比例隨機(jī)分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集。本發(fā)明實(shí)施例建立的光合速率預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)效果如圖3 所示。
[0101] 光合速率模型建立完成后，利用該模型對(duì)采集的各環(huán)境因子進(jìn)行分析，得到溫室 內(nèi)各環(huán)境因子交互作用對(duì)應(yīng)的C〇2濃度及光合速率之間的關(guān)系曲線圖。W番茄作為實(shí)例，令 通過(guò)預(yù)處理，得到±壤溫度對(duì)番茄某一選定的生長(zhǎng)期內(nèi)的光合速率值影響不大，且±壤溫 度與空氣溫度具有較高的相關(guān)性，故剔除該±壤溫度環(huán)境因子。利用基于SVM的光合速率預(yù) 測(cè)模型，得到在特定空氣溫度32.85°C、特定空氣濕度24.91 %、特定±壤濕度16.85 %等情 況下，不同光照條件下獲得的C〇2濃度及光合速率之間的關(guān)系曲線圖，如圖4所示。需要說(shuō)明 的是，同理，也可得到其他關(guān)系曲線圖，如在特定光照、特定空氣濕度、特定±壤濕度等情況 下，不同空氣溫度條件下獲得的C〇2濃度及光合速率之間的關(guān)系曲線圖；特定光照、特定空 氣溫度、特定空氣濕度等情況下，不同±壤濕度條件下獲得的C〇2濃度及光合速率之間的關(guān) 系曲線圖等。W下W不同光照條件下獲得的C〇2濃度及光合速率之間的關(guān)系曲線圖為實(shí)例 繼續(xù)進(jìn)行說(shuō)明。
[0102] 繼續(xù)參考圖4,獲取不同光照條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和點(diǎn)，即在光 照強(qiáng)度為600ymol/(m2 ·S)條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和點(diǎn)為A點(diǎn)，即1350μπιο1/ mol;在光照強(qiáng)度為900ymol/(m2 ·S)條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和點(diǎn)為Β點(diǎn)，即 1400ymol/mol;在光照強(qiáng)度為1200ymol/(m2 ·S)條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和點(diǎn) 為C點(diǎn)，即1550ymol/mol。同理，通過(guò)各環(huán)境因子交互作用對(duì)應(yīng)的C〇2濃度及光合速率之間的 關(guān)系曲線圖，可W獲得各特定環(huán)境因子變量組合條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和 點(diǎn)。
[0103]繼續(xù)W番茄作為實(shí)例，其環(huán)境因子有光照強(qiáng)度化ight)、空氣溫度(Air-T)、空氣濕 度(Air-H)、±壤濕度(Soil-M)，步驟S5中建立C〇2增施調(diào)控模型，指利用偏最小二乘法建立 各環(huán)境因子與C〇2濃度飽和點(diǎn)之間的回歸方程，形成C〇2增施調(diào)控模型，即：
[0104] 根據(jù)獲取的溫室內(nèi)各環(huán)境因子對(duì)應(yīng)的環(huán)境信息，W及通過(guò)光合速率預(yù)測(cè)模型得到 的各環(huán)境因子變量組合條件下最大光合速率對(duì)應(yīng)的C〇2濃度飽和點(diǎn)，利用偏最小二乘法，建 立回歸方程：
[0105]X=化XLight+化XAir-T+化XAir-H+化XSoi1-M+Q' ；
[0106] 其中，X為C〇2濃度飽和點(diǎn)，Qi、化、Q3、Q4為各環(huán)境因子的環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的系數(shù)，Q'為 常數(shù)。
[0107]通過(guò)多組獲取的光照強(qiáng)度化ight)、空氣溫度(Air-T)、空氣濕度(Air-H)、±壤濕 度(Soil-M似及根據(jù)光合速率預(yù)測(cè)模型獲得的C〇2濃度飽和點(diǎn)數(shù)據(jù)，可W得到化、Q2、Q3、Q4的 系數(shù)值W及常數(shù)的Q'值。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)多組樣本數(shù)據(jù)計(jì)算，得到回歸方程：
[0108]X= 0.19XLight+31.74XAir-T+34.45XAir-H+：M9.99XSoi1-M-8499.6。根據(jù) 該回歸方程，結(jié)合實(shí)時(shí)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，便可快速準(zhǔn)確的計(jì)算出最優(yōu)C〇2供給量，實(shí)現(xiàn)溫室 內(nèi)C0巧肥增施的精細(xì)調(diào)控。
[0109]在得到各環(huán)境因子與C〇2濃度飽和點(diǎn)之間的回歸方程后，一般會(huì)將實(shí)測(cè)C〇2飽和濃 度值和通過(guò)C〇2增施調(diào)控模型計(jì)算的預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，分析C〇2增施調(diào)控模型的預(yù)測(cè)精度。為 了提高C〇2增施調(diào)控模型的精度，還可W通過(guò)非線性曲線擬合工具對(duì)C〇2增施調(diào)控模型進(jìn)行 優(yōu)化，W降低實(shí)測(cè)值和通過(guò)C〇2增施調(diào)控模型計(jì)算的預(yù)測(cè)值之間的誤差，如使用IstOpt非線 性曲線擬合工具，根據(jù)C〇2增施調(diào)控模型訓(xùn)練集數(shù)據(jù)擬合得到優(yōu)化的表達(dá)式：
[0110] C〇2=(pi+p3Xln(X)+p5Xan(X))2+p7X(ln(X))3V(l+p2Xln(X)+p4X(ln(X))2+ P6X(ln(X))3+p8X(ln(X) )4)+150.02;
[0111] 該表達(dá)式中
[0112] 上述訓(xùn)練集的輸入變量指:根據(jù)C〇2增施調(diào)控模型的回歸方程計(jì)算得到的預(yù)測(cè)C〇2 濃度飽和點(diǎn)X;輸出變量為:根據(jù)基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型的關(guān)系曲線圖得到的C〇2濃度 飽和點(diǎn)。
[011引優(yōu)化后的C02增施調(diào)控模型預(yù)測(cè)效果如圖5所示，從圖中可W看出，預(yù)測(cè)C02濃度飽 和點(diǎn)與對(duì)應(yīng)環(huán)境因子條件下實(shí)際測(cè)得的C02濃度飽和點(diǎn)之間的決定系數(shù)R2為0.891、平均相 對(duì)誤差A(yù)RE為0.132,由此可知，優(yōu)化后的C02增施調(diào)控模型預(yù)測(cè)誤差較小、精度較高。
[0114]應(yīng)用上述優(yōu)化的C〇2增施調(diào)控模型，結(jié)合實(shí)時(shí)采集的溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，便可快速 準(zhǔn)確的計(jì)算出最優(yōu)C〇2供給量，利用電磁閥等裝置控制C〇2氣源的打開(kāi)或關(guān)閉，將溫室內(nèi)C〇2 控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，允許超調(diào)量50ymol/mol，提高作物的光合作用效率和作物的產(chǎn)量。
[011引圖6為本發(fā)明提供的溫室C02氣肥增施裝置，包括：
[0116]數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取溫室的環(huán)境信息和溫室內(nèi)作物的光合速率值；
[0117] 光合速率預(yù)測(cè)模型建立單元，用于將環(huán)境信息作為輸入變量、光合速率值作為輸 出變量，建立作物對(duì)應(yīng)的基于SVM的光合速率預(yù)測(cè)模型；
[0118] 分析處理單元，用于利用光合速率預(yù)測(cè)模型分析，得到溫室內(nèi)各環(huán)