專利名稱：作物產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于種植業(yè)信息化技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種作物產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)培育出一個(gè)新的作物品種，例如玉米、小麥、水稻等之后，需要對(duì)該作物品種的產(chǎn)量進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，以便為該作物品種的推廣種植具有重要的意義。傳統(tǒng)的作物產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法限于作物級(jí)別的產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)，而未考慮到同一作物不同品種間的差異。傳統(tǒng)的很多產(chǎn)量估算方法歸納起來可以分為經(jīng)驗(yàn)估產(chǎn)法、要素測(cè)定法、衛(wèi)星遙感預(yù)測(cè)法、回歸模式預(yù)測(cè)法等。另外，對(duì)于新品種的產(chǎn)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)方法多是定性總結(jié)式評(píng)價(jià)，缺少定量預(yù)見式評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上情況，本發(fā)明就如何更好地評(píng)價(jià)作物新品種提出了 一種新的思路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的 一方面提供了 一種作物新品種區(qū)域產(chǎn)
量表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法，包括品種參加完多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)后獲取其有關(guān)產(chǎn)量的特征參數(shù)；將所有待評(píng)價(jià)區(qū)域的歷年產(chǎn)量平均值換算成為區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)條件下的產(chǎn)量值；各個(gè)品種根據(jù)表征它產(chǎn)量的 一組特征參數(shù)估算其在各個(gè)區(qū)域單元的表現(xiàn)；對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行分析，比較出各區(qū)域適宜品種和各新品種適種區(qū)域。
另一方面，本發(fā)明提供一種作物新品種區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括
數(shù)據(jù)導(dǎo)入及預(yù)處理模塊該模塊主要完成相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與預(yù)處理。需導(dǎo)入的數(shù)據(jù)主要有玉米品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)，各縣(區(qū))玉米種植面積、玉米總產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。要完成的預(yù)處理主要是數(shù)據(jù)的校驗(yàn)及對(duì)各個(gè)品種平均產(chǎn)量特征的回歸分析，計(jì)算各縣玉米平均產(chǎn)量；區(qū)域選擇模塊:在本實(shí)施例中，玉米新品種縣域產(chǎn)量表現(xiàn)的計(jì)算是以縣(區(qū))為基本單元進(jìn)行的，首先應(yīng)該對(duì)感興趣的縣進(jìn)行選擇。系統(tǒng)按照玉米種植的兩大區(qū)域東華北和黃淮海來進(jìn)行劃分，按照種植
區(qū)-省份-巿-縣層狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，有利于用戶進(jìn)行區(qū)域的選擇；
品種選擇模塊本模塊以玉米種植的兩大區(qū)域東華北和黃淮海來
進(jìn)行品種區(qū)分的，用戶可以選擇自己感興趣的品種，系統(tǒng)向用戶提供
了按名稱、平均產(chǎn)量、生育期等多種排序方式，方便用戶選擇；
參數(shù)設(shè)置模塊本模塊允許用戶來設(shè)置K值、悲觀度參數(shù)，以
使評(píng)價(jià)結(jié)果更加接近真實(shí)產(chǎn)量；
評(píng)價(jià)計(jì)算模塊主要用于完成預(yù)測(cè)產(chǎn)量的計(jì)算功能；結(jié)果展示模塊本模塊是玉米新品種縣域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最
終結(jié)果展示部分，內(nèi)容主要包括用戶信息，計(jì)算時(shí)間信息，參與計(jì)算
的縣、各品種及各品種最終的預(yù)測(cè)產(chǎn)量信息等，系統(tǒng)提供了報(bào)表展示
和地圖展示兩個(gè)結(jié)果展示方式，地圖展示結(jié)合了地圖信息和產(chǎn)量信息
給用戶以直觀的展示。
根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的作物評(píng)價(jià)研究而言，著
重考慮了品種間的差異，針對(duì)各個(gè)品種在特定區(qū)域(例如縣域)單元
內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
另外，通過本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)通過品種區(qū)域試驗(yàn)表現(xiàn)推測(cè)其在大田的表現(xiàn)這一過程。
最后，本發(fā)明改變了以往的定性總結(jié)式評(píng)價(jià)方式，而釆取定量預(yù)見式評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果具有更大的實(shí)用價(jià)值。


下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的技術(shù)方案。附圖中表示的各個(gè)細(xì)節(jié)僅僅是為了使本發(fā)明的原理能夠被更加清晰地理解，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的任何限制。其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)
構(gòu)示意圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法的流程圖3示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例計(jì)算玉米品種產(chǎn)量的流程圖；圖4示出按照本發(fā)明的方法所獲得的玉米品種X1132X在黃淮海
種植區(qū)適宜性分布圖5示出按照本發(fā)明的方法所獲得的黃淮海區(qū)各縣最適宜品種
分布示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括
數(shù)據(jù)導(dǎo)入及預(yù)處理模塊該模塊主要完成相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與預(yù)處理。需導(dǎo)入的數(shù)據(jù)主要有玉米品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)，各縣(區(qū))玉米種植面積、玉米總產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。要完成的預(yù)處理主要是數(shù)據(jù)的校驗(yàn)及對(duì)各個(gè)品種平均產(chǎn)量特征的回歸分析，計(jì)算各縣玉米平均產(chǎn)量；
區(qū)域選擇模塊:在本實(shí)施例中，玉米新品種縣域產(chǎn)量表現(xiàn)的計(jì)算是以縣(區(qū))為基本單元進(jìn)行的，首先應(yīng)該對(duì)感興趣的縣進(jìn)行選擇。系統(tǒng)按照玉米種植的兩大區(qū)域東華北和黃淮海來進(jìn)行劃分，按照種植區(qū)-省份-巿-縣層狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，有利于用戶進(jìn)行區(qū)域的選擇；
品種選擇模塊本模塊以玉米種植的兩大區(qū)域東華北和黃淮海來進(jìn)行品種區(qū)分的，用戶可以選擇自己感興趣的品種，系統(tǒng)向用戶提供了按名稱、平均產(chǎn)量、生育期等多種排序方式，方便用戶選擇；
參數(shù)設(shè)置模塊本模塊允許用戶來設(shè)置K值、悲觀度參數(shù)，以使評(píng)價(jià)結(jié)果更加接近真實(shí)產(chǎn)量；
評(píng)價(jià)計(jì)算模塊主要用于完成預(yù)測(cè)產(chǎn)量的計(jì)算功能；結(jié)果展示模塊本模塊是玉米新品種縣域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最終結(jié)果展示部分，內(nèi)容主要包括用戶信息，計(jì)算時(shí)間信息，參與計(jì)算的縣、各品種及各品種最終的預(yù)測(cè)產(chǎn)量信息等，系統(tǒng)提供了報(bào)表展示和地圖展示兩個(gè)結(jié)果展示方式，地圖展示結(jié)合了地圖信息和產(chǎn)量信息給用戶以直觀的展示。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法的流程圖。如圖2所示，該方法包括以下步驟
確定一個(gè)要研究的區(qū)域，例如縣，同時(shí)確定一個(gè)要研究的品種；在確定了研究區(qū)域和研究品種后，計(jì)算預(yù)測(cè)的產(chǎn)量；最后顯示預(yù)測(cè)的產(chǎn)量。
具體地，計(jì)算預(yù)測(cè)產(chǎn)量的時(shí)候，要執(zhí)行以下操作，具體可參見附，3所示
'首先，根據(jù)新品種多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，通過回歸分析法提取出該品種產(chǎn)量表現(xiàn)特征參數(shù)"、、R2、 S,即特定玉米品種的產(chǎn)量與其所在區(qū)試點(diǎn)的環(huán)境玉米平均產(chǎn)量的線性回歸特征參數(shù)，其中a表示回歸常數(shù)，b表示回歸系數(shù)，R表示相關(guān)系數(shù)，s表示離回歸偏差；
然后獲得待評(píng)價(jià)區(qū)域的近三年玉米產(chǎn)量平均值x;
再將x轉(zhuǎn)換成區(qū)域試驗(yàn)條件下的產(chǎn)量值。在具體的研究過程中發(fā)現(xiàn)，這個(gè)轉(zhuǎn)換比例通常為1.5倍的關(guān)系，這個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)最好因地制宜進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整系數(shù)用k表示；
用戶根據(jù)需要設(shè)置悲觀度"，如果待評(píng)價(jià)區(qū)域極不利于玉米生長(zhǎng)，或者用戶偏好產(chǎn)量表現(xiàn)穩(wěn)定的品種，則可以將"值設(shè)置得較大；"的取值范圍為[1,3〗；
在確定以上所述的參數(shù)后，將這些參數(shù)帶入模型
f = (a + Mx)_a*(l-/ 2)*S
最后將釆用該方法得到的全部產(chǎn)量表現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)可以按照品種進(jìn)行，得出某一品種在哪些地區(qū)估算產(chǎn)量較高，則該品種在該區(qū)域較適宜推廣；也可以按照區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出某一區(qū)域估 算產(chǎn)量較高的品種，進(jìn)而得出該區(qū)域適宜種植的品種。
下面是利用本發(fā)明在東華北區(qū)進(jìn)行縣域玉米產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)的一
個(gè)具體例子
根據(jù)以上描述，進(jìn)行縣域玉米產(chǎn)量評(píng)價(jià)時(shí)要進(jìn)行以下操作首先 將某 一 品種各個(gè)點(diǎn)次的區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量與該品種該點(diǎn)次所在的區(qū)試環(huán) 境下所有參試品種的平均產(chǎn)量做一元線性回歸分析，求出線性回歸方
程形如少。="+ &。，其中;c。為該品種該點(diǎn)次所在的區(qū)試環(huán)境下所有參試
品種的平均產(chǎn)量，少。為該品種該點(diǎn)次的區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量，"、6即待求
參數(shù)，回歸方程少。="+ ^。的線性相關(guān)系數(shù)為r， i 2=,， S為回歸方 程少。="+ ^。的回歸標(biāo)準(zhǔn)差；其次根據(jù)已有數(shù)據(jù)求得待評(píng)價(jià)區(qū)域(縣 域)近三年的玉米產(chǎn)量平均值x，并根據(jù)該地區(qū)的具體情況，將x轉(zhuǎn) 換成在區(qū)域試驗(yàn)條件下的產(chǎn)量&;再次由使用者根據(jù)評(píng)價(jià)需要與評(píng)價(jià) 目的確定悲觀度《。
例如，品種AY8512， " = 11.44， "1.03, R2= 0.83， S= 50.57; 東華北區(qū)河北省保定市阜平縣2001年玉米產(chǎn)量為293.5， 2003年玉 米產(chǎn)量為267.46， 2004年玉米產(chǎn)量為289.27， 2005年玉米產(chǎn)量為 306.47，則該評(píng)價(jià)區(qū)域近年玉米平均產(chǎn)量為289.175, 則 fcc =361,47， a設(shè)為1，貝'jf =375.16。
按照以上的方法，可求得各品種在其它縣域單元的產(chǎn)量表現(xiàn)。
利用本發(fā)明提供的方法，對(duì)各個(gè)品種在每個(gè)縣域單元的產(chǎn)量表現(xiàn) 結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以為新品種篩選出適宜種植的區(qū)域。附圖4示出按 照本發(fā)明的方法所獲得的玉米品種X1132X在黃淮海種植區(qū)適宜性分 布圖；還能為各個(gè)縣域篩選出適宜種植的品種，附圖5示出黃淮海區(qū) 各縣最適宜品種分布示意圖。
根據(jù)以上描述，可以理解，采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以獲得以下 有益效果
81、 定量預(yù)測(cè)
根據(jù)本方法可以進(jìn)行玉米新品種評(píng)價(jià)，也可以進(jìn)行品種間的比 較；可以判斷品種在哪些縣適宜，哪些縣不適宜，并能定量化適宜的 程度。定量化的計(jì)算結(jié)果避免了以往在推廣區(qū)選擇上的盲目性和經(jīng)驗(yàn) 性，為玉米新品種推廣區(qū)選擇提供了 一個(gè)切實(shí)可行的方法。
2、 產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果精確到縣
根據(jù)所查文獻(xiàn)和種子公司選擇玉米新品種推廣區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，得知在 玉米新品種推廣區(qū)的選擇上，通常把省作為推廣單元。本方法將縣作 為玉米新品種產(chǎn)量預(yù)測(cè)計(jì)算單元，這樣種子生產(chǎn)者在進(jìn)行玉米新品種 推廣區(qū)的選擇時(shí)可以落實(shí)到縣，使區(qū)域更準(zhǔn)確。
本發(fā)明的產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)主要是以估算出的產(chǎn)量為主要評(píng)價(jià)依據(jù)， 其中著重考慮了品種間的差異，在模型中加入了包含品種特征的參 數(shù)，針對(duì)各個(gè)品種在縣域單元內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)量評(píng)價(jià)。
以上通過具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的原理和優(yōu)選實(shí)施方式，但是 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的原理和主旨的前 提下，可以對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施方式作出各種修改和變通。這樣的變 通都應(yīng)當(dāng)落入由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種作物品種區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入及預(yù)處理模塊，用于完成相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與預(yù)處理；區(qū)域選擇模塊，用于選擇感興趣的區(qū)域；品種選擇模塊，用于選擇用戶感興趣的作物品種；參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置用戶參數(shù)，以使評(píng)價(jià)結(jié)果更加接近真實(shí)產(chǎn)量；評(píng)價(jià)計(jì)算模塊，用于完成預(yù)測(cè)產(chǎn)量的計(jì)算功能。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 結(jié)果展示模塊，用于顯示作物新品種區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的最終結(jié)果。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述最終結(jié)果包括用戶信息、 計(jì)算時(shí)間信息、參與計(jì)算的區(qū)域、各品種及各品種最終的預(yù)測(cè)產(chǎn)量信息
4、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括所研究的作物品種的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)、區(qū)域品種種植面積、品種總產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
5、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、 對(duì)各個(gè)品種平均產(chǎn)量特征的回歸分析、以及計(jì)算所研究的作物品種在 各區(qū)域的平均產(chǎn)量。
6、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述用戶參數(shù)包括作物品種 在所研究區(qū)域的多年產(chǎn)量平均值x與區(qū)域試驗(yàn)條件下的產(chǎn)量值的比 值k、以及悲觀度參數(shù)。
7、 一種作物品種區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)方法，包括 獲取所述作物品種的多點(diǎn)多區(qū)域多年試驗(yàn)的產(chǎn)量特征參數(shù)； 將所有待評(píng)價(jià)區(qū)域的歷年產(chǎn)量平均值換算成為區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)條件下的產(chǎn)量值；對(duì)各個(gè)品種，根據(jù)表征該品種產(chǎn)量的 一 組特征參數(shù)估算該品種在各個(gè)區(qū)域單元的表現(xiàn)；以及對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行分析，比較出各區(qū)域適宜品種或各新品種的適種 區(qū)域。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中獲取所述作物品種的多點(diǎn)多區(qū)域多年試驗(yàn)的產(chǎn)量特征參數(shù)的步驟包括根據(jù)所述作物品種多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，通過回歸分析法提 取出該品種產(chǎn)量表現(xiàn)特征參數(shù)"、6、 R2、 S，其中a表示回歸常數(shù)， b表示回歸系數(shù)，R表示相關(guān)系數(shù)，s表示離回歸偏差。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所有待評(píng)價(jià)區(qū)域的歷年產(chǎn)量 平均值換與區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)條件下的產(chǎn)量值的比例用調(diào)整系數(shù)用k表示， k的取值范圍為0.8到2.0。
10、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述悲觀度參數(shù)的取值范圍 為[1,3]。
11、 如權(quán)利要求7-10任一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)表征該品種 產(chǎn)量的一組特征參數(shù)估算該品種在各個(gè)區(qū)域單元的表現(xiàn)的步驟包括將所述特征參數(shù)、調(diào)整系數(shù)、悲觀度參數(shù)帶入下列模型f = 0 + Mx)-i 2)*S 得到該品種在各個(gè)區(qū)域單元的表現(xiàn)^。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括按照品種對(duì)全部產(chǎn) 量表現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，以判斷某一品種在哪些地區(qū)較適宜推廣。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括按照區(qū)域?qū)θ慨a(chǎn) 量表現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，以判斷某一區(qū)域適宜種植的作物品種。
全文摘要
本發(fā)明為玉米新品種產(chǎn)量表現(xiàn)評(píng)價(jià)的一種新型技術(shù)方法。因?yàn)橛衩灼贩N的產(chǎn)量與種植環(huán)境的平均產(chǎn)量有較顯著的線性相關(guān)關(guān)系，所以本發(fā)明在統(tǒng)計(jì)分析玉米品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提取出各個(gè)品種的產(chǎn)量特征參數(shù)，并建立了品種-試驗(yàn)環(huán)境互作綜合模型，再根據(jù)試驗(yàn)區(qū)域與大田種植管理水平的差異系數(shù)，推廣得到品種-大田環(huán)境互作模型，以便對(duì)例如玉米品種在目標(biāo)種植環(huán)境的產(chǎn)量表現(xiàn)給出定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)單元精確到縣一級(jí)和具體品種，可以為玉米品種的審定評(píng)價(jià)、精準(zhǔn)營(yíng)銷提供一種新的方法，減少玉米推廣過程中的不確定性和損失，真正實(shí)現(xiàn)因地用種。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK101464979SQ200910076839
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者哲 劉, 張曉東, 朱德海, 李紹明, 揚(yáng) 楊, 楊建宇, 楊永俠, 汪維莉, 米春橋, 詹向雯, 遠(yuǎn) 鄭 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)