設(shè)施番茄水肥與產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)系的SVM模型研究.pdf

1、近年來設(shè)施栽培迅速發(fā)展，為我國“菜籃子”工程做出了突出貢獻(xiàn)。產(chǎn)量和品質(zhì)是設(shè)施蔬菜的兩個重要指標(biāo)，而設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量與品質(zhì)與水肥管理密切相關(guān)。目前，關(guān)于不同灌水施肥量組合對設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響己做了大量的試驗(yàn)研究，但由于不同地區(qū)的土壤、環(huán)境、氣候等條件各不相同，使得試驗(yàn)結(jié)論的推廣性受到一定的限制，造成了目前研究中普遍存在的“數(shù)據(jù)繁雜，知識匱乏”的現(xiàn)狀，所以，挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)資料中潛藏的內(nèi)在規(guī)律，提高信息利用率，以便能及時地提供具有預(yù)測性、時

2、令性、指導(dǎo)性的實(shí)用信息已成為亟需解決的難題。鑒于此，本文以設(shè)施番茄為例建立了水肥與產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)系的支持向量機(jī)模型，旨在為設(shè)施栽培的水肥優(yōu)化管理提供決策支持。為此，本論文主要做了以下研究;
　　(1)由于水肥水平與設(shè)施番茄產(chǎn)量品質(zhì)等級間的關(guān)系比較復(fù)雜;影響設(shè)施番茄水肥水平及產(chǎn)量品質(zhì)等級的諸多因子既有確定性的，又有不確定性的，且各因素之間相互影響;在對水肥水平及產(chǎn)量品質(zhì)等級評價時，還存在著邊界不明確的的模糊現(xiàn)象和概念，難以用經(jīng)典數(shù)學(xué)描述

3、，因此提出了采用模糊評價的方法對水肥水平及產(chǎn)量品質(zhì)等級進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。
　　(2)對水肥水平及產(chǎn)量品質(zhì)的不確定性進(jìn)行了分析，建立了相應(yīng)的模糊評價模型。對于灌水水平，以設(shè)施番茄的需水量為指標(biāo)，采用“對比客觀尺度法”建立了灌水水平的隸屬函數(shù);對于施肥水平，首先根據(jù)土壤本底條件對地力情況進(jìn)行了模糊評價，將地力劃分了“貧瘠”“一般”“肥沃”三個等級，并結(jié)合施肥量建立了不同地力等級條件下的施肥水平隸屬度函數(shù);在對產(chǎn)量等級進(jìn)行評價時，根據(jù)不同

4、生長類型番茄的產(chǎn)量狀況，利用“指派法”建立了產(chǎn)量等級的隸屬度函數(shù)，將產(chǎn)量劃分為了五個等級;由于構(gòu)成番茄品質(zhì)的指標(biāo)較多，在對番茄品質(zhì)進(jìn)行評價時采用了模糊綜合評價的方法，評價時通過“兩兩比較法”確定了各營養(yǎng)指標(biāo)的權(quán)重，通過模糊綜合評價將設(shè)施番茄的品質(zhì)劃分為了五個等級.通過模糊評價將設(shè)施栽培水肥與產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)系的研究由定性描述轉(zhuǎn)化為了定量評價。
　　(3)由于支持向量機(jī)在處理小樣本、非線性及函數(shù)擬合等問題中具有精度高、魯棒性好、模型簡單等

5、優(yōu)點(diǎn)，本文以設(shè)施番茄的灌水及施肥水平為輸入，以產(chǎn)量及品質(zhì)等級為輸出，建立了水肥與產(chǎn)量品質(zhì)關(guān)系的支持向量機(jī)回歸模型，并利用粒子群優(yōu)化算法(PSO)對支持向量機(jī)(SVM)的關(guān)鍵參數(shù)C、δ進(jìn)行了優(yōu)選，有效避免了人工試算法計(jì)算量大和參數(shù)選取不合理造成的“過學(xué)習(xí)”和“欠學(xué)習(xí)”現(xiàn)象。通過實(shí)例分析表明，模型的預(yù)測精確度較高，可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測出不同水肥處理?xiàng)l件下的產(chǎn)量及品質(zhì)等級，證明了所建預(yù)測模型的有效性和實(shí)用性。該模型可為設(shè)施栽培的水肥精細(xì)化管理提