基于历史气象数据和CERES-Maize模型的玉米产量预测及灌溉决策方法

发布时间：2025-01-14 06:16

　　作物生长模型能够模拟作物生长发育和产量形成过程,及其对环境的响应,从而为农作物产量预测提供了一种有效的方法。本研究利用陕西杨凌(2014和2015)、合阳(2009和2011)、长武(2010和2011)的田间试验数据以及各站点的多年历史气象数据,尝试建立基于玉米生长模拟模型CERES-Maize和历史气象数据的玉米产量预测方法,并对方法的可靠性和精度进行分析。研究将全生育期内玉米生长模拟所需的气象数据分为已知气象数据和未知气象数据2个部分,其中已知气象数据来自当地的气象站,而未知气象数据分别用试验地的多年历史同期气象数据代替,对应生成多个完整的气象数据序列,再利用这些气象数据序列运行CERES-Maize模型预测目标年份的玉米产量。随着玉米生育期的推进,逐日在气象数据序列中融入目标年实际测得的气象数据,从播种至收获逐日动态模拟玉米产量。此外,为减少预测过程的运算次数并降低预测的不确定性,该研究对比分析了历史年份和目标年份的逐日气象数据(包括最高温度Tmax、最低温度Tmin、降雨rainfall、太阳辐射SRAD),然后使用一般K-NN(K nearest neighbor)算法和改进...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究进展及存在的问题
        1.2.1 产量预测研究进展
        1.2.2 灌溉决策
        1.2.3 DSSAT-CERES-Maize模型简介
        1.2.4 生育期内未知气象数据的生成
        1.2.5 研究中存在的不足
    1.3 研究内容、方法及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
第二章 基于历史气象数据和CERES-Maize模型的玉米产量预测方法
    2.1 材料方法
        2.1.1 气象文件的生成
        2.1.2 玉米产量预测程序的构建
        2.1.3 试验区概况
        2.1.4 产量预测结果评价指标
        2.1.5 数据分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 直接利用历史气象数据产量预测结果分析
        2.2.2 利用一般K-NN算法预测产量
        2.2.3 利用改进的K-NN算法预测产量
    2.3 讨论
        2.3.1 预测产量的分布规律
        2.3.2 应用改进K-NN算法进行玉米产量预测结果
        2.3.3 玉米产量预测方法的进一步改进
    2.4 本章小结
第三章 基于动态产量预测方法的播期及灌水时期影响分析
    3.1. 材料方法
        3.1.1 试验地概况
        3.1.2 播期和灌水日期的设定及影响分析方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 播期对产量的影响
        3.2.2 灌水时期对产量的影响
    3.3 讨论
    3.4 小结
第四章 基于动态产量预测方法的灌溉决策
    4.1 材料方法
        4.1.1 灌溉决策理论依据
        4.1.2 灌溉决策程序构建
    4.2 结果分析
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
        5.1.1 基于历史气象数据和CERES-Maize模型的产量预测方法
        5.1.2 K-NN算法筛选相似年型进行产量预测
        5.1.3 自动灌溉决策
    5.2 对本研究的展望
参考文献
附录
    附录A 产量预测程序
    附录B 基于K-NN算法筛选相似年型
    附录C 灌溉决策程序
致谢
作者简介



本文编号：4026528