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：

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度和二氧化碳濃度的環(huán)境因素，不同的環(huán)境因素對植物的生長速率存在不同的影響，對植物生長環(huán)節(jié)中監(jiān)測的生長速率構建數(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)對模型進行修改，可以實現(xiàn)對植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理。

2、在使用數(shù)據(jù)模型對生長速率進行預測時，構建模型的數(shù)據(jù)中每個生長速率對模型的準確性的影響相同，使得異常數(shù)據(jù)在預測中也有較好的表現(xiàn)，對植物生長環(huán)節(jié)監(jiān)測的數(shù)據(jù)管理產(chǎn)生影響。

技術實現(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)采用如下技術方案：

3、本發(fā)明一個實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、獲取所有天在每個時刻的二氧化碳濃度、光照強度以及生長速率，根據(jù)生長速率構建生長速率數(shù)據(jù)模型；

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

6、根據(jù)當天的生長速率序列中真實生長速率，與每天的理想生長速率序列中同時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天的生長速率序列的相似程度；

7、根據(jù)歷史天中每個時刻與當天對應時刻的光照強度的偏離程度，獲取歷史天與當天的天氣狀況的相似程度；根據(jù)歷史天與當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天的生長速率序列的相似程度，獲取當天每個時刻的生長速率的擬合指標；根據(jù)當天所有時刻的生長速率的擬合指標與生長速率序列中真實生長速率的差異，獲取當天每個時刻的生長速率的差異評價；

8、根據(jù)當天所有時刻的生長速率的差異評價對生長速率數(shù)據(jù)模型進行重構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)模型實現(xiàn)植物生長環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)管理。

9、進一步地，所述獲取每天的理想生長速率序列包括：

10、獲取當天每個時刻植物生長所處的晝夜狀態(tài)，所述晝夜狀態(tài)分為白天和黑夜；

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

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

13、進一步地，所述獲取當天每個時刻植物生長所處的晝夜狀態(tài)包括：

14、當天第i時刻的光照強度增量歸一化的值大于預設的判斷閾值時，將當天第i時刻植物生長所處的晝夜狀態(tài)記為白天；

15、當天第i時刻的光照強度增量歸一化的值小于等于預設的判斷閾值時，將當天第i時刻植物生長所處的晝夜狀態(tài)記為夜間。

16、進一步地，所述獲取每天的理想生長速率序列與當天的生長速率序列的相似程度包括：

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

18、當天的理想生長速率序列與當天的生長速率序列的相似程度的計算公式為：

19、

20、其中，z表示當天的理想生長速率序列與當天的生長速率序列的相似程度；df表示當天的生長速率序列中第f個生長速率，與當天的理想生長速率序列中第f個理想生長速率的dtw距離；f表示當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、進一步地，所述獲取當天每個時刻的生長速率的差異評價包括：

22、將當天第n時刻的生長速率的擬合指標與當天第n時刻的生長速率的差值的絕對值進行歸一化，將歸一化的結(jié)果記為當天第n時刻的生長速率的差異評價。

23、進一步地，所述生長速率的擬合指標的具體獲取步驟為：

24、當天第n時刻的生長速率的擬合指標的計算公式為：

25、

26、其中，kn表示當天第n時刻的生長速率的擬合指標；bh,n表示理想生長速率序列中第h天第n時刻的生長速率；ch表示第h天與當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天的生長速率序列的相似程度；h表示采集的天數(shù)。

27、進一步地，所述第h天與當天的天氣狀況的相似程度的具體獲取步驟為：

28、第h天與當天的天氣狀況的相似程度的計算公式為：

29、

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

31、進一步地，所述獲得新的生長速率數(shù)據(jù)模型包括：

32、若當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；若當天的生長速率為異常生長速率，將包括當天在內(nèi)以及當天之前的所有天的生長數(shù)據(jù)作為構建數(shù)據(jù)模型的基礎數(shù)據(jù)，構建新的生長速率數(shù)據(jù)模型。

33、進一步地，所述正常生長速率和異常生長速率的具體獲取方式為：

34、當天所有時刻的生長速率的差異評價大于等于預設的異常閾值時，將當天的生長速率記為異常生長速率；

35、當天所有時刻的生長速率的差異評價小于預設的異常閾值時，將當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)，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序，以實現(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)明的技術方案的有益效果是：獲取所有天在每個時刻的二氧化碳濃度、光照強度以及生長速率，根據(jù)生長速率構建生長速率數(shù)據(jù)模型；根據(jù)晝夜光照強度的差異，結(jié)合二氧化碳濃度的增量對晝夜植物的生長速率進行量化，獲取每天的理想生長速率序列，目的是為了進一步了解到二氧化碳濃度對生長速率的影響強度，為植物生長提供生長優(yōu)化的依據(jù)；根據(jù)當天的生長速率序列中真實生長速率，與每天的理想生長速率序列中同時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天的生長速率序列的相似程度，目的是為了評估實際生長速率與量化的理想生長速率的關系，判斷植物生長速率是否出現(xiàn)異常；根據(jù)歷史天中每個時刻與當天對應時刻的光照強度的偏離程度，獲取歷史天與當天的天氣狀況的相似程度；根據(jù)歷史天與當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天的生長速率序列的相似程度，獲取當天每個時刻的生長速率的擬合指標；根據(jù)當天所有時刻的生長速率的擬合指標與生長速率序列中真實生長速率的差異，獲取當天每個時刻的生長速率的差異評價，目的是為了評估當天生長速率的異常狀況；根據(jù)當天所有時刻的生長速率的差異評價對生長速率數(shù)據(jù)模型進行重構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)模型實現(xiàn)植物生長環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)管理，達到優(yōu)化植物生長環(huán)節(jié)中監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理。