本發(fā)明涉及甘蔗培育，尤其涉及一種甘蔗花期調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、甘蔗作為全球重要的糖料作物及生物能源原料，其花期調(diào)控是雜交育種與高產(chǎn)栽培的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。

2、傳統(tǒng)的對甘蔗的花期調(diào)控方法主要依賴于人工調(diào)控甘蔗的光源參數(shù)實(shí)現(xiàn)，即，采用固定的紅光、橙光、藍(lán)光配比及預(yù)設(shè)的光照時長，模擬自然光周期以誘導(dǎo)開花。盡管該方法能在特定條件下對花期產(chǎn)生調(diào)控作用，但由于其光源參數(shù)固化，無法根據(jù)甘蔗不同生長階段的動態(tài)需求以及實(shí)時環(huán)境變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，會導(dǎo)致光環(huán)境與作物生理需求失配，影響對甘蔗花期調(diào)控的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種甘蔗花期調(diào)控方法，能夠結(jié)合甘蔗的花期階段和生長環(huán)境信息，動態(tài)調(diào)控對甘蔗所施加的光源的顏色配比信息和光照時長，提升對甘蔗花期調(diào)控的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種甘蔗花期調(diào)控方法，在甘蔗生長區(qū)中抽取多個甘蔗樣本。其中，多個甘蔗樣本中的任一甘蔗樣本的花期階段均為目標(biāo)花期階段，目標(biāo)花期階段是甘蔗生長區(qū)中的各甘蔗處于相同的花期階段最多的花期階段?；谀繕?biāo)花期階段，確定待施加光源的顏色配比信息。待施加光源包括紅光光源、藍(lán)光光源和橙光光源。獲取任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息。其中，生長環(huán)境信息包括空氣信息、土壤信息和自然光光照信息?；谀繕?biāo)花期階段和任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息，確定任一甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長?；诟鞲收針颖緦?yīng)的最優(yōu)光照時長，確定待施加光源的光照時長?；诖┘庸庠吹念伾浔刃畔⒑痛┘庸庠吹墓庹諘r長，對甘蔗生長區(qū)施加光照。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

5、進(jìn)一步，采集甘蔗生長區(qū)中包括的甘蔗的花期階段信息。其中，花期階段信息包括對應(yīng)甘蔗的植株圖像和光譜圖像。對于甘蔗生長區(qū)中包括的任一甘蔗，基于任一甘蔗對應(yīng)的花期階段信息，確定任一甘蔗的花期階段。基于甘蔗生長區(qū)中包括的各甘蔗的花期階段，確定目標(biāo)花期階段。

6、進(jìn)一步，基于任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息，構(gòu)建任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量。其中，第一時刻為任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息的采集時刻。基于任一甘蔗樣本在第二時刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量和預(yù)測公式，得到任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的預(yù)測環(huán)境狀態(tài)向量。其中，第二時刻早于第一時刻?；谌诤咸幚砉剑瑢θ我桓收針颖驹诘谝粫r刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量和任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的預(yù)測環(huán)境狀態(tài)向量執(zhí)行融合處理，得到任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境融合狀態(tài)向量?；谀繕?biāo)花期階段和任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境融合狀態(tài)向量，確定任一甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長。

7、進(jìn)一步，空氣信息包括對應(yīng)甘蔗樣本所處的空氣的溫度值和濕度值。土壤信息包括對應(yīng)甘蔗樣本所處的土壤的水分含量、氮含量、磷含量、鉀含量、酸堿度。自然光光照信息包括照射對應(yīng)甘蔗樣本的自然光的光照強(qiáng)度。

8、任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量為：

9、st1＝[t,h,w,n,p,k,ph,l]；

10、其中，st1表示任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量；t表示空氣的溫度值，h表示空氣的濕度值，w表示土壤的水分含量，n表示土壤的氮含量，p表示土壤的磷含量，k表示土壤的鉀含量，ph表示土壤的酸堿度，l表示自然光的光照強(qiáng)度。

11、預(yù)測公式為：

12、st1’＝fkst2+bkuk；

13、其中，st1’表示任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的預(yù)測環(huán)境狀態(tài)向量，st2表示任一甘蔗樣本在第二時刻對應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)向量；fk表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，基于任一甘蔗樣本從st2到st1的動態(tài)變化關(guān)系確定；uk表示輸入控制向量，基于針對任一甘蔗樣本的生長環(huán)境所施加的人工干預(yù)手段確定；bk表示控制輸入矩陣，基于人工干預(yù)手段的控制動作確定。

14、融合處理公式包括：

15、

16、其中，表示任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的環(huán)境融合狀態(tài)向量；hk表示觀測矩陣；kk表示預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)。

17、進(jìn)一步，將各甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長的平均值、中值以及眾值中的任一項(xiàng)確定為待施加光源的光照時長。

18、進(jìn)一步，在各甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長中確定第一最優(yōu)光照時長、第二最優(yōu)光照時長和第三最優(yōu)光照時長。第三最優(yōu)光照時長與第一最優(yōu)光照時長和第二最優(yōu)光照時長不同。第一最優(yōu)光照時長為各甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長中時長最長的最優(yōu)光照時長。第二最優(yōu)光照時長為各甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長中時長最短的最優(yōu)光照時長。將各第三最優(yōu)光照時長的平均值、中值以及眾值中的任一項(xiàng)確定為待施加光源的光照時長。

19、進(jìn)一步，基于目標(biāo)花期階段、任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息和預(yù)設(shè)累積獎勵公式，計(jì)算任一甘蔗樣本在各預(yù)設(shè)光照時長下的累積獎勵得分。將任一甘蔗樣本對應(yīng)的各累積獎勵得分中的最大值對應(yīng)的預(yù)設(shè)光照時長確定為任一甘蔗樣本對應(yīng)的最優(yōu)光照時長。

20、進(jìn)一步，預(yù)設(shè)累積獎勵公式為：

21、

22、其中，表示任一甘蔗樣本在第一生長條件下的累積獎勵得分，第一生長條件為在狀態(tài)下，選擇預(yù)設(shè)光照時長a作為最優(yōu)光照時長；r表示任一甘蔗樣本在第一生長條件下的生長得分；γ表示預(yù)設(shè)折扣因子；表示任一甘蔗樣本在第二生長條件下的累積獎勵得分的最大值；第二生長條件為在狀態(tài)下，選擇預(yù)設(shè)光照時長a′作為最優(yōu)光照時長；基于任一甘蔗樣本在第三時刻對應(yīng)的生長環(huán)境信息的預(yù)測值確定；第三時刻晚于第一時刻；任一甘蔗樣本在第三時刻對應(yīng)的生長環(huán)境信息的預(yù)測值基于任一甘蔗樣本在第一時刻對應(yīng)的生長環(huán)境信息和第一生長條件確定。

23、進(jìn)一步，基于目標(biāo)花期階段、任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息和預(yù)設(shè)生長得分公式，確定任一甘蔗樣本在第一生長條件下的生長得分。預(yù)設(shè)生長得分公式為：

24、r＝∑iwi*di；

25、其中，wi表示任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息中包括的第i種生長環(huán)境信息的權(quán)重；di表示任一甘蔗樣本的生長環(huán)境信息中包括的第i種生長環(huán)境信息對應(yīng)的單因素生長得分。

26、進(jìn)一步，基于任一甘蔗樣本的花期階段，確定第i種生長環(huán)境信息的預(yù)設(shè)范圍。在任一甘蔗樣本對應(yīng)的第i種生長環(huán)境信息的實(shí)際值落入第i種生長環(huán)境信息的預(yù)設(shè)范圍的情況下，將任一甘蔗樣本的第i種生長環(huán)境信息對應(yīng)的單因素生長得分確定為第i種生長環(huán)境信息對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單因素生長得分。在任一甘蔗樣本對應(yīng)的第i種生長環(huán)境信息的實(shí)際值未落入第i種生長環(huán)境信息的預(yù)設(shè)范圍的情況下，基于任一甘蔗樣本對應(yīng)的第i種生長環(huán)境信息的實(shí)際值與第i種生長環(huán)境信息的預(yù)設(shè)范圍差距，確定第i種生長環(huán)境信息對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單因素生長得分。

27、本發(fā)明的有益效果是：結(jié)合甘蔗的花期階段和生長環(huán)境信息，動態(tài)調(diào)控對甘蔗所施加的光源的顏色配比信息和光照時長。能夠在提升對甘蔗花期調(diào)控的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，降低對甘蔗所施加的光源的能耗，能夠適用于大規(guī)模種植場景。

28、第二方面，本發(fā)明提供一種甘蔗花期調(diào)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的甘蔗花期調(diào)控方法。

29、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器、一個或多個處理器；存儲器和處理器耦合；其中，存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)程序代碼，計(jì)算機(jī)程序代碼包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時，使得電子設(shè)備執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的甘蔗花期調(diào)控方法。

30、第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令在電子設(shè)備上運(yùn)行時，使得電子設(shè)備執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的甘蔗花期調(diào)控方法。

31、第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的甘蔗花期調(diào)控方法。

32、可以理解地，上述提供的第二方面的系統(tǒng)、第三方面所述的電子設(shè)備，第四方面所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，第五方面所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品所能達(dá)到的有益效果，可參考第一方面及其任一種可能的設(shè)計(jì)方式中的有益效果，此處不再贅述。