本發(fā)明涉及農(nóng)作物病害監(jiān)控，具體為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物病害監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，病蟲害是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素，由此基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物病害監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過集成傳感器、數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對農(nóng)作物生長環(huán)境和病害情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警，該系統(tǒng)能夠收集農(nóng)田中的環(huán)境數(shù)據(jù)和農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)，利用先進(jìn)的算法和模型，對病害發(fā)生率進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果制定并執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)控策略。

2、然而，現(xiàn)有農(nóng)作物病害監(jiān)控方法及系統(tǒng)往往僅依賴于單一的感染數(shù)量以及簡單的環(huán)境參數(shù)來評估病害的發(fā)生率，忽略了農(nóng)作物對病害的敏感度、損失程度以及病害的傳播速度因素的影響，且現(xiàn)有技術(shù)通常缺乏科學(xué)的監(jiān)控策略有效性評估體系，難以準(zhǔn)確衡量監(jiān)控策略對病害控制的實(shí)際效果，此外，現(xiàn)有技術(shù)往往采用固定的監(jiān)控策略，難以根據(jù)病害發(fā)生率的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)作物病害監(jiān)控方法及系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中所提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

3、步驟1，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)收集模塊，收集農(nóng)田中的環(huán)境數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)，同時(shí)，收集記錄被病害感染的相關(guān)農(nóng)作物信息數(shù)據(jù)；

4、步驟2，利用數(shù)據(jù)處理計(jì)算模塊，依次計(jì)算輸出病害發(fā)生率bf、病害監(jiān)控指數(shù)bk、監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt；

5、步驟3，基于監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt，并利用監(jiān)控策略實(shí)施模塊，執(zhí)行監(jiān)控策略；

6、其中，系統(tǒng)任意一次的監(jiān)控監(jiān)測均匹配同品種同病害類型的農(nóng)作物數(shù)據(jù)；

7、所述數(shù)據(jù)處理計(jì)算模塊包括有全面反映病害對農(nóng)作物生長與產(chǎn)量潛在影響單元，評估病害監(jiān)控策略效果單元以及自適應(yīng)調(diào)整監(jiān)控策略單元；

8、所述數(shù)據(jù)收集模塊所用到的設(shè)備包括有物聯(lián)網(wǎng)傳感器；

9、所述數(shù)據(jù)處理計(jì)算模塊所用到的設(shè)備包括有數(shù)據(jù)處理設(shè)備；

10、所述監(jiān)控策略實(shí)施模塊所用到的設(shè)備包括有攝像頭、農(nóng)藥噴灑裝置、灌溉系統(tǒng)。

11、可選的，所述全面反映病害對農(nóng)作物生長與產(chǎn)量潛在影響單元的計(jì)算公式如下：

12、；

13、其中：

14、bf為病害發(fā)生率；

15、gs為感染數(shù)量，gs反映被病害感染的農(nóng)作物數(shù)量；

16、m為敏感度，m反映農(nóng)作物對病害的敏感程度；

17、ss為損失程度，ss反映病害對農(nóng)作物造成的損失程度；

18、cb為傳播速度，cb反映病害在農(nóng)作物間的傳播速度；

19、bfmax為病害最大發(fā)生率，bfmax反映同品種同病害類型的最大病害發(fā)生概率。

20、可選的，所述敏感度m的計(jì)算公式如下：

21、m=f(bfi，h，blx)；

22、h=(wmax-w)+(smax-s)+(phmax-ph)-(gmax-g)；

23、bfi為第i個(gè)農(nóng)作物病發(fā)平均率；

24、h為環(huán)境指數(shù)；

25、wmax為溫度最大值，w為溫度，smax為濕度最大值，s為濕度，phmax為酸堿度，ph為最大酸堿度，gmax為最大光照強(qiáng)度，g為光照強(qiáng)度；

26、blx為第x個(gè)病害類型損失平均程度；

27、所述損失程度ss的計(jì)算公式如下：

28、ss=cj/wbcmax；

29、cj為產(chǎn)量減少量，cj反映病害導(dǎo)致產(chǎn)量的減少量；

30、wbcmax為無病害下最大產(chǎn)量，wbcmax反映無病害情況下的最大產(chǎn)量；

31、所述傳播速度cb的計(jì)算公式如下：

32、cb=g(l，fq，k)；

33、l為病害傳播距離，l反映從農(nóng)作物發(fā)生病害的起始點(diǎn)至末端的距離；

34、fq為風(fēng)速；

35、k為農(nóng)作物空間分布占比，k反映農(nóng)作物種植面積占比總面積。

36、可選的，所述評估病害監(jiān)控策略效果單元的計(jì)算公式如下：

37、；

38、其中：

39、bk為病害監(jiān)控指數(shù)；

40、jy為監(jiān)控策略有效指數(shù)；

41、jymax為監(jiān)控策略最大有效指數(shù)，jymax反映系統(tǒng)監(jiān)控到農(nóng)作物同品種同病害類型，并進(jìn)行相應(yīng)策略減少病害的最大效果值。

42、可選的，所述監(jiān)控策略有效指數(shù)jy的計(jì)算公式如下：

43、jy=(bfbefore-bfafter)/bfafter×jymax；

44、bfbefore為策略前病害發(fā)生率；

45、bfafter為策略后病害發(fā)生率。

46、可選的，所述自適應(yīng)調(diào)整監(jiān)控策略單元的計(jì)算公式如下：

47、；

48、其中：

49、bt為監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)；

50、z為監(jiān)控準(zhǔn)確率；

51、gsmax為最大感染數(shù)量；

52、gsmax反映同品種同病害類型農(nóng)作物被感染的最大數(shù)量。

53、可選的，所述同品種同病害類型農(nóng)作物被感染病發(fā)并被系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測出來的記作1，同品種同病害類型農(nóng)作物被感染病發(fā)并未被系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測出來的記作-1，所述監(jiān)控準(zhǔn)確率z的計(jì)算公式如下：

54、z=(zq1+zq2+zq3+......+zqn)/n；

55、n為監(jiān)測總記次數(shù)，n反映同品種同病害類型農(nóng)作物被系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測進(jìn)行計(jì)算，且對應(yīng)被記作1以及-1的總次數(shù)；

56、zq1為第一監(jiān)測記數(shù)，zq2為第二監(jiān)測記數(shù)，zq3為第三監(jiān)測記數(shù)，zqn為第n監(jiān)測記數(shù)。

57、可選的，基于所述監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt與上一次系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測的同品種同病害類型農(nóng)作物監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt的分析調(diào)整策略如下：

58、若當(dāng)前監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt高于上一次系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測的監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt時(shí)，則表明當(dāng)前的監(jiān)控策略有效，病害發(fā)生率bf降低，應(yīng)降低敏感度m的閾值，減少誤報(bào)；

59、若當(dāng)前監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt低于上一次系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測的監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt時(shí)，則表明當(dāng)前的監(jiān)控策略不夠有效，病害的傳播速度cb快，應(yīng)增加傳播速度cb的權(quán)重，響應(yīng)當(dāng)下的病害傳播。

60、可選的，基于所述全面反映病害對農(nóng)作物生長與產(chǎn)量潛在影響單元的結(jié)果值病害發(fā)生率bf以及其中的損失程度ss，累積已發(fā)生的同品種同病害類型農(nóng)作物的病害發(fā)生率bf和損失程度ss的數(shù)量，所述第i個(gè)農(nóng)作物病發(fā)平均率bfi的計(jì)算公式如下：

61、bfi=(bf1+bf2+bf3+......+bfm)/m；

62、m為累積總量，m反映已發(fā)生同品種同病害類型農(nóng)作物的病害發(fā)生率bf總數(shù)量；

63、bf1為第一累積病害發(fā)生率，bf2為第二累積病害發(fā)生率，bf3為第三累積病害發(fā)生率，bfm為第m累積病害發(fā)生率；

64、所述第x個(gè)病害類型損失平均程度blx的計(jì)算公式如下：

65、blx=(bl1+bl2+bl3+......+blm)/m；

66、m為累積總量，m反映已發(fā)生同品種同病害類型農(nóng)作物的損失程度ss總數(shù)量；

67、bl1為第一累積損失程度，bl2為第二累積損失程度，bl3為第三累積損失程度，blm為第m累積損失程度。

68、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

69、一、本發(fā)明通過全面反映病害對農(nóng)作物生長與產(chǎn)量潛在影響單元，綜合引入感染數(shù)量gs、敏感度m、損失程度ss、傳播速度cb因素對病害發(fā)生率bf的影響，實(shí)現(xiàn)了對病害發(fā)生率bf的精確計(jì)算，這有助于及時(shí)了解病害狀況，為制定有效的監(jiān)控策略提供科學(xué)依據(jù)，減少了因計(jì)算不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的誤報(bào)和漏報(bào)。

70、二、本發(fā)明的評估病害監(jiān)控策略效果單元通過引入監(jiān)控策略的有效性和病害監(jiān)控指數(shù)bk，為評估監(jiān)控策略的效果提供了量化指標(biāo)，進(jìn)而能夠客觀評價(jià)監(jiān)控策略的實(shí)際效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)不足之處，提高監(jiān)控系統(tǒng)的整體效能。

71、三、本發(fā)明的自適應(yīng)調(diào)整監(jiān)控策略單元通過計(jì)算監(jiān)控效果調(diào)整系數(shù)bt，實(shí)現(xiàn)了對監(jiān)控策略的靈活調(diào)整，且根據(jù)bt的值，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整敏感度m的閾值或傳播速度cb的權(quán)重，以適應(yīng)病害變化的實(shí)際情況，這種自適應(yīng)調(diào)整機(jī)制提高了監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性，使得監(jiān)控策略更加精準(zhǔn)有效。

72、四、本發(fā)明通過將全面反映病害對農(nóng)作物生長與產(chǎn)量潛在影響單元，評估病害監(jiān)控策略效果單元以及自適應(yīng)調(diào)整監(jiān)控策略單元緊密結(jié)合，形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠自適應(yīng)地調(diào)整監(jiān)控策略，根據(jù)病害發(fā)生率bf的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，提高了病害監(jiān)控的準(zhǔn)確性和效率。