本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別涉及一種用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、鹽堿地的土壤鹽分狀況是評(píng)估改良措施效果的重要指標(biāo)之一，因此鹽堿地改良設(shè)備在進(jìn)行土地改良作業(yè)時(shí)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集土壤的鹽分濃度數(shù)據(jù)。通常，鹽堿地改良設(shè)備會(huì)沿著預(yù)設(shè)的行進(jìn)路徑，以固定的時(shí)間或距離間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以形成具有時(shí)序與空間關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)序列。

2、針對(duì)實(shí)時(shí)采集的鹽堿地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，常采用cof（connectivity-based?outlierfactor，基于連通性的離群因子）異常檢測(cè)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)異常識(shí)別。cof算法通過(guò)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)在局部時(shí)序窗口中的連通距離進(jìn)行評(píng)估，以判斷數(shù)據(jù)點(diǎn)是否為異常。然而，鹽堿地的鹽分具有區(qū)域性的空間異質(zhì)性，即不同區(qū)域鹽分含量可能存在明顯差異，尤其是在區(qū)域交界處，鹽分濃度變化較為劇烈。

3、現(xiàn)有cof異常檢測(cè)方法主要通過(guò)評(píng)估每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與其局部鄰域點(diǎn)的連通距離，若數(shù)據(jù)點(diǎn)與鄰域數(shù)據(jù)點(diǎn)的鹽分濃度差異顯著，則cof得分較高，該數(shù)據(jù)點(diǎn)易被判定為異常點(diǎn)。然而，在鹽堿地實(shí)際改良過(guò)程中，不同鹽堿區(qū)域之間鹽分含量本就存在合理的顯著差異，當(dāng)鹽堿地改良設(shè)備在不同鹽分濃度區(qū)域交界處采集數(shù)據(jù)時(shí)，正常的鹽分變化容易導(dǎo)致cof算法出現(xiàn)異常誤判。這種誤判導(dǎo)致正常的數(shù)據(jù)點(diǎn)被錯(cuò)誤識(shí)別為異常點(diǎn)，降低了數(shù)據(jù)采集的有效性和后續(xù)數(shù)據(jù)分析的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，能夠有效識(shí)別鹽堿地改良設(shè)備在不同鹽分區(qū)域交界處所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)以提高鹽堿地改良設(shè)備異常數(shù)據(jù)識(shí)別的空間適應(yīng)性。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

4、s1：通過(guò)鹽堿地改良設(shè)備采集鹽分濃度數(shù)據(jù)，設(shè)定鹽堿地改良設(shè)備的行進(jìn)路徑及數(shù)據(jù)采集頻率，每行進(jìn)預(yù)設(shè)距離進(jìn)行一次鹽堿地鹽分?jǐn)?shù)據(jù)采集，并記錄數(shù)據(jù)的位置信息、時(shí)間信息及鹽分濃度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

5、s2：對(duì)采集的鹽分濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)優(yōu)化；

6、所述步驟s2包括：

7、s2.1：基于空間鄰域歷史數(shù)據(jù)的鹽分濃度均值和標(biāo)準(zhǔn)差，通過(guò)非線(xiàn)性映射函數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn)的交界程度因子，識(shí)別處于不同鹽分區(qū)域交界處的數(shù)據(jù)點(diǎn)；

8、s2.2：對(duì)歷史數(shù)據(jù)建立趨勢(shì)擬合模型，基于歷史數(shù)據(jù)的趨勢(shì)擬合模型，結(jié)合當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與歷史趨勢(shì)的殘差及時(shí)間間隔敏感性，計(jì)算異常程度優(yōu)化因子；

9、s2.3：通過(guò)綜合所述交界程度因子和異常程度優(yōu)化因子，調(diào)整局部平均鏈接距離，得到優(yōu)化后的局部平均鏈接距離，優(yōu)化cof異常檢測(cè)算法，篩選出異常數(shù)據(jù)；

10、s3：存儲(chǔ)并上傳篩選后的有效數(shù)據(jù)。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s2.1中，交界程度因子的計(jì)算公式為：

12、；

13、其中，λ為敏感性調(diào)整系數(shù)，為第個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的鹽分濃度數(shù)值，為以第個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為中心，在空間鄰域半徑內(nèi)的歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)的鹽分濃度平均值，空間鄰域內(nèi)歷史數(shù)據(jù)鹽分濃度的標(biāo)準(zhǔn)差，：為函數(shù)，為表示整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的鹽分濃度歷史標(biāo)準(zhǔn)差，為極小正數(shù)。

14、進(jìn)一步的，所述步驟s2.2中，異常程度優(yōu)化因子的計(jì)算公式為：

15、；

16、其中，為第個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的鹽分濃度數(shù)值，為極小正數(shù)，為擬合趨勢(shì)模型的預(yù)測(cè)值，為歷史數(shù)據(jù)擬合殘差的標(biāo)準(zhǔn)差，為當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與最近歷史數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，△t為歷史數(shù)據(jù)的平均采樣間隔。

17、進(jìn)一步的，所述步驟s2.3中，優(yōu)化后的局部平均鏈接距離通過(guò)以下公式調(diào)整：

18、；

19、其中，為原始局部平均鏈接距離。

20、進(jìn)一步的，通過(guò)優(yōu)化后的平均鏈接距離進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)cof離群因子的評(píng)估，獲取到優(yōu)化后的第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的離群因子，通過(guò)線(xiàn)性歸一化處理優(yōu)化后離群因子，得到異常程度值，并根據(jù)預(yù)設(shè)閾值篩選異常數(shù)據(jù)。

21、進(jìn)一步的，所述趨勢(shì)擬合模型為：

22、；

23、其中，、、通過(guò)最小二乘法擬合確定。

24、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

25、本發(fā)明所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)交界程度的評(píng)估，能夠有效識(shí)別鹽堿地改良設(shè)備在不同鹽分區(qū)域交界處所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)cof算法因空間交界處的鹽分濃度正常劇烈變化而造成的誤判異常情況，從而顯著提高了鹽堿地改良設(shè)備異常數(shù)據(jù)識(shí)別的空間適應(yīng)性。

26、通過(guò)分析采樣位置歷史數(shù)據(jù)鹽分濃度的變化趨勢(shì)，將當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)與歷史趨勢(shì)進(jìn)行匹配性評(píng)估，從而有效避免將符合鹽堿地正常改良趨勢(shì)的數(shù)據(jù)誤判為異常，進(jìn)一步提高異常檢測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性，確保數(shù)據(jù)采集結(jié)果更加貼合實(shí)際鹽堿地改良進(jìn)程。

技術(shù)特征：

1.一種用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種用于鹽堿地改良設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，包括以下步驟：S1：通過(guò)鹽堿地改良設(shè)備采集鹽分濃度數(shù)據(jù)，設(shè)定鹽堿地改良設(shè)備的行進(jìn)路徑及數(shù)據(jù)采集頻率，每行進(jìn)預(yù)設(shè)距離進(jìn)行一次鹽堿地鹽分?jǐn)?shù)據(jù)采集，并記錄數(shù)據(jù)的位置信息、時(shí)間信息及鹽分濃度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；S2：對(duì)采集的鹽分濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)優(yōu)化；S3：存儲(chǔ)并上傳篩選后的有效數(shù)據(jù)。本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)融合空間交界評(píng)估與歷史趨勢(shì)分析，解決了傳統(tǒng)COF算法在鹽堿地交界區(qū)域的誤判難題，顯著提升數(shù)據(jù)異常檢測(cè)精度，為鹽堿地精準(zhǔn)改良提供了高效、可靠的技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：高玉山,侯中華,竇金剛,劉慧濤,孫云云,劉方明,孫海全,姜業(yè)成,鄧奧嚴(yán),畢業(yè)莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（中國(guó)農(nóng)業(yè)科技東北創(chuàng)新中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10