基于穩(wěn)健回歸算法的作物水模型建模與灌溉制度優(yōu)化.pdf

1、在目前水資源十分短缺的情況下，農(nóng)業(yè)灌溉用水不能增加，而糧食需增收的背景下，如何將有限的灌溉用水在作物不同生育期優(yōu)化配置，以及對(duì)作物進(jìn)行精量灌溉控制，使灌溉效益最高，越來(lái)越成為農(nóng)田灌溉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題，本研究以?xún)?nèi)蒙古河套灌區(qū)主要糧食作物為研究對(duì)象，對(duì)其作物水模型及灌溉制度模型優(yōu)化作了初步研究。獲得以下主要結(jié)論: (1)從水分脅迫對(duì)作物的影響出發(fā)，分析了不同生育期土壤水分脅迫對(duì)作物產(chǎn)量、生理生育狀況(株高、葉面積指數(shù))的

2、影響，使作物在不同階段缺水所受影響的程度有了直觀的反應(yīng)。 (2)在模型建立方法的應(yīng)用上，通過(guò)理論與實(shí)例的比較，確定了穩(wěn)健回歸較傳統(tǒng)回歸方法的優(yōu)勢(shì)。采用MATLAB中的Robustfit命令，可以很方便地實(shí)現(xiàn)作物水模型的穩(wěn)健估計(jì)，建議今后在建立作物水模型時(shí)，優(yōu)先采用穩(wěn)健回歸方法。 (3)在考慮降雨量、作物缺水減產(chǎn)等的基礎(chǔ)上，根據(jù)田間小區(qū)非充分灌溉試驗(yàn)資料，分析和確立玉米產(chǎn)量與全生育期水分和生育階段水分之間的量化關(guān)系，應(yīng)用穩(wěn)

3、健回歸方法計(jì)算出幾種常用作物水模型中的敏感指標(biāo)并選擇出了Minhas型作物水模型為適合于當(dāng)?shù)赜衩椎淖魑锼Ｐ汀?(4)本文利用當(dāng)前先進(jìn)的全局優(yōu)化搜索算法-微分進(jìn)化算法以及模式搜索法來(lái)進(jìn)行灌溉制度的優(yōu)化，克服了以往動(dòng)態(tài)規(guī)劃漸近法(DPSA)和非線(xiàn)性規(guī)劃(NLP)不能收斂到真正最優(yōu)解的缺陷以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃中存在維數(shù)災(zāi)的問(wèn)題，使此算法在這類(lèi)不確定性、非線(xiàn)性模型的求解中取得了好的效果。求解結(jié)果表明，模型很好地解決了有限水量在不同生育期的優(yōu)化