本發明屬于理線器領域,具體為一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法及系統。
背景技術:
1、作物育種作為現代農業的核心技術,其核心目標在于通過品種改良實現高產、穩產、優質及資源高效利用,傳統育種篩選主要依賴人工表型觀察、基因型分析及田間試驗,通過多代雜交與性狀篩選逐步優化品種特性。此類方法需以本地主栽品種為基準,綜合考量氣候適應性、土壤條件、栽培模式等要素,制定包含抗逆性、產量閾值、品質指標等維度的篩選標準。
2、然而,傳統方法存在顯著局限:其一,篩選周期長達5-10年,依賴育種者經驗導致主觀偏差;其二,環境因子動態變化(如極端氣候頻發、土壤退化)與多目標協同優化(如高產與節水矛盾)難以量化建模;其三,篩選過程資源消耗巨大,據統計常規育種每畝試驗田年均耗水量達300-500立方米,肥料利用率不足40%,隨著農業大數據技術的發展,現有系統雖能整合氣象、土壤、基因等多源數據,但其應用多局限于數據可視化展示,尚未形成閉環決策能力,具體缺陷表現為:(1)數據價值挖掘淺層化,缺乏面向節能目標的動態建模,例如未建立光能轉化率與灌溉策略的關聯模型;(2)多維度篩選指標割裂,基因型數據、環境響應數據、資源消耗數據未形成統一評價體系;(3)智能化程度不足,歷史數據與實時傳感信息未能驅動自適應篩選算法,導致決策滯后于環境變化;(4)能耗控制粗放,現有系統缺少基于作物生長階段的水肥需求預測及區域性資源承載力的閾值預警機制。
3、因此,亟需構建融合節能目標與大數據智能決策的育種篩選技術,通過數據深度挖掘實現資源消耗精準量化、多目標協同優化及動態風險預警,突破傳統方法效率低、能耗高、適應性差的瓶頸,為此,我們提出了一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法及系統。
技術實現思路
1、為了解決上述問題,本發明提供如下技術方案:一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法及系統,包括以下步驟:
2、建立包含種子生長特性與節能指標的農業育種數據庫,生成待篩選種子集的加密信息簽名集合;
3、基于種子質量評價參數構建節能型種子質量評價體系,所述質量評價參數包括生長適應性、抗病性、產量潛力及節能特性;
4、通過加權診斷公式計算所述加密信息簽名在質量評價體系下的綜合得分,得分計算中引入節能指標權重因子;
5、基于綜合得分及能耗閾值篩選最優種子,生成包含節能種植方案的決策報告。
6、進一步的,所述節能特性包括:種子生長周期的需水量、肥料利用率、光能轉化率指標;
7、所述生長適應性包括目標種植區域的氣候匹配度、土壤適配度指標;
8、所述抗病性通過歷史病害數據庫中的抗病基因表達數據量化。
9、進一步的,所述節能指標的獲取方法包括:
10、對目標農田進行土壤電導率檢測及微氣候監測,獲取實時環境數據;
11、通過對比實驗組與對照組種子的資源消耗數據,計算節水率δw=(w_基準-w_實驗)/w_基準×100%;
12、建立節能指數模型:ei=(α·δw+β·δf)/t,其中δf為肥料節約率,t為生長周期,α、β為環境修正系數。
13、進一步的,所述農業育種數據庫的建立包括:
14、采集歷史種植數據中的異常值,采用四分位距法進行數據清洗;
15、對氣候匹配度數據進行空間插值處理,生成區域化氣候適配圖譜;
16、建立多源數據映射關系:種子基因型id→[生長參數,節能參數,抗病參數]。
17、進一步的,所述加密信息簽名生成方法包括:
18、對種子基因編碼數據進行哈希運算,生成初始數字指紋;
19、通過橢圓曲線加密算法對數字指紋進行簽名,簽名過程嵌入時間戳及地理坐標信息;
20、將加密簽名與區塊鏈節點進行雙向驗證,確保數據不可篡改性。
21、進一步的,所述加權診斷公式為:
22、s=σ(w_i·p_i^λ),其中w_i為第i項參數的動態權重,p_i為歸一化參數值,λ為節能修正因子;
23、動態權重w_i根據種植區域水資源緊缺度r動態調整:當r>0.7時,w_節能特性提升30%-50%。
24、進一步的,所述決策報告生成包括:
25、構建三維種植模擬模型,輸入參數包括土壤ph值、晝夜溫差梯度、降水概率分布;
26、進行蒙特卡洛模擬計算,輸出最優種植密度矩陣d=[d_ij]_{m×n},其中d_ij表示第i類種子在第j類地塊的推薦密度;
27、生成節能種植方案包括:水肥協同配比表、光伏補光時序方案、病害預警時間軸。
28、進一步的,還包括異常數據處理步驟:
29、當檢測到種子發芽率數據突變時,啟動數據溯源機制,追溯關聯的環境傳感器數據;
30、采用lstm神經網絡構建異常數據補償模型,輸入層包含溫度、濕度、光照的時序數據;
31、輸出層生成補償后的發芽率預測值,其誤差閾值設定為±2.5%。
32、進一步的,所述能耗閾值的動態確定方法包括:
33、建立區域能耗基準線:e_基準=μ·a·(1+0.1·(y-2020)),其中a為種植面積,y為當前年份,μ為作物類型系數;
34、實時能耗評估值e_實時=∑(e_i·n_i),e_i為單項能耗因子,n_i為操作頻次;
35、當e_實時/e_基準>0.9時觸發預警,自動優化種植方案。
36、進一步的,基于上述方法本發明提出一種節能型農業大數據育種的種子篩選系統,包括:
37、一個或多個處理器;
38、存儲器,其上存儲有一個或多個程序,當一個或多個所述程序被一個或多個所述處理器執行,使得一個或多個所述處理器實現基于權利要求1至6中任意一項所述的節能型農業大數據育種的種子篩選方法。
39、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
40、該發明通過創新設計,在穩定性、保護線纜和靈活適應性等方面均有顯著提升,端頭擴大了粘貼面積,增強了穩定性并防止電線脫落;柔性連接部(硅膠或tpu)能夠緩沖壓力,保護細小線纜不被磨損;雙面膠粘合裝置操作簡便,便于插接在接縫處對電線進行固定。
1.一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,所述節能特性包括:種子生長周期的需水量、肥料利用率、光能轉化率指標;
3.根據權利要求2所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,所述節能指標的獲取方法包括:
4.根據權利要求3所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,所述農業育種數據庫的建立包括:
5.根據權利要求4所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,所述加密信息簽名生成方法包括:
6.根據權利要求5所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,所述加權診斷公式為:
7.根據權利要求6所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法及系統,其特征在于,所述決策報告生成包括:
8.根據權利要求7所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于,還包括異常數據處理步驟:
9.根據權利要求1所述的一種節能型農業大數據育種的種子篩選方法,其特征在于:所述能耗閾值的動態確定方法包括:
10.一種節能型農業大數據育種的種子篩選系統,其特征在于,包括: