一种农作物生产适宜性评价方法和系统与流程

本发明属于农作物适宜性评价领域，具体涉及一种农作物生产适宜性评价方法和系统。
背景技术：
：酿酒葡萄生产适宜性评价是酿酒葡萄生态区划评价和生产效率测评的关键环节。随着酿酒葡萄部分地区技术效率低下、经济效益待提高、“卖难”等现象的出现，酿酒葡萄产业发展面临严峻形势，不同地区酿酒葡萄的栽培管理技术效率影响着该地的生产效率，自然与人为条件共同决定酿酒葡萄的生产适宜性。然而，目前关于酿酒葡萄生产情况的研究均单独研究其生产技术效率或生态区划。这种只涉及客观不易改变的气候因素，而未考虑到在气候适宜条件下当地酿酒葡萄的生产技术管理实际，不符合生产适宜性评价的科学完整性，具有片面性、单一性和定量性差等缺点。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是如何提供一种全面准确的农作物生产适宜性评价方法，为农作物的生产提出客观合理的建议。针对这一技术问题，本发明提供了一种农作物生产的综合适宜性评价方法，包括：获取预设生产周期内生产农作物的投入成本和产量；根据所述投入成本和产量，采用随机前沿分析法获取所述农作物生产的技术效率；根据所述农作物所在产区的生产气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区的气候适宜性；根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果。优选地，所述根据所述农作物所在产区的气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区气候适宜性，包括：根据所述农作物的物候期的有效积温和所述农作物所在产区在成熟期内的水热系数，采用模糊综合评价法将所述农作物所在产区的气候适宜性划分为气候优质区、气候适宜区和气候次适宜区。优选地，所述根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果，包括：当所述技术效率大于或等于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候优质区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合优质区；当所述技术效率小于第一阈值且大于等于第二阈值，同时所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合适宜区；当所述技术效率小于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合次适宜区。优选地，还包括：根据所述投入成本中的每一类投入要素的投入成本和所述产量，采用超越对数随机前沿模型参数估计结果测算每一投入要素和产量之间的弹性系数；根据所述农作物生产的综合适宜性评价结果、所述所在产区的气候适宜性和所述弹性系数，提供所述农作物的生产建议；其中，所述每一类投入要素的投入成本为肥料投入的投入成本、农药投入的投入成本或者人工投入的投入成本。优选地，所述根据所述农作物生产的综合适宜性评价结果、所在产区的气候适宜性和所述弹性系数，提供所述农作物的生产建议，包括：当所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区，或者，所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区或者综合适宜区时，则建议增加弹性系数为正的生产要素的投入成本，降低弹性系数为负的生产要素的投入成本，以提高所述农作物所在产区的产量和技术效率。另一方面，本发明还提供了一种农作物生产的综合适宜性评价系统，包括：获取模块，用于获取预设生产周期内生产农作物的投入成本和产量；第一分析模块，用于根据所述投入成本和产量，采用随机前沿分析法获取所述农作物生产的技术效率；第二分析模块，用于根据所述农作物所在产区的生产气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区的气候适宜性；评价模块，用于根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果。优选地，所述第二分析模块还用于根据所述农作物的物候期的有效积温和所述农作物所在产区在成熟期内的水热系数，采用模糊综合评价法将所述农作物所在产区的气候适宜性划分为气候优质区、气候适宜区和气候次适宜区。优选地，所述评价模块包括：第一评价单元，用于当所述技术效率大于或等于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候优质区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合优质区；第二评价单元，用于当所述技术效率小于第一阈值且大于等于第二阈值，同时所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合适宜区；第三评价单元，用于当所述技术效率小于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合次适宜区。优选地，还包括：第三分析模块，用于根据所述投入成本中的每一类投入要素的投入成本和所述产量，采用超越对数随机前沿模型获取每一投入要素和产量之间的弹性系数；建议模块，用于根据所述农作物生产的综合适宜性评价结果、所述所在产区的气候适宜性和所述弹性系数，提供所述农作物的生产建议；其中，所述每一类投入要素的投入成本为肥料投入的投入成本、农药投入的投入成本或者人工投入的投入成本。优选地，所述建议模块还用于当所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区，或者，所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区或者综合适宜区时，则建议增加弹性系数为正的生产要素的投入成本，降低弹性系数为负的生产要素的投入成本，以提高所述农作物所在产区的产量和技术效率。本发明提供的农作物生产的综合适宜性评价方法和系统，通过获取农作物的投入成本和产量，根据农作物的投入成本和产量获取农作物的技术效率，以及根据农作物所在产区获取该农作物所在产区的气候适宜性，将气候适宜性和生产技术效率相结合，综合评价农作物的生产适宜性，从而避免了评价的片面性，提高了评价的准确性。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价方法的流程示意图；图2是本发明实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价具体的评价过程示意图；图3是本发明实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价系统的结构框图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1是本实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价方法的流程示意图。参见图1，该方法包括：S1：获取预设生产周期内生产农作物的投入成本和产量；S2：根据所述投入成本和产量，采用随机前沿分析法获取所述农作物生产的技术效率；S3：根据所述农作物所在产区的生产气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区的气候适宜性；S4：根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果。其中，预设生产周期至少包括一个最短生产周期，其中最短生产周期指的以农作物从播种到成熟收获的时间段，投入成本包括了农作物生产过程中的化肥、种子、人工、农药及其它方面的资金投入，产量指的是农作物的产量。技术效率是指在既定的投入下产出可增加的能力或在既定的产出下投入可减少的能力。常用度量技术效率的方法是生产前沿分析方法(SFA)。生产前沿是指在一定的技术水平下，各种比例投入所对应的最大产出集合。生产技术效率的测算多采用随机前沿分析方法(StochasticFrontierAnalysis,SFA)，在随机确定生产前沿面，考虑随机误差和其他非技术变量等可能的干扰因素情况下，测算其生产技术效率。评价农作物所在产区的气候适宜性时，主要通过建立气候区划指标体系研究农作物的栽培适宜性。例如，我国不同地区自然气候条件各异，而以温度、降雨及光照为主的气候因子是影响酿酒葡萄生产适宜性的决定因子，所以尽管我国酿酒葡萄的种植面积不断扩大，但主要的酿酒葡萄的产区基本不变。根据温度、降雨及光照将酿酒葡萄所在产区划分为气候优质区、气候适宜区和气候次适宜区。本发明提供的农作物生产的综合适宜性评价方法，通过获取农作物的投入成本和产量，根据农作物的投入和产量获取农作物的技术效率，以及根据农作物所在产区获取该农作物所在产区的气候适宜性，将气候适宜性和生产技术效率相结合，综合评价农作物的生产适宜性，从而避免了评价的片面性，提高了评价的准确性。进一步地，所述根据所述农作物所在产区的气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区气候适宜性，包括：根据所述农作物的物候期的有效积温和所述农作物所在产区在成熟期内的水热系数，采用模糊综合评价法将所述农作物所在产区的气候适宜性划分为气候优质区、气候适宜区和气候次适宜区。例如，对酿酒葡萄所在产区的气候条件，对酿酒葡萄所在产区的气候适宜性评价方法原理与步骤如下：(假设，酿酒葡萄的最短生产周期为一年，本实施例选取的生产周期为2011年-2015年)1)酿酒葡萄气候适宜性评价指标体系根据酿酒葡萄生长气候条件，选取酿酒葡萄物候期4～9月份≥10℃有效积温，和7～9月份水热系数两项指标，利用模糊综合评价法将酿酒葡萄产区分为气候优质区、气候适宜区和气候次适宜区三类。2)方法原理与步骤根据我国酿酒葡萄气候区划指标结合样本数据，提取4～9月份≥10℃有效积温和成熟期7～9月份水热系数两项指标作为酿酒葡萄气候适宜性的评价指标，气候适宜性分类范围：气候优质区：∑T(4-9)>2000℃且K(7～9)<1.5；气候适宜区：1650℃≤∑T(4-9)≤2000℃或1.5≤K(7～9)≤2.0；气候次适宜区：∑T(4-9)<1650℃或K(7～9)>2.0。其中：∑T(4-9)为2011年-2015年酿酒葡萄产区4～9月份(酿酒葡萄生长期)的有效积温之和，K(7～9)为2011年-2015年酿酒葡萄产区7～9月份的水热系数，K(7～9)＝10*P(7～9)/T(7～9)，T(7～9)为7～9月积温，P(7～9)为7～9月降水总量。根据评价指标体系，为酿酒葡萄气候适宜性进行评分，赋予属性值，绘制酿酒葡萄气候适宜性评价结果专题图。更进一步地，所述根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果，包括：当所述技术效率大于或等于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候优质区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合优质区；当所述技术效率小于第一阈值且大于等于第二阈值，同时所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合适宜区；当所述技术效率小于第一阈值，且所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，则评价所述农作物生产的综合适宜性为综合次适宜区。例如，对于酿酒葡萄综合适宜性评价方法的原理及步骤如下：1)酿酒葡萄综合适宜性评价指标体系基于不同产区酿酒葡萄气候适宜性评价结果，结合该产区生产技术效率(TE)结果，同样采用模糊综合评价法划分为综合优质区、适宜区和次适宜区三类。2)方法原理与步骤。将气候适宜性评价结果与技术效率TE结合，建立酿酒葡萄综合适宜性评价指标体系：综合优质区：气候优质区且TE≥0.70；综合适宜区：气候适宜区或0.60≤TE<0.70；综合次适宜区：气候次适宜区或TE<0.60。绘制技术效率分布图，叠加气候适宜性评价结果图，最终绘制酿酒葡萄综合适宜性评价结果专题图。进一步地，上述方法还包括：根据所述投入成本中的每一类投入要素的投入成本和所述产量，采用超越对数随机前沿模型获取每一投入要素和产量之间的弹性系数；根据所述农作物生产的综合适宜性评价结果、所述所在产区的气候适宜性和所述弹性系数，提供所述农作物的生产建议；其中，所述每一类投入要素的投入成本为肥料投入的投入成本、农药投入的投入成本或者人工投入的投入成本。需要说明的是，投入成本中除了有肥料投入的投入成本、农药投入的投入成本、人工投入的投入成本外，还有其他生产资料投入的投入成本，此处不一一列出。例如，选取酿酒葡萄生产技术效率测算指标，根据酿酒葡萄生产过程投入产出结构，选取以下指标作为测算酿酒葡萄技术效率变量：被解释变量(因变量)—产量；解释变量(变量)—肥料投入、农药投入、其他物质投入、人工投入、时间。经假设检验确定采用超越对数随机前沿模型测算酿酒葡萄技术效率。对酿酒葡萄生产技术效率测算原理与步骤如下：1)超越对数随机前沿模型。模型形式为：其中，i为样本观测数，i＝1,2,3……；t为观测时期，多为年份，t＝1,2,3……。Yit表示不同观察单元不同时期的产出；Xit表示不同观察单元在不同时期的生产投入情况；βj为待估参数；Vit表示随机误差，服从正态分布Vit～i.i.d.N(0,σv2)，用于测度随机误差及各种不可控制的因素；Uit独立于Vit，为非负随机变量，表示在给定适当结构下的技术无效因素，由于不存在非技术效率项，假定其服从正态分布N(0,σu2)。提取酿酒葡萄投入产出指标如下：Yit表示酿酒葡萄产量，用亩产量表示(斤/亩)；X1＝F，表示肥料投入(元/亩)；X2＝D，表示农药投入(元/亩)；X3＝O，表示其他物质投入(元/亩)；X4＝L，表示人工投入(元/亩)；X5＝T，时间变量，2011,2012,2013,2014,2015年分别等于1,2,3,4,5.模型的具体形式设定为(式2)：lnYit=β0+β1lnFit+β2lnDit+β3lnOit+β4lnLit+β5Ti+12β6(lnFit)2+12β7(lnDit)2+12β8(lnOit)2+12β9(lnLit)2+12β10Ti2+β11lnFitlnDit+β12lnFitlnOit+β3lnFitlnLit+β14TilnFit+β15lnDitlnOit+β16lnDitlnLit+β17TilnDit+β18lnOitlnLit+β19TilnOit+β20TilnLit+Vit-Uit]]>经假设检验和参数估计，确定较好拟合样本数据的模型。2)参数估计结果分析。采用酿酒葡萄投入产出数据，估计超越对数随机前沿模型中参数，利用测算结果分别分析酿酒葡萄生产技术效率TE及各投入要素产出弹性系数ε。各投入要素产出弹性系数计算公式为(式3-6)：各投入要素产出弹性系数的正负代表着该项投入要素利用率情况，若为正，说明加大该项要素的投入能够增加产出，反之，若为负，这说明该项投入要素存在冗余，应适当降低该项投入，减少投入成本，达到增加产出的效果。经过测算对酿酒葡萄生产技术效率及各投入要素利用率的提高提出合理性建议。跟进一步地，所述根据所述农作物生产的综合适宜性评价结果、所在产区的气候适宜性和所述弹性系数，提供所述农作物的生产建议，包括：当所述农作物所在产区的气候适宜性为气候次适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区，或者，所述农作物所在产区的气候适宜性为气候适宜区，且所述农作物生产的综合适宜性评价结果为综合次适宜区或者综合适宜区时，则建议增加弹性系数为正的生产要素的投入成本，降低弹性系数为负的生产要素的投入成本，以提高所述农作物所在产区的产量和技术效率。具体来说，根据各产区酿酒葡萄生产适宜性综合评价结果，对比其气候适宜性评价结果，提出在酿酒葡萄主产区提高生产效率的技术管理建议。①当某产区在气候适宜性评价中为次适宜区，而在综合适宜性评价中为适宜区或优质区，说明该产区酿酒葡萄技术管理效果较好；当其为综合次适宜区时，应根据各投入要素产出弹性系数进行调整，适当增加产出弹性系数为正的生产要素投入成本，降低系数为负的生产要素投入成本，以提高该产区的产出及技术效率。②当某产区在气候适宜性评价中为适宜区，而在综合适宜性评价中为优质区，应继续维持该产区酿酒葡萄技术管理方式；当其为综合适宜区或次适宜区时，应根据各投入要素产出弹性系数进行调整，适当增加产出弹性系数为正的生产要素投入成本，降低系数为负的生产要素投入成本，以提高该产区的产出及技术效率。③当某产区在气候适宜性评价中为优质区，应根据各投入要素产出弹性系数调整生产要素投入成本，适当增加系数为正，降低系数为负的生产要素投入成本，保证该产区产出及技术效率维持在较高水平，使之成为综合优质产区。具体地，图2是本实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价具体的评价过程示意图，参见图2，本发明一方面通过提取技术效率的测算指标，建立技术效率测算模型，得到技术效率测算结果。另一方面，通过提取气候适宜性评价指标，得到气候适宜性评价结果。最后，构建综合适宜性评价指标体系，获取综合适宜性评价结果(例如，酿酒葡萄综合适宜性评价结果)，由于生产建议的提出可依据各投入要素的产出弹性系数而定，所以，在提出生产意见之前根据超越对数随机前沿模型参数估计结果计算出各个生产要素的产出弹性系数，结合各生产要素的产出弹性系数和综合适宜性评价结果提出生产建议(例如，酿酒葡萄生产建议)。选用随机前沿分析方法中优化模型——超越对数随机前沿模型，测算酿酒葡萄技术效率，采用模糊综合评价方法对酿酒葡萄生产气候指标和技术效率进行评分，建立气候适宜性评价指标体系，并在此基础上结合技术效率建立综合适宜性评价指标体系，为挖掘酿酒葡萄真正生产适宜区提供支持，最后对非综合优质产区提出生产改善建议。该方法具体包括：随机前沿分析方法，用于测算酿酒葡萄生产技术效率；模糊综合评价方法，定性与定量相结合评价酿酒葡萄气候适宜性和综合适宜性；图层叠加分析，将酿酒葡萄气候适宜性分布图与技术效率分布图叠加，综合评价其生产适宜性。另一方面，图3是本发明实施例提供的农作物生产的综合适宜性评价系统的结构框图，参见图3，该农作物生产的综合适宜性评价系统30，包括获取模块31、第一分析模块32、第二分析模块33和评价模块34。获取模块31，用于获取预设生产周期内生产农作物的投入成本和产量；第一分析模块32，用于根据所述投入成本和产量，采用随机前沿分析法获取所述农作物生产的技术效率；第二分析模块33，用于根据所述农作物所在产区的气候条件，采用模糊综合评价法获取所述农作物所在产区的气候适宜性；评价模块34，用于根据所述技术效率与所述气候适宜性，按照预设的评价规则对所述农作物所在产区进行评价，以作为所述农作物生产的综合适宜性评价结果。本发明提供的农作物生产的综合适宜性评价系统30，获取模块31获取农作物的投入成本和产量，第一分析模块32根据农作物的投入和产量获取农作物的技术效率，第二分析模块33根据农作物所在产区获取该农作物所在产区的气候适宜性，评价模块34将气候适宜性和生产技术效率相结合，综合评价农作物的生产适宜性，从而避免了评价的片面性，提高了评价的准确性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3