用于实现冬季茶树的防冻方法及系统与流程

本发明涉及茶树防冻，尤其涉及一种用于实现冬季茶树的防冻方法及系统。

背景技术：

1、茶树原以亚洲东部、东南部、南部亚热带和热带季风气候区山地为生，因此茶树喜温暖湿润而不耐严寒，以往实验表明，茶树受气温影响较大，尤其冬季、初春时的寒潮，若对冬季、初春时的寒潮防护不当，则会影响茶树一年的生长发育。

2、目前，现有技术中对于茶树的防冻主要考虑茶树本身的抗寒能力与防冻措施这两个方面，首先，利用主成分分析法筛选茶树抗寒相关的指标，利用隶属函数法计算指标的隶属度，最后再评价茶树的抗寒能力，然而，这种方式分析过茶树的抗寒性之后，未来的每年采取防冻措施时都延续往年的抗寒性来作为依据，例如，分析的往年2月份茶树的抗寒性，今年2月份仍使用往年分析的抗寒性来作为依据，这种方式存在两个缺点，一是无法准确预测未来的突发情况，二是面对突发情况时不能够灵活变通，其次，所作出的防冻措施大多依据前人经验来决策，具体实施的数量、时间并不能准确预测，这种方式对于突发情况的应急能力较差。因此，对于冬季突发变温条件下的茶树的防冻应急能力不足。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种用于实现冬季茶树的防冻方法及系统，旨在提升对于冬季突发变温条件下的茶树的防冻应急能力。

2、为实现上述目的，本发明提供一种用于实现冬季茶树的防冻方法，所述方法包括：

3、采集冬季内茶树在低温胁迫下的抗寒相关指标与电导率，利用所述抗寒相关指标计算所述茶树在低温胁迫下的抗寒隶属度，利用所述电导率计算所述茶树在低温胁迫下的半致死温度；

4、根据所述抗寒隶属度与所述半致死温度，识别所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性，构建所述历史抗寒性在低温胁迫下的低温-抗寒性序列，基于所述低温-抗寒性序列，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性；

5、采集冬季内茶树在低温胁迫下的防冻措施与所述防冻措施的寒潮防冻指标，利用所述寒潮防冻指标计算所述防冻措施在低温胁迫下的寒潮防冻性；

6、基于所述寒潮防冻性与所述规划抗寒性，分析所述茶树在低温胁迫下的实际抗寒性；

7、利用所述实际抗寒性从所述防冻措施与所述防冻措施的寒潮防冻指标中选取目标防冻措施与目标寒潮防冻指标，以通过所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标完成冬季内茶树在低温胁迫下的防冻，得到茶树防冻结果。

8、可选地，所述利用所述电导率计算所述茶树在低温胁迫下的半致死温度，包括：

9、根据所述电导率，利用下述公式计算所述茶树在低温胁迫下的半致死温度：

10、；

11、；

12、其中，表示半致死温度，表示电导率的饱和值，表示电导率，、表示回归系数。

13、可选地，所述根据所述抗寒隶属度与所述半致死温度，识别所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性，包括：

14、根据所述抗寒隶属度与所述半致死温度，利用下述公式计算所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性：

15、；

16、其中，表示所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性，表示第个品种茶树的第个抗寒相关指标、半致死温度z的权重，所述第个品种茶树的第个抗寒相关指标、半致死温度z的权重通过熵权法计算得到，表示第个品种茶树的第个抗寒相关指标、半致死温度z的抗寒隶属度，表示抗寒相关指标的总数，表示抗寒相关指标与半致死温度的总数，表示抗寒相关指标与半致死温度的序号。

17、可选地，所述基于所述低温-抗寒性序列，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性，包括：

18、采集所述低温-抗寒性序列中的历史温度与所述预设的规划时间内的规划温度；

19、按照从小到大的顺序，排列所述规划温度与所述历史温度，得到历史-规划温度序列；

20、利用预设的插值法补全所述历史-规划温度序列，得到补全温度序列；

21、构建所述茶树的输入特征；

22、其中，所述输入特征包括温度维度、抗寒性维度、渗透调节物质维度、抗氧化酶活性维度、psii有效光化学量子产量维度及叶绿素总量维度；

23、其中，所述温度维度由所述补全温度序列组成，所述抗寒性维度由所述低温-抗寒性序列中的历史抗寒性组成，所述渗透调节物质维度由渗透调节物质组成，所述抗氧化酶活性维度由抗氧化酶活性组成，所述psii有效光化学量子产量维度由psii有效光化学量子产量组成，所述叶绿素总量维度由叶绿素总量组成；

24、基于所述输入特征，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性。

25、可选地，所述基于所述输入特征，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性，包括：

26、基于所述输入特征，利用下述公式分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性概率：

27、；

28、；

29、其中，表示规划抗寒性概率，表示所述输入特征中属于所述补全温度序列的第1个温度的输入特征，表示所述输入特征中属于所述补全温度序列的第2个温度的输入特征，表示所述输入特征中属于所述补全温度序列的第t个温度的输入特征，表示所述输入特征中属于所述补全温度序列的第t个温度的输入特征，t表示所述补全温度序列中温度的序号，t表示所述补全温度序列的长度，表示长短期记忆神经网络，表示长短期记忆神经网络中的函数；

30、利用所述规划抗寒性概率分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性。

31、可选地，所述利用所述寒潮防冻指标计算所述防冻措施在低温胁迫下的寒潮防冻性，包括：

32、采集所述防冻措施分别在所述寒潮防冻指标中覆盖厚度、覆盖面积、覆盖体积的变化下的厚度保温趋势、面积保温趋势、体积保温趋势；

33、将所述厚度保温趋势、所述面积保温趋势、所述体积保温趋势作为所述寒潮防冻性。

34、可选地，所述基于所述寒潮防冻性与所述规划抗寒性，分析所述茶树在低温胁迫下的实际抗寒性，包括：

35、提取所述规划抗寒性中属于规划温度下的抗寒性；

36、在所述规划温度下的抗寒性不符合预设抗寒性时，利用下述公式计算所述寒潮防冻性中厚度保温趋势、面积保温趋势、体积保温趋势的温度总值：

37、；

38、其中，表示温度总值，表示第h个防冻措施的厚度保温趋势中第q个厚度下的温度，表示第h个防冻措施的面积保温趋势中第个面积下的温度，表示第h个防冻措施的体积保温趋势中第个体积下的温度，h表示防冻措施的序号；

39、将所述温度总值代替所述规划抗寒性对应的规划温度，以通过所述温度总值重构所述规划抗寒性，得到重构抗寒性；

40、在所述重构抗寒性符合所述预设抗寒性时，将所述重构抗寒性作为所述实际抗寒性。

41、可选地，所述利用所述实际抗寒性从所述防冻措施与所述防冻措施的寒潮防冻指标中选取目标防冻措施与目标寒潮防冻指标，包括：

42、获取所述实际抗寒性对应的覆盖厚度、覆盖面积、覆盖体积及防冻措施；

43、将所述实际抗寒性对应的覆盖厚度、覆盖面积、覆盖体积作为所述目标寒潮防冻指标；

44、将所述实际抗寒性对应的防冻措施作为所述目标防冻措施。

45、可选地，所述通过所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标完成冬季内茶树在低温胁迫下的防冻，得到茶树防冻结果，包括：

46、获取所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标对应的实际抗寒性；

47、查询所述实际抗寒性对应的规划温度；

48、识别所述规划温度在预设的规划时间内的时间节点；

49、基于所述时间节点，通过所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标完成冬季内茶树在低温胁迫下的防冻，得到茶树防冻结果。

50、可选地，一种用于实现冬季茶树的防冻系统，其特征在于，所述系统包括：

51、温度计算模块，用于采集冬季内茶树在低温胁迫下的抗寒相关指标与电导率，利用所述抗寒相关指标计算所述茶树在低温胁迫下的抗寒隶属度，利用所述电导率计算所述茶树在低温胁迫下的半致死温度；

52、抗寒分析模块，用于根据所述抗寒隶属度与所述半致死温度，识别所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性，构建所述历史抗寒性在低温胁迫下的低温-抗寒性序列，基于所述低温-抗寒性序列，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性；

53、防冻计算模块，用于采集冬季内茶树在低温胁迫下的防冻措施与所述防冻措施的寒潮防冻指标，利用所述寒潮防冻指标计算所述防冻措施在低温胁迫下的寒潮防冻性；

54、茶树分析模块，用于基于所述寒潮防冻性与所述规划抗寒性，分析所述茶树在低温胁迫下的实际抗寒性；

55、茶树防冻模块，用于利用所述实际抗寒性从所述防冻措施与所述防冻措施的寒潮防冻指标中选取目标防冻措施与目标寒潮防冻指标，以通过所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标完成冬季内茶树在低温胁迫下的防冻，得到茶树防冻结果。

56、本发明提供了一种用于实现冬季茶树的防冻方法及系统，本发明实施例通过采集冬季内茶树在低温胁迫下的抗寒相关指标与电导率，以用于采集茶树在变动的低温下的生理指标，从而为后续分析生理指标随温度变化趋势作铺垫，进一步地，本发明实施例通过利用所述抗寒相关指标计算所述茶树在低温胁迫下的抗寒隶属度，以用于分析抗寒相关指标对于茶树在低温胁迫下的抗寒能力的归属度，进一步地，本发明实施例通过利用所述电导率计算所述茶树在低温胁迫下的半致死温度，以用于计算茶树达到半致死状态的温度临界点，本发明实施例通过根据所述抗寒隶属度与所述半致死温度，识别所述茶树在低温胁迫下的历史抗寒性，以用于评价历史时间内不同温度变化下茶树的抗寒能力，进一步地，本发明实施例中，所述低温-抗寒性序列是指按照时间由小及大的顺序采集的不同温度下的抗寒性的序列，进一步地，本发明实施例通过基于所述低温-抗寒性序列，分析所述茶树在预设的规划时间内的规划抗寒性，以用于将温度代替时间，将时序预测模型转换为温度序列预测模型，从而分析规划温度下的抗寒性，准确预测未来的低温引起的抗寒性较差的突发情况，为后续面对突发情况时能够灵活变通作铺垫，本发明实施例通过基于所述寒潮防冻性与所述规划抗寒性，分析所述茶树在低温胁迫下的实际抗寒性，以用于分析所述茶树在所述防冻措施所构建的温度环境下的抗寒能力，并识别茶树出现抗寒能力差的情况，从而为后续确定防冻措施的实施时间作准备，进一步地，本发明实施例通过所述目标防冻措施与所述目标寒潮防冻指标完成冬季内茶树在低温胁迫下的防冻，以用于识别茶树出现抗寒能力差的情况时对应的时间节点，基于此时间节点确定防冻措施的实施时间。因此，本发明实施例提出的一种用于实现冬季茶树的防冻方法可以提升对于冬季突发变温条件下的茶树的防冻应急能力。