[发明专利]一种单产-气象变化系数的确定方法及系统

权利要求书

1.一种单产-气象变化系数的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：

获取研究对象的多组历史数据，其中，一组历史数据包括某一年份的气象要素数据及与所述年份对应的实际单产数据；

将多组所述气象要素数据代入所述研究对象的单产模型，得到分别与所述年份对应的单产函数；所述研究对象的单产模型的建模方法包括：

根据所述研究对象的各实际单产数据，建立趋势单产模型，并选择最优趋势单产模型；

引入单产-气象变化系数，建立包括研究对象各生长期的气象单产模型，并选择最优气象单产模型；

根据所述最优趋势单产模型和所述最优气象单产模型，建立含有待确定参数的研究对象单产模型，其中，

所述待确定参数为所述单产-气象变化系数；

所述研究对象单产模型为：Y＝Y_T+Y_C+ε (1)，

其中，Y_T＝f(t)为最优趋势单产模型，为最优气象单产模型，c_p,q为研究对象的第q个生长期的第p类气象要素，α_p,q为研究对象的第q个生长期的第p类气象要素的单产-气象变化系数，p＝1,2，…，P_q，q＝1,2,…，Q，b为常数项，Q为研究对象生长期的个数，P_q为第q个生长期内的气象要素的种类数，ε为常数；

引入基准单产：

其中，为基准年研究对象的单产，为气象要素为历史平均值时的气象单产；

将公式(2)代入公式(1)，消除常数ε，得到所述研究对象的单产模型：

其中，f(t)，f(t₀)的取值根据最优趋势单产模型确定，f(t)等于第t年的最优趋势单产模型的值，f(t₀)等于历史的最优趋势单产模型的平均值；c_p,q、的取值根据历史气象数据确定，c_p,q等于第t年的第q个生长期的第p类气象要素值，等于第q个生长期的第p类气象要素的平均值；Y和Y₀的取值根据历史单产数据确定，Y等于第t年的单产数据，Y₀等于历史单产数据的平均值；

根据气象单产函数、各年份的所述实际单产数据确定目标函数；

根据所述研究对象的不同生长期及生长地区的各所述气象要素数据确定各所述单产-气象变化系数的约束条件；

设定初始参数，其中，所述初始参数包括：所述单产-气象变化系数的初始值x₀，搜索半径的初始值T₀、搜索半径的上界T_max、最大迭代次数N、收敛精度、第一逼近参数η₁、第二逼近参数η₂、第一比例系数α₁和第二比例系数α₂，其中，0＜α₁＜1＜α₂，0＜η₁＜η₂＜1，k＝1，k表示当前迭代次数，1≤k≤N；

根据所述目标函数确定所述目标函数的梯度函数，并判断所述梯度函数的范数是否小于或者等于设定的所述收敛精度；

如果所述梯度函数的范数小于或等于设定的所述收敛精度，则停止迭代，所述单产-气象变化系数的最优解为所述单产-气象变化系数的初始值，结束计算；

如果梯度函数的范数大于设定的所述收敛精度，计算所述梯度函数的散度函数；

根据所述梯度函数、所述散度函数及所述目标函数的增广函数及所述各单产-气象变化系数的约束条件确定搜索范围模型；

求解所述搜索范围模型，获得试探步长S_k，其中，S表示试探步长，S_k表示第k次迭代的试探步长；

根据所述试探步长S_k确定所述目标函数的真实下降量与所述增广函数的预测下降量的下降量比值r_k，r_k表示第k次迭代的下降量比值；

比较所述下降量比值r_k与所述第一逼近参数η₁、所述第二逼近参数η₂的大小关系；

当所述下降量比值r_k小于所述第一逼近参数η₁时，根据公式：T_k+1∈(0,α₁T_k)更新搜索半径，其中，T_k表示第k次迭代的搜索半径，返回继续求解所述搜索范围模型；

当所述下降量比值r_k满足条件：η₁≤r_k≤η₂时，判断是否满足条件：k＜N；

如果k＝N，则x_k＝x_k-1+s_k，结束计算，其中，x表示单产-气象变化系数，x_k表示第k次迭代的单产-气象变化系数；

如果k＜N，则根据所述试探步长更新所述目标函数，令k＝k+1，根据公式：T_k+1∈(α₁T_k,T_k)更新搜索半径，其中，T表示所述搜索半径，继续根据更新后的所述目标函数确定所述目标函数的梯度函数，并判断所述梯度函数的范数是否小于或者等于设定的所述收敛精度；

当所述下降量比值r_k满足条件：r_k≥η₂时，判断是否满足条件：k＜N；

如果k＝N，则x_k＝x_k-1+s_k，结束计算；

如果k＜N，则根据所述试探步长更新所述目标函数，令k＝k+1，根据公式：T_k+1∈(T_k,min{α₂T_k,T_max})更新搜索半径，继续根据更新后的所述目标函数确定所述目标函数的梯度函数，并判断所述梯度函数的范数是否小于或者等于设定的所述收敛精度。