[发明专利]作物灌溉面积预测方法及装置

权利要求书

1.一种作物灌溉面积预测方法，其特征在于，包括：

获取目标区域的水价、种植补贴区间、包括的各子区域内采用每一灌溉水源以每一灌溉方式灌溉每一种作物的单位面积产量区间、每一种作物的单位价格区间、包括的各子区域内以每一灌溉方式灌溉每一种作物的单位面积用水量区间和各资源可用量区间；

将所述目标区域的水价、种植补贴区间、包括的各子区域内采用每一灌溉水源以每一灌溉方式灌溉每一种作物的单位面积产量区间、每一种作物的单位价格区间、包括的各子区域内以每一灌溉方式灌溉每一种作物的单位面积用水量区间和各资源可用量区间输入至上限子模型和下限子模型，获取所述目标区域包括的各子区域内采用每一灌溉水源以每一灌溉方式灌溉每一种作物的灌溉面积区间的预测结果；

其中，所述上限子模型和下限子模型，是根据建立的能处理区间参数的实证数学规划方法，并结合所述目标区域的历史数据对灌溉面积决策模型进行拆分和校准获得的；所述灌溉面积决策模型以最大化所述目标区域的种植收入为目标、以所述目标区域的资源为资源约束、以所述目标区域的历史实际种植面积为校准约束构建而成；

获取所述上限子模型和下限子模型的具体步骤包括：

将所述灌溉面积决策模型拆分为线性上限子模型和线性下限子模型；

根据所述目标区域的历史数据和所述线性上限子模型，获取所述上限子模型中的成本函数，去掉所述线性上限子模型中的校准约束，获得所述上限子模型和所述上限子模型基于所述目标区域的历史数据的上限最优解；

根据所述目标区域的历史数据、所述线性下限子模型和所述上限子模型基于所述目标区域的历史数据的上限最优解，获取所述下限子模型中的成本函数，去掉所述线性下限子模型中的校准约束，获得所述下限子模型；

所述上限子模型为

CW_s,c,i,k^-＝WP_s,c,i,kX_s,c,i,k⁺CR_c,i,k^-+B_kX_2,c,i,k⁺

α_s,c,i,k^*＝CP_s,c.i,k^--λ_s,c.i,k^*

其中，λ_s,c,i,k^*、γ_s,c,i,k^*和α_s,c,i,k^*均是在根据目标区域的历史数据对灌溉面积决策模型进行校准的过程中获得的；λ_s,c.i,k^*表示区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的灌溉面积的影子价格的上边界，即灌溉面积决策模型校准约束对应的上限对偶值；Z⁺表示所述目标区域的种植收入区间的上边界；s表示灌溉水源的种类；c表示作物的种类；i表示灌溉方式的种类；k表示子区域的编号；PR_c⁺表示作物c的单位价格区间的上边界；YI_s,c,i,k⁺、YI_s,c,i,k^-分别表示子区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的单位面积产量区间的上边界和下边界；Subs⁺表示种植补贴区间的上边界；X_s,c,i,k⁺表示子区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的灌溉面积区间的上边界；CW_s,c,i,k^-表示区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的水费区间的下边界；WP_s,c,i,k表示子区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的水价；CR_c,i,k^-表示子区域k内以第i种灌溉方式灌溉作物c的单位面积用水量区间的下边界；B_k表示子区域k内单位面积需缴纳的基本水价；X_2,c,i,k⁺表示子区域k内采用地下水以第i种灌溉方式灌溉作物c的灌溉面积区间的上边界；表示子区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的历史灌溉面积区间的上边界；LMIN_k^-表示子区域k内保留种植的最小种植面积区间的下边界；LMAX_k⁺表示子区域k内可用种植面积区间的上边界；X_1,c,i,k⁺表示子区域k内采用地表水以第i种灌溉方式灌溉作物c的灌溉面积区间的上边界；θ⁺表示地表水总可用量中可用于农业灌溉的比例区间的上边界；SW⁺表示地表水总可用水量区间的上边界；X_2,c,i,k⁺表示子区域k内采用地下水以第i种灌溉方式灌溉作物c的灌溉面积区间的上边界；μ⁺表示地下水总可用量中可用于农业灌溉的比例区间的上边界；GW⁺表示地下水总可用水量区间的上边界；GE^-表示抽取地下水灌溉的单位耗电量区间的下边界；X_s,c,2,k⁺表示表示子区域k内采用第s种灌溉水源以滴灌方式灌溉作物c的灌溉面积区间的上边界；CR_c,2,k^-表示子区域k内以滴灌方式灌溉作物c的单位面积用水量区间的下边界；DE^-表示滴灌方式灌溉的单位耗电量区间的下边界；EN⁺表示灌溉的最大可利用电量区间的上边界；D_c^-表示目标区域对作物c的人均需求区间的下边界；TP⁺、TP^-分别表示目标区域总人口区间的上边界和下边界；MAL^-表示目标区域人均最小耕地面积区间的下边界；CP_s,c.i,k^-表示通过目标区域的历史数据得到的子区域k内采用第s种灌溉水源以第i种灌溉方式灌溉作物c的单位面积生产成本区间的下边界，其中，单位面积生产成本不包括灌溉水费。