[发明专利]基于耦合表示的作物育种评价方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于耦合表示的作物育种评价方法及装置，该方法包括：构建作物育种评价数据集，数据集中的每个数据单元包括育种个体的性状特征集合T以及实验结果；对所有性状特征集合T进行预处理；将所有性状特征均进行预设位数L的指数扩充，形成Tsupgt;L/supgt;；根据Tsupgt;L/supgt;建立每个性状与Tsupgt;L/supgt;中所有性状特征的耦合关系矩阵，确定每个性状对应的L个耦合特征，并根据所有性状的耦合特征，构建性状耦合特征集合Tsupgt;C/supgt;；基于Tsupgt;C/supgt;并以实验结果为标签，进行耦合特征选择，得到分类准确率最高的耦合特征子集Tsupgt;S/supgt;，使用Tsupgt;S/supgt;构建育种评价模型进行育种评价。该方法可有效描述作物性状表现间的耦合关系，解决作物各性状表现非独立同分布带来的评价效果偏置。

技术领域

本发明涉及作物育种技术领域，尤其涉及一种基于耦合表示的作物育种评价方法及装置。

背景技术

种业是农业的芯片，选育和推广优良品种是获得作物高产、稳产最重要和最有效的途径，是种业创新和发展的根本动力。现代种业的品种选育是根据大量测试信息和专业知识，在作物多个生命周期里，从几万甚至几十万个个体中不断选优的过程。作物育种评价是将优良品种从数以十万计的个体中挑选出来的重要环节，高效全面的育种评价是对育种效果的有效保证。

近年来，作物育种评价逐步从以产量为主的方式向综合考虑产量、品质、抗逆性等因素转变，以适应粮食生产形势及消费理念的变化。与此同时，信息技术的飞速发展带动着数据技术快速提升，育种软件及设备的快速发展将带来大量作物表型的性状数据、选育数据的信息化积累，为数据化育种、信息化育种提供了发展契机。在这样的背景下，以常规育种表型数据为来源，利用现代信息技术结合育种专业背景的信息化育种辅助决策技术逐渐成为育种评价技术的一个重要发展方向。

关联分析、主成分分析、层次分析法、模糊综合评价、灰色关联评价等多种信息技术皆在作物育种中发挥了重要的作用。这些技术通过对作物性状数据的分析利用有效提升了作物育种评价技术的数据化、信息化程度，推动作物育种评价从经验化育种向数据化、信息化育种转变。然而，这些育种评价方法通常假设作物各性状是独立同分布的。但是，这种假设并不总是成立的，事实上，作物各性状间客观存在着复杂的耦合关系。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于耦合表示的作物育种评价方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种基于耦合表示的作物育种评价方法，包括：构建作物育种评价数据集，所述数据集中的每个数据单元对应一个育种个体，每个数据单元包括育种个体的性状表现构成的性状特征集合T以及个体的实验结果；对所述数据集中的所有性状特征集合T进行预处理，得到预处理后的数据集；对于每个个体，将所有性状特征均进行预设位数L的指数扩充，以使得个体的每个性状得到L个1次幂至L次幂的扩充后特征，形成扩充后的性状特征集合T^L；根据T^L建立每个性状与T^L中所有性状特征的耦合关系矩阵，根据每个性状的耦合关系矩阵、L个扩充特征不同幂次的权重和扩充后性状特征的向量，确定每个性状对应的L个耦合特征，并根据所有性状的耦合特征，构建性状耦合特征集合T^C；基于T^C并以实验结果为标签，进行耦合特征选择，得到分类准确率最高的耦合特征子集T^S，使用所述耦合特征子集T^S构建育种评价模型进行育种评价。

进一步地，所述根据T^L建立每个性状与T^L中所有性状特征的耦合关系矩阵，包括：根据扩充后的性状特征集合T^L，确定每个性状的L个扩充特征分别与所有扩充性状特征的皮尔森相关系数和肯德尔相关系数；根据每个性状的L个扩充特征，分别与所有性状特征的皮尔森相关系数和肯德尔相关系数，确定每个性状的L个扩充特征分别与所有性状特征的耦合关系值，最终得到耦合关系矩阵。