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作物微环境信息中野值的判别与剔除方法研究

农业严峻缺水的现实使得节水农业的发展成为必然。准确获取叶水势是实现节水农业的关键技术,其首要条件则是保证农作物微环境采样数据的精确性。首先在封闭环境下获取理想数据,然后通过人工混入各类噪声,对混合信号应用3-delta传统法则剔除噪声,针对其局限性,又提出了一种新的去噪方法——MMD算法,对两种算法在matlala下进行了仿真,并对仿真结果进行了分析,总结了各种算法

作物微环境信息中野值的判别与剔除方法研究 R s a c nt eo t e ' ds ig ihn n ee t g a n a ld d t s e e rh o h u l r it us iga drj ci mo gs mpe aa i s n n o a t’ i r n io fpl n s m c oe v r nm e ti f m a i n or ton n

王菁华,卢胜利 V/\ ANG ig h a. U Sh n—i Jn u L e g I

(天津工程师范学院自动化与电气工程学院,天津 3 0 2 ) 0 2 2摘要:农业严峻缺水的现实使得节水农业的发展成为必然。准确获取叶水势是实现节水农业的关键技术,其首要条件则是保证农作物微环境采样数据的精确性。首先在封闭环境下获取理想数据, 然后通过人工混入各类噪声,对混合信号应用 3 d l传统法则剔除噪声, - et e针对其局限性,又

提出了一种新的去噪方法—— M D法, M算对两种算法在 m t b al下进行了仿真, a并对仿真结果进行了分析,总结了各种算法的特点及各自的局限性。这对以后应用于大田环境采集的微环境信息数据处理具有一定的指导意义和参考价值。 关键词:节水农业;叶水势;微环境信息;传统法则;最小平均距离算法;数据处理 中图分类号: T 7 P24文献标识码:A 文章编号: 0 - 1 4 2 1) 2 0 6 -0 1 9 0 ( 0 0 - 0 2 4 0 3 0

0引言 目前,我国农业缺水状况堪忧,发展节水农业是一种必然选择。这要求准确把握农作物生长状况, 有效控制灌溉量。作物水势特别是叶水势是反应其生长状况的主要特征量,所以如何检测作物植株微环境信息,并对采集到的数据进行处理,从而获得作物叶水势信息对实现节水灌溉至关重要。 一

法,在大田中将各种传感器如表 1所示,密布在植 株周围获取原始数据,先应用传统的 3d t0则首一e法 a剔除原始数据中的野值,针对其局限性,又提出了 表 1各种传感器列表

监测位置土壤

传感器种类

数目 > 2

(根温度 (M2 2 J 0)

般情况下,响作物叶水势的微环境信息包影

部)

水分含量 ( 2 ML 1

1

括土壤水势、大气水势、C。度、叶层温度、叶 O浓层湿度等 (如图 1示 )然而从作物周围密

集布设的所。各种低成本传感器获取的信号中存在大量噪声,要想获取作物叶水势,首先要从采样数据中剔除噪声。

地表

温度( T V、 J 0 H )湿度 M10 (M1 0 H J 0 T VY)

2 2

温度( 10 H、度 J 0 T V)湿 M 叶层 (M 0 HV J 1 T Y) 0

23

大气水大气水势

CO2变送器 ( S NS ) 1 E E E 作物叶水作物势软叶水势 测量模型

势软测

量模型叶层温度数据处理剔叶层湿度 ( C浓度冠层温度 光辐射 风速

}水势:壤

作物冠层

冠层温度

(红外 ) 1

土壤水势软测

除野值、 滤波等)

( AGR16 0 4 - 10 )光照度( L S )净辐射 2 L—E、 (R1 P )

量模型 图 1作物叶水势信息的获取模型

大气环境

温度 (MI O HV)湿度 J OT、 ( 1O H J T VY) M O 1 风速探头(WA3 ) S 1 1

本文主要研究数据处理环节中的野值剔除方

C 2量(S NS O含 EE E

1

收稿日期:2 0—13 0 9 1-0基金项目:国家自然科学基金资助项目 (0 7 17 6726 )作者简介:王菁华 (9 8一) 17,女,河北滦南人,讲师,硕士,研究方向为控制理论、计算机仿真等。 【2第 3卷 6】 2第 2期 2 1—2 00

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