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苗情監(jiān)測設備怎樣降低多源數(shù)據(jù)融合誤差?

來源:山東競道光電科技有限公司   2025年06月09日 15:06  

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  苗情監(jiān)控站涉及土壤、氣象、作物生長等多源數(shù)據(jù),降低其融合誤差對準確評估作物狀況至關重要,可從以下方面著手。

  數(shù)據(jù)采集階段

  統(tǒng)一采集標準:制定詳細且統(tǒng)一的采集規(guī)范,確保不同數(shù)據(jù)源的采集方式、時間和頻率一致。例如,土壤濕度采集時,規(guī)定在每天上午 10 點,使用相同規(guī)格的土壤濕度計,在作物根系主要分布層(如 20 - 30 厘米)進行測量。氣象數(shù)據(jù)采集也需固定時間,如每小時記錄一次氣溫、風速等,避免因采集標準不同導致數(shù)據(jù)偏差。

  校準采集設備:定期對各類采集設備進行校準,保證設備精度。比如,土壤養(yǎng)分速測儀使用一段時間后,其測量結果可能出現(xiàn)偏差,需按照設備說明書,用標準溶液進行校準,使測量值更接近真實值,減少因設備誤差帶來的數(shù)據(jù)差異。

  數(shù)據(jù)預處理階段

  數(shù)據(jù)清洗:去除明顯錯誤或異常的數(shù)據(jù)。例如,在土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)中,若某個測量值遠超出該地塊土壤養(yǎng)分的正常范圍,可能是采集過程中出現(xiàn)失誤,應將其剔除。對于氣象數(shù)據(jù),若某時刻的風速數(shù)據(jù)突然出現(xiàn)極大值且與前后數(shù)據(jù)差異明顯,也需進行核實和處理。

  數(shù)據(jù)歸一化:由于不同數(shù)據(jù)源的量綱和數(shù)值范圍差異較大,需進行歸一化處理,將數(shù)據(jù)映射到統(tǒng)一區(qū)間。比如,將土壤濕度數(shù)據(jù)(范圍 0 - 100%)、氣溫數(shù)據(jù)(范圍 -20℃ - 40℃)等,都歸一化到 0 - 1 之間,便于后續(xù)融合分析。

  數(shù)據(jù)融合階段

  選擇合適融合算法:根據(jù)數(shù)據(jù)特點和分析需求,選擇恰當?shù)娜诤纤惴āH缂訖嗥骄?,根?jù)不同數(shù)據(jù)源的可靠性和重要性賦予相應權重,將各數(shù)據(jù)源的值加權平均得到融合結果。例如,在評估作物需水量時,土壤濕度數(shù)據(jù)的權重可設為 0.6,氣象蒸發(fā)量數(shù)據(jù)的權重設為 0.4,通過加權平均計算得到更準確的需水量估計。

  考慮數(shù)據(jù)時空關聯(lián)性:分析數(shù)據(jù)在時間和空間上的關聯(lián)性,提高融合準確性。比如,相鄰地塊的土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)可能存在相似性,同一地塊在不同時間的作物生長數(shù)據(jù)也有一定關聯(lián),在融合時充分考慮這些因素,可減少誤差。


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