本申請涉及作物蒸散領域，特別是涉及一種作物蒸散預測方法、系統、設備、介質及產品。

背景技術：

1、蒸散過程是生態系統中一個復雜且重要的過程，包括植被的蒸騰、土壤水分的蒸發以及截留降水或露水的蒸發。作物蒸散作為作物需水信息最主要的組成部分，會在很大程度上影響作物長勢、產量等，準確量化蒸散對于精準灌溉、干旱預測和氣候變化對水循環的影響評估具有重要的指導意義。作物蒸散受多種因素的影響，主要包括氣象因素、土壤因素、作物因素等。

2、蒸散預測模型可分為基于物理過程的模型和基于統計的模型，基于物理過程的模型側重于利用物理和數學方程來模擬蒸散，通過地表能量平衡約束和水汽擴散過程的表征來參數化蒸散，常用的物理模型如penman-monteith公式等。基于統計的模型可分為經驗模型和機器學習模型，其主要通過建立實測蒸散與各種輸入變量之間的線性或非線性關系來模擬蒸散。但二者通常選取土壤水分作為影響因素之一。

3、相比于土壤水分，土壤水勢不僅考慮了土壤中的水量，還考慮了水分的能量狀態，可以有效的描述水分運移。并且，在干旱、鹽分以及凍融等非生物脅迫下，土壤水勢可以有效地反映脅迫情況，這在預測極端天氣情況下的作物蒸散過程中會表現出極大優勢。

技術實現思路

1、本申請的目的是提供一種作物蒸散預測方法、系統、設備、介質及產品，考慮了土壤水勢因素，采用了優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測，提高了作物蒸散預測的效率和準確性。

2、為實現上述目的，本申請提供了如下方案：

3、第一方面，本申請提供了一種作物蒸散預測方法，包括：

4、實時獲取研究區域內作物蒸散的輸入數據；所述輸入數據包括氣象因素、作物因素和土壤水勢；

5、基于所述輸入數據，采用優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測；所述優化后的人工神經網絡模型由食人魚覓食優化算法對人工神經網絡模型進行優化得到。

6、第二方面，本申請提供了一種作物蒸散預測系統，包括：

7、輸入數據獲取模塊，用于實時獲取研究區域內作物蒸散的輸入數據；所述輸入數據包括氣象因素、作物因素和土壤水勢；

8、預測模塊，與所述輸入數據獲取模塊連接，用于基于所述輸入數據，采用優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測；所述優化后的人工神經網絡模型由食人魚覓食優化算法對人工神經網絡模型進行優化得到。

9、第三方面，本申請提供了一種計算機設備，包括：存儲器、處理器以存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序以實現上述的作物蒸散預測方法。

10、第四方面，本申請提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述的作物蒸散預測方法。

11、第五方面，本申請提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述的作物蒸散預測方法。

12、根據本申請提供的具體實施例，本申請具有了以下技術效果：

13、本申請提供了一種作物蒸散預測方法、系統、設備、介質及產品，通過實時獲取研究區域內作物蒸散的輸入數據，體現作物蒸散預測方法的實時性；采用食人魚覓食優化算法對人工神經網絡模型進行優化，提高人工神經網絡模型預測的效率和準確性；將土壤水勢等因素作為輸入數據，輸入至優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測，考慮了土壤中的水量和水分的能量狀態，有效的描述了水分運移，并且土壤水勢在干旱、鹽分以及凍融等非生物脅迫下，可以有效地反映脅迫情況，提高了作物蒸散在極端天氣情況下預測的準確性。

技術特征：

1.一種作物蒸散預測方法，其特征在于，所述作物蒸散預測方法包括：

2.根據權利要求1所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，所述作物蒸散預測方法還包括：對所述輸入數據進行歸一化處理。

3.根據權利要求1所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，所述氣象因素包括太陽輻射、溫度、濕度和降水量；所述作物因素包括葉面積指數和植被高度。

4.根據權利要求1所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，食人魚覓食優化算法對人工神經網絡模型進行優化的過程包括：

5.根據權利要求4所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，基于t時刻每條食人魚的位置、t時刻食人魚的最優位置、t時刻食人魚種群饑餓度和t時刻食人魚種群血腥度，得到t+1時刻每條食人魚的初步位置，具體包括：

6.根據權利要求1所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，所述作物蒸散預測方法還包括：采用模型可解釋性算法得到每個輸入數據對作物蒸散的貢獻度。

7.一種作物蒸散預測系統，應用權利要求1-6中任一項所述的作物蒸散預測方法，其特征在于，所述作物蒸散預測系統包括：

8.一種計算機設備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序以實現權利要求1-6中任一項所述的作物蒸散預測方法。

9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-6中任一項所述的作物蒸散預測方法。

10.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-6中任一項所述的作物蒸散預測方法。

技術總結
本申請公開了一種作物蒸散預測方法、系統、設備、介質及產品，涉及作物蒸散領域，該方法包括實時獲取研究區域內作物蒸散的輸入數據；所述輸入數據包括氣象因素、作物因素和土壤水勢；基于所述輸入數據，采用優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測；所述優化后的人工神經網絡模型由食人魚覓食優化算法對人工神經網絡模型進行優化得到。本申請考慮了土壤水勢因素，采用了優化后的人工神經網絡模型對作物蒸散進行預測，提高了作物蒸散預測的效率和準確性。

技術研發人員：程強,劉雨欣
受保護的技術使用者：中國農業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28