园林植物病虫害监测系统的制作方法

本发明涉及植物病害监测，具体涉及一种园林植物病虫害监测系统。

背景技术：

1、园林是城市生态系统中的一部分，能够提升居住和工作环境的舒适度和美观性。园林中的植物易受到病虫害的侵害，并且病虫害在园林中的扩散速度较快，如果不及时防治，则会导致大面积的树木叶片枯黄甚至树木死亡，分析园林植物受到病虫害的侵害情况对园林病虫害防治至关重要。

2、植物的bvocs（biogenic volatile organic compounds，植物源挥发性有机物）是植物释放的一种防御性有机物。当植物受到食草昆虫的攻击时，可以通过释放bvocs吸引寄生性昆虫和天敌的方法抵御食草昆虫的攻击；当植物受到病菌侵袭时，bvocs也可以直接诱导植物防御系统的启动来抵抗病原菌的入侵。现有技术通过监测植物释放的bvocs浓度来确定植物受到病虫害侵害的情况。然而，由于植物释放的bvocs容易和空气中的氮氧化物发生反应，导致监测植物释放的bvocs浓度难以准确反映植物实际释放的植物挥发性有机化合物浓度，从而导致病虫害分析不可靠，难以保障园林植物病虫害监测准确性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术监测的植物源挥发性有机物难以准确反映植物实际释放的植物挥发性有机化合物浓度，导致难以保障园林植物病虫害监测准确性的技术问题，本发明的目的在于提供一种园林植物病虫害监测系统，所采用的技术方案具体如下：

2、一种园林植物病虫害监测系统，所述系统包括：

3、数据获取模块，用于：获取待分析采样区间和各个历史采样区间的浓度数据集合以及环境信息；所述浓度数据集合包括在各个采样时刻的植物源挥发性有机物浓度、一氧化氮浓度、二氧化氮浓度和臭氧浓度；

4、数据修正模块，用于：根据采样时刻的所有周围时刻对应所述一氧化氮浓度和所述二氧化氮浓度在时序上变化情况，以及采样时刻的所有周围时刻对应的一氧化氮浓度、二氧化氮浓度和臭氧浓度之间的相关情况，获取采样时刻的第一阶段可能度和第二阶段可能度；根据所述采样时刻的所述第一阶段可能度、所述第二阶段可能度，以及采样时刻的所有周围时刻对应植物源挥发性有机物浓度以及臭氧浓度在时序上变化情况，对采样时刻的植物源挥发性有机物浓度进行修正，获取各个采样时刻的修正后的植物源挥发性有机物浓度；所述第一阶段包括：消耗植物源挥发性有机物和一氧化氮产出二氧化氮；所述第二阶段包括：消耗二氧化氮产出一氧化氮和臭氧；

5、病虫害分析模块，用于：根据待分析采样区间和历史采样区间的环境信息的相似情况，以及修正后的植物源挥发性有机物浓度的差异情况，获取待分析采样区间的病虫害可能度。

6、进一步地，所述获取采样时刻的第一阶段可能度和第二阶段可能度的方法包括：

7、根据采样时刻的所有周围时刻对应所述一氧化氮浓度和所述二氧化氮浓度在时序上变化情况，获取采样时刻的疑似第一反应阶段指标和疑似第二反应阶段指标；

8、根据采样时刻的所有周围时刻对应的一氧化氮浓度、二氧化氮浓度和臭氧浓度之间的相关情况，获取采样时刻的第一阶段相关指标和第二阶段相关指标；

9、根据所述疑似第一反应阶段指标和第一阶段相关指标，获取采样时刻的第一阶段可能度；所述疑似第一反应阶段指标、第一阶段相关指标和第一阶段可能度呈正相关；

10、根据所述疑似第二反应阶段指标和第二阶段相关指标，获取采样时刻的第二阶段可能度；所述疑似第二反应阶段指标、第二阶段相关指标和第二阶段可能度呈正相关。

11、进一步地，所述获取采样时刻的疑似第一反应阶段指标和所述疑似第二反应阶段指标的方法包括：

12、根据采样时刻的每个周围时刻与其后一周围时刻的所述一氧化氮浓度之间的差异情况，获取采样时刻的一氧化氮下降指标；

13、根据采样时刻的每个周围时刻与其前一周围时刻的所述二氧化氮浓度的差异情况，获取采样时刻的二氧化氮上升指标；

14、根据所述一氧化氮下降指标和所述二氧化氮上升指标，获取采样时刻的疑似第一反应阶段指标和所述疑似第二反应阶段指标。

15、进一步地，根据所述一氧化氮下降指标和所述二氧化氮上升指标，获取采样时刻的疑似第一反应阶段指标和所述疑似第二反应阶段指标的方法包括：

16、计算所述一氧化氮下降指标和所述二氧化氮上升指标的乘积，对乘积进行正比归一化，得到采样时刻的疑似第一反应阶段指标，计算1和疑似第一反应阶段指标的差值，得到采样时刻的所述疑似第二反应阶段指标。

17、进一步地，所述第一阶段相关指标和第二阶段相关指标获取方法包括：

18、分别依次统计采样时刻的所有周围时刻的一氧化氮浓度、二氧化氮浓度和臭氧浓度，获取采样时刻的局部一氧化氮浓度时序数据、局部二氧化氮浓度时序数据和局部臭氧浓度时序数据；计算采样时刻的局部一氧化氮浓度时序数据和局部二氧化氮浓度时序数据的皮尔逊相关系数的相反数，得到第一参数；计算局部一氧化氮浓度时序数据和局部臭氧浓度时序数据的皮尔逊相关系数，得到第二参数；将第一参数作为第一阶段相关指标；计算第一参数和第二参数的均值，得到第二阶段相关指标。

19、进一步地，所述获取各个采样时刻的修正后的植物源挥发性有机物浓度的方法包括：

20、根据所述采样时刻的所述第一阶段可能度、所述第二阶段可能度，将采样时刻划分为反应阶段时刻和无需调整时刻；

21、在无需调整时刻，将植物源挥发性有机物浓度直接作为修正后的植物源挥发性有机物浓度；

22、在反应阶段时刻，根据所述第一阶段可能度、所述第二阶段可能度，以及反应阶段时刻的所有周围时刻对应植物源挥发性有机物浓度以及臭氧浓度在时序上变化情况，获取反应阶段时刻的反应剧烈参数；

23、根据反应阶段时刻的所述反应剧烈参数，对反应阶段时刻的植物源挥发性有机物浓度进行修正，获取反应阶段时刻的修正后的植物源挥发性有机物浓度。

24、进一步地，所述反应剧烈参数的获取方法包括：

25、根据反应阶段时刻的每个周围时刻与其后一周围时刻的所述植物源挥发性有机物浓度之间的差异情况，获取反应阶段时刻的植物源挥发性有机物下降指标；

26、根据反应阶段时刻的每个周围时刻与其前一周围时刻的所述臭氧浓度之间的差异情况，获取反应阶段时刻的臭氧上升指标；

27、根据反应阶段时刻的第一阶段可能度和第二阶段可能度，获取反应阶段时刻的阶段可能指标；

28、根据反应阶段时刻的所述植物源挥发性有机物下降指标、所述臭氧上升指标以及所述阶段可能指标，获取反应阶段时刻的反应剧烈参数。

29、进一步地，所述病虫害可能度的获取方法包括：

30、根据待分析采样区间和各个历史采样区间的环境信息的相似情况，获取各个历史采样区间的环境相似度；

31、根据历史采样区间的环境相似度以及历史采样区间和待分析采样区间的所有修正后的植物源挥发性有机物浓度的差异程度，获取待分析采样区间的病虫害可能度。

32、进一步地，所述环境相似度的获取方法包括：

33、所述环境信息包括每个环境条件的数值；所述环境条件的数值包括环境温度值和环境湿度值；

34、计算待分析采样区间和各个历史采样区间对应每个环境条件的数值的差值绝对值，得到每个环境条件的环境差异指标；

35、计算所有环境条件的环境差异指标的均值，对均值进行反比归一化，得到历史采样区间的环境相似度。

36、进一步地，根据历史采样区间的环境相似度以及历史采样区间和待分析采样区间的所有修正后的植物源挥发性有机物浓度的差异程度，获取待分析采样区间的病虫害可能度的方法包括：

37、按照环境相似度的大小，对历史采样区间进行排序，将前预设参考数量的历史采样区间，作为各个历史环境相似区间；

38、计算待分析采样区间中所有采样时刻对应修正后的植物源挥发性有机物浓度的均值，作为待分析采样区间的整体有机物浓度；

39、计算历史环境相似区间所有采样时刻对应修正后的植物源挥发性有机物浓度的均值，作为历史环境相似区间的整体有机物浓度；

40、计算待分析采样区间和历史环境相似区间的整体有机物浓度之间的差值绝对值，得到历史环境相似区间的病害差异度；

41、计算所有历史环境相似区间的病害差异度和环境相似度的乘积的均值，得到待分析采样区间的病虫害可能度。

42、本发明具有如下有益效果：

43、本发明主要目的是提高园林植物病虫害监测准确度，考虑到植物挥发性有机化合物浓度会在发生病虫害时浓度增高，植物挥发性有机化合物浓度可以反映发生病虫害情况。同时考虑到植物挥发性有机化合物可能与空气中氮氧化合物发生化学反应，导致植物挥发性有机化合物浓度难以准确反映植物实际释放的植物挥发性有机化合物浓度，从而导致反映病虫害情况不可靠。通过分析化学反应过程的消耗情况、生成情况以及中间转化情况，对植物源挥发性有机物浓度进行修正，从而使得修正后的植物源挥发性有机物浓度更加准确反映植物实际释放的植物挥发性有机化合物浓度，能更好地反映园林病虫害情况。考虑到历史采样区间的植物源挥发性有机物浓度反映植物健康情况对应植物源挥发性有机物浓度，考虑到在环境相似的前提下，所有历史采样区间和待分析采样区间对应植物实际释放的植物源挥发性有机物浓度的差异程度越大，代表待分析采样区间发生病虫害的可能性越大，获取待分析采样区间的病虫害可能度。病虫害可能度能更加准确表示待分析采样区间发生病虫害的可能性，提高园林植物病虫害分析的准确性，改善园林植物病虫害监测效果。