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小麦黄矮病人工神经网络模型及苹果褐斑病动态预测模型的构建

作　者: 李娟
导　师: 安德荣
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植保资源利用
关键词: 小麦黄矮病 BP人工神经网络模型苹果褐斑病动态预测模型
分类号: S436.611
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

BYDV做为禾谷类作物发生最为普遍和严重的病毒病害之一,在小麦的生长发育期造成了严重的危害,该病害在陕西省近二十年间均有发生。在目前尚缺乏防治有效的药剂及抗病、优质小麦品种的情况下,小麦黄矮病及时有效的预测预报在该病害的科学防治方面占据重要位置。同样,做为陕西省六大支柱产业之一的苹果产业,随着苹果套袋技术的推广及果农对中后期对果树病害防治的疏忽,近几年陕西省苹果褐斑病的发生日趋严重。且发病面积广,大发生时,病园率达85%以上。并且苹果褐斑病的发生引起田间大量落叶的同时其负影响可持续数年,对于苹果褐斑病的发生预报,仅有描述性的报道,尚未有一个合理的预测预报模型的支持。且现在农业病害的预测大多采用线性模型进行预报,这种模型只能线形的分析各因素对病害发生的影响关系,但是,大部分病害的发生是一个复杂的过程,其与时间、环境、气象因素之间的关系,并不呈单纯的线性关系。为此选择陕西省两大主栽作物,利用两种不同的非线性数学建模方法,对病害的发生、流行进行分析,研究非线性模型在农业病害方面预测预报的合理性,以求拓宽农业病害预测预报模型建立的方法。针对以上目的,进行了陕西小麦黄矮病BP人工神经网络模型和苹果褐斑病多项式非线性拟合模型的研究。主要内容包括:小麦黄矮病BP人工神经网络模型的建立方法及建立;苹果褐斑病陕西省危害程度的调查,影响陕西省苹果褐斑病发生、流行的环境及气象因素的研究;苹果褐斑病动态预测模型的构建及应用。主要研究如下:1.调查发现小麦黄矮病在陕西省近二十年间均有不同程度的发生,利用1991-2009年实验室长期对小麦黄矮病监测的数据数据,提出小麦黄矮病发生相关的23个影响因子进行分析。2.提出一套完整的构建BP人工神经网络的方法,并建立小麦黄矮病BP人工神经网络模型。分析非线性模型建立的合理性及对影响因子的高度敏感性,说明了非线性模型在病害预测方面的合理性,也拓宽了BP人工神经网络模型的应用范围。3.苹果褐斑病对陕西省苹果栽培的危害日益严重,调查研究了苹果褐斑病在陕西省的发生危害程度,并结合气象、环境因素对苹果褐斑病近十年间发生程度及发生、流行规律进行深入分析,总结温度、湿度、风速、品种及人为管理情况对苹果褐斑病发生、流行的影响程度。4.利用Matlab软件进行多项式拟合构建苹果褐斑病动态预测模型,分析发现该模型预测结果和实际调查数据具有良好的符合性。通过模型验证苹果褐斑病新病斑发生条件为温度15,湿度50%,大发生时温度23,湿度越大发生程度越大。提出一种新的建立预测预报模型方法的同时,也拓宽了数学建模在植物病害预测领域的方法。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章文献综述  12-20
  1.1 小麦黄矮病概况  12-14
    1.1.1 小麦黄矮病田间发病症状及危害  12
    1.1.2 影响小麦黄矮病的流行因素分析  12-13
    1.1.3 小麦黄矮病的预测预报  13
    1.1.4 小麦黄矮病的综合防治  13-14
  1.2 苹果褐斑病概况  14-17
    1.2.1 苹果褐斑病的发生与危害  14-15
    1.2.2 苹果褐斑病症状及病原  15-16
    1.2.3 苹果褐斑病预测预报模型  16
    1.2.4 苹果褐斑病综合防治现状  16-17
  1.3 预测预报模型的研究现状  17-20
    1.3.1 现有模型分析  17-18
    1.3.2 人工神经网络模型  18-19
    1.3.3 Matlab 多项式拟合  19-20
第二章小麦黄矮病BP 人工神经网络模型的构建  20-25
  2.1 小麦黄矮病人工神经网络数据来源  20
    2.1.1 小麦黄矮病流行程度及相关因子调查方法  20
    2.1.2 模型输入样本数据  20
  2.2 BP 人工神经网络模型构建的基本原理  20-22
    2.2.1 人工神经网络的程序设计  20-21
    2.2.2 BP 人工神经网络的函数设计  21-22
    2.2.3 BP 神经网络的训练步骤程序图  22
    2.2.4 BP 人工神经网络设计  22
    2.2.5 模型输入样本数据归一化处理  22
  2.3 结果与讨论  22-25
    2.3.1 BP 人工神经网络检测结果  22-23
    2.3.2 BP 人工神经网络模型建模的合理性分析及讨论  23-25
第三章陕西苹果树褐斑病发生程度及流行规律调查分析  25-30
  3.1 苹果树褐斑病在陕西省危害程度调查  25-26
    3.1.1 苹果褐斑病流行程度调查方法  25
    3.1.2 苹果褐斑病分级标准  25
    3.1.3 数据处理  25-26
  3.2 苹果褐斑病发生规律及相关影响因子分析  26
    3.2.1 苹果褐斑病发生规律周年动态调查方法  26
    3.2.2 苹果褐斑病发生流行相关因子的研究  26
  3.3 结果与分析  26-30
    3.3.1 陕西省苹果褐斑病发生情况分析  26-27
    3.3.2 2008-2009 年苹果褐斑病发生情况调查结果  27-28
    3.3.3 苹果褐斑病流行相关因子分析  28-30
第四章陕西苹果树褐斑病新型动态预测模型的构建  30-34
  4.1 预测模型构建的基本原理  30-31
    4.1.1 预测模型建立的数学基础  30
    4.1.2 预测模型建立的数据基础  30-31
  4.2 苹果褐斑病模型预测因子相关性分析  31-32
    4.2.1 温度因子与病情指数相关性分析  31-32
    4.2.2 苹果褐斑病发生程度与相对湿度相关性分析  32
  4.3 结论及讨论  32-34
    4.3.1 苹果褐斑病动态预测模型的建立  32-33
    4.3.2 模型的检验及应用  33-34
第五章结论  34-35
参考文献  35-39
附录  39-42
  附录1  39-40
  附录2  40-41
  附录3  41-42
致谢  42-43
作者简介  43

小麦黄矮病人工神经网络模型及苹果褐斑病动态预测模型的构建

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