橡膠種植中有關(guān)引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的必要性論文.doc

橡膠種植中有關(guān)引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的必要性論文 摘要：橡膠是一種重要的戰(zhàn)略物資,其種植受到土地資源、地理環(huán)境、橡膠機(jī)械化的影響,產(chǎn)量波動很大。本文對農(nóng)墾橡膠產(chǎn)業(yè)種植、生產(chǎn)加工引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的必要性進(jìn)行了初步探究,指出通過提取土壤圖像的特征,用支持向量機(jī)的算法可以發(fā)現(xiàn)橡膠種植、生產(chǎn)加工的規(guī)律,進(jìn)而制定精準(zhǔn)的橡膠產(chǎn)業(yè)相關(guān)策略,以提高橡膠產(chǎn)量、節(jié)約成本、提高利潤。 關(guān)鍵詞：橡膠種植;數(shù)據(jù)挖掘;特征提取;支持向量機(jī). 基金：廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級課題“基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的橡膠產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化研究”(xykt1601)橡膠是一種重要的戰(zhàn)略物資,與石油、鋼鐵、煤炭并稱為四大工業(yè)原料。我國是全球最大的天然橡膠消費國和進(jìn)口國,國內(nèi)天然橡膠長期處于缺口狀態(tài),需求的2/3依賴進(jìn)口來滿足1。天然橡膠產(chǎn)業(yè)屬于資源約束型、勞動密集型產(chǎn)業(yè),相對其他農(nóng)作物來說,具有周期長、收益長等特點。農(nóng)墾橡膠業(yè)的產(chǎn)生、發(fā)展與壯大實際上是中國橡膠業(yè)發(fā)展的一個縮影,一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點。根據(jù)農(nóng)墾橡膠產(chǎn)業(yè)種植、生產(chǎn)加工的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,發(fā)現(xiàn)其種植、生產(chǎn)加工的規(guī)律,進(jìn)而制定精準(zhǔn)的橡膠產(chǎn)業(yè)相關(guān)策略,以提高橡膠產(chǎn)量、節(jié)約成本、提高利潤的數(shù)字化研究,目前國內(nèi)還比較少。 1引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的必要性 天然橡膠以其獨具的高彈性、高強(qiáng)度、高伸長率、耐磨、耐撕裂、耐沖擊、耐酸堿、耐油、耐腐蝕、耐高低溫和絕緣性好、粘合性、密封性強(qiáng)等特點,始終處于不可替代的地位。我國天然橡膠需求量大,近幾年一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。造成這種局面的原因主要有以下兩點:一、國內(nèi)輪胎工業(yè)迅猛發(fā)展;二、天然橡膠的種植條件苛刻。其種植條件苛刻主要體現(xiàn)在對種植地要求高,如對土地的含碳、含氮、濕度等要求都很嚴(yán)格;容易受到寒害、蟲害、臺風(fēng)的襲擊。橡膠的供應(yīng)不足阻礙了我國經(jīng)濟(jì)(特別是輪胎行業(yè))的發(fā)展。基于此背景下,本文通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對橡膠樹生長地的土壤進(jìn)行評價研究,為尋找出最適合橡膠樹生長的土壤和尋找橡膠樹種植地提供依據(jù),一方面可以降低種植橡膠的成本,另一方面可以讓新的橡膠農(nóng)更容易掌握種植橡膠技巧,讓更多的人加入種植橡膠的隊伍中。 2數(shù)字化流程圖 2.1樣本采集 研究的橡膠林可以分為4種不同林齡膠林:幼林早期(02齡)、幼林晚期(27齡)、開割數(shù)(716齡)、老齡即將更新數(shù)(16齡)。取土壤樣本的時間要在晴天上午,如果遇雨天,則等2個晴天后再進(jìn)行取樣。每個林齡段中隨機(jī)設(shè)置n個樣地:每個樣地的面積a(m)b(m),分015cm、1530cm、3045cm、4560cm4個層次拍攝土壤樣品,每個層次拍攝m張。每張土壤樣品圖片的命名規(guī)則為“膠林-層次.jpg”。 2.2特征提取 通過拍攝得到的土壤圖像,由于圖像的維度過大,不容易分析,需要從中提取土樣圖像的特征,提取反應(yīng)圖像本質(zhì)的一些關(guān)鍵指標(biāo),以達(dá)到自動進(jìn)行圖像識別的目的。 圖像的特征主要包括顏色特征、紋理特征、形狀特征等。本文主要運用圖片的顏色特征和紋理特征建立圖片自動識別模型。 2.2.1顏色特征 圖片的顏色特征用顏色矩表示?；陬伾靥崛D像特征的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)在于圖像中任何的顏色分布均可以用它的矩來表示。顏色的矩包含各個顏色通道的一階矩、二階矩和三階矩,對于一幅RGB顏色空間的圖像,具有R、G和B三個顏色通道,共有9個分量。 2.2.2紋理特征 圖片的紋理特征主要灰度共生矩陣?yán)锩嬷刑崛?。因為紋理是由灰度分布在空間位置上反復(fù)交替變化而形成的,因而在圖像空間中相隔某距離的兩個像素間一定存在一定的灰度關(guān)系,稱為是圖像中灰度的空間相關(guān)特性。 其中L表示圖像的灰度級,i,j分別表示像素的灰度。d表示兩個像素間的空間位置關(guān)系。不同的d決定了兩個像素間的距離和方向。元素Pd(1,0)代表了圖像上位置關(guān)系為d的兩個像素灰度分別為1和0的情況出現(xiàn)的次數(shù)。 在建模中一般不直接用圖片的灰度共生矩陣建模,往往要從灰度共生矩陣中提取它的特征參數(shù)用戶建模?；叶裙采仃嚨奶卣鲄?shù)有二階距、對比度、相關(guān)、熵。 3模型構(gòu)建 特征提取完之后,用支持向量機(jī)算法對圖像進(jìn)行圖片識別。根據(jù)識別出的結(jié)果就可以有針對性的對土壤做些有利于橡膠樹生長的干預(yù)工作,如:如果識別出土壤缺少氮元素,可以給土壤適當(dāng)?shù)氖┬┑?如果識別出土壤的水分較少,就要給土壤澆水,給農(nóng)墾橡膠產(chǎn)業(yè)提供數(shù)學(xué)指導(dǎo)意義。 4結(jié)論 本文分析了橡膠種植中引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的必要性,對橡膠種植數(shù)字化研究做了初步闡述?？梢越o橡膠業(yè)提供一定的參考意義。 參考文獻(xiàn) 1黃冠,吳紅宇.廣東農(nóng)墾天然橡膠種植現(xiàn)狀及“走出去”戰(zhàn)略實踐.中國熱帶農(nóng)業(yè),xx,3(4),18-21. 2李煒.廣東農(nóng)墾“走出去”做強(qiáng)做大橡膠產(chǎn)業(yè).今日熱作,xx,19(1),52-53. 3RapepunWititsuwannakul,PiyapornPasitkul,et.al.HevealatexlectinbindingproteininC-serumasananti-latexcoagulatingfactoranditsrol