基于混沌-遗传神经网络的大豆虫害产量损失预测模型研究

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1、分类号：TP39单位代码：10193密级：公开学号：20150094硕士学位论文基于混沌-遗传神经网络的大豆虫害产量损失预测模型研究ResearchofForecastingModelinSoybeanPestYieldLossBasedonChaos-GeneticNeuralNetwork作者姓名：王冬雪学位类别：理学硕士专业名称：计算机应用技术研究方向：人工智能与计算机农业应用指导教师：陈桂芬教授所在学院：信息技术学院二〇一八年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包

2、含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制

3、手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要我国有着历史绵长的大豆种植期，是当之无愧的种植大国。大豆不单单作为东北地区的主要种植类型作物，在全国的粮食生产中也是有着举足轻重的地位，其经济与生态方面的效益相当可观。病虫害做为抑制大豆高产的主要原因之一，近年逐渐上升的

4、危害率对大豆的产量多少及质量高低造成了极大的威胁。因此，对于农业病虫害所引起的产量损失进行提前预测并及时防控已经成为不可或缺的环节，对其进行深入研究和分析预测则具有较强的实际指导意义。针对以上问题，本文进行了基于混沌-遗传神经网络（CGA-RBFNN）的大豆虫害产量损失预测模型的研究。首先通过混沌搜索优化遗传算法，然后基于混沌-遗传算法（CGA）对径向基神经网络(RBFNN)进行优化，进而构建产量损失预测模型，对由害虫所引起大豆产量的损失进行预测；最后将预测模型嵌入到智能决策系统中，设计并实现大豆虫害智能化管理决策系统。主要研究方面如下：（1）数据采集和预处理利用各类传感器，从

5、大豆田间监测并提取到各种数据。将获取到的数据通过归一化等方法对其进行预处理操作，使其成为可充分被仿真实验所利用的有效数据。（2）混沌-遗传算法的研究为了寻找更适合优化的最优解，进行了混沌搜索算法对遗传算法优化改进的研究，明确了混沌-遗传算法在极大程度上能够避免陷入局部最优。其方法是将混沌变量加入遗传算法的寻优过程，并在已生成的当前最优解附近生成一系列微小波动的解，得到最优解。（3）混沌-遗传神经网络融合算法的研究与应用提出了基于混沌-遗传算法优化RBF神经网络的融合算法。该算法利用混沌-遗传算法对RBF神经网络隐含层到输出层的权值、阈值及隐含层的数据中心进行优化；基于优化后的算

6、法，构建了基于混沌-遗传神经网络融合算法的产量损失预测模型，能对由虫害所引起的大豆产量损失进行预测。（4）大豆虫害智能化管理决策系统的开发应用以上研究方法，以.NET为平台，使用C#语言开发了大豆虫害智能化管理决策系统，系统包括用户管理、虫害查询、诊断与防治、产量损失预测、专家咨询和帮助等功能。本文以吉林省科技厅项目“基于物联网的玉米精准作业技术集成与示范”为依托，结合数据挖掘技术、人工智能技术、智能决策专家系统等，构建了大豆虫害产量损失预测模型，同时开发了大豆虫害智能化管理决策系统。系统利用多种信息技术为大豆整个种植期提供决策分析建议，使大豆种植人员能够对大豆各类虫害进行精确

7、的诊断和有效的防治，进而I降低由虫害引起的产量损失，提高大豆的产量，为大豆生产和经营管理提供技术支持。关键词：遗传算法，混沌搜索，RBF神经网络，大豆虫害，产量损失预测，智能决策系统IIAbstractChinahasalonghistoryofsoybeanplantingandisabigsoy-beangrowingcountry.SoybeanisnotonlythemainplantingtypecropinnortheastChina,butalsoplaysasignifica