一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，該方法包括：獲得樣本集；獲得樣本集中每片樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值；根據(jù)樣本集的所有樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；將樣本集按照多個(gè)時(shí)期分為多個(gè)時(shí)間子集，確定能夠相合并的時(shí)間子集；將樣本集中的所有樣葉按照多個(gè)層分為多個(gè)空間子集，確定能夠相合并的空間子集；根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間子集對應(yīng)的時(shí)期以及當(dāng)前的空間子集對應(yīng)的層，將樣本集中的所有樣葉進(jìn)行重新劃分，得到多個(gè)樣本組，構(gòu)建每個(gè)樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型。本發(fā)明的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法能夠適用于預(yù)測不同時(shí)間尺度和不同空間尺度上的闊葉植物葉面積。
【專利說明】
-種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及森林生態(tài)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 葉片是植物與周圍環(huán)境進(jìn)行能量和物質(zhì)交換的主要器官，其葉面積直接影響著植 物的光合速率、蒸騰速率等許多生理生態(tài)進(jìn)程。此外，葉面積也是模擬植物生長速率的關(guān)鍵 輸入變量，其生長動態(tài)對氣候變化具有很強(qiáng)的敏感性。因此，快速、準(zhǔn)確地測定植物葉片的 葉面積及其動態(tài)變化對系統(tǒng)地了解植被對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制及應(yīng)對策略具有重要意義。
[0003] 目前，葉面積的測定方法主要包括稱重法、方格紙法、葉面積儀法、圖形分解法、圖 像處理法和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ǎɑ貧w分析法）。其中，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ㄖ竿ㄟ^構(gòu)建葉面積與葉長、葉寬或 葉長和葉寬乘積等葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠眍A(yù)測葉面積，該類模型一旦建立，便可用于 測定葉片的生長動態(tài)，運(yùn)使得該方法備受青睞。
[0004] 然而，現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ú⒉贿m用于預(yù)測不同時(shí)間尺度和不同空間尺度上的闊葉 植物葉面積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，W便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本 理解。應(yīng)當(dāng)理解，運(yùn)個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān) 鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是W簡化的形式給出某些概念， W此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0006] 鑒于此，本發(fā)明提供了一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，W至少解決現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn) 模型法不適用于預(yù)測不同時(shí)間尺度和不同空間尺度上的闊葉植物葉面積的問題。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，所述構(gòu)建方法 包括:獲得樣本集，所述樣本集由待測闊葉植物的樣樹的預(yù)定數(shù)目片樣葉組成，其中，所述 預(yù)定數(shù)目片樣葉從時(shí)間上分別來自所述闊葉植物的多個(gè)時(shí)期，從空間上分別來自所述樣樹 樹冠的多個(gè)層;測量所述樣本集中每片樣葉的葉長和葉寬，并獲得所述樣本集中每片樣葉 的葉面積實(shí)測值;根據(jù)所述樣本集的所有樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測 葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停粚⑺鰳颖炯械乃袠尤~按照所述多個(gè)時(shí)期分為多個(gè)時(shí)間子集，利 用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉 面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的時(shí)間子集合并成新的 時(shí)間子集W代替被合并的時(shí)間子集;將所述樣本集中的所有樣葉按照所述多個(gè)層分為多個(gè) 空間子集，利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)空間 子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的空間子 集合并成新的空間子集W代替被合并的空間子集;將當(dāng)前的時(shí)間子集的數(shù)目記為Mo,當(dāng)前 的空間子集的數(shù)目記為No,根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間子集對應(yīng)的時(shí)期W及當(dāng)前的空間子集對應(yīng)的 層，將所述樣本集中的所有樣葉進(jìn)行重新劃分，得到Mo X No個(gè)樣本組；利用所述Mo X No個(gè)樣 本組各自的樣本的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，分別構(gòu)建每個(gè)樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模 型。
[000引進(jìn)一步地，所述闊葉植物的多個(gè)時(shí)期包括3個(gè)時(shí)期，分別為葉生長期、葉茂盛期和 葉調(diào)落期;所述多個(gè)時(shí)間子集包括3個(gè)時(shí)間子集，分別為葉生長期子集、葉茂盛期子集和葉 調(diào)落期子集，所述葉生長期子集由所述樣本集中來自所述闊葉植物的葉生長期的所有樣葉 構(gòu)成，所述葉茂盛期子集由所述樣本集中來自所述闊葉植物的葉茂盛期的所有樣葉構(gòu)成， 所述葉調(diào)落期子集由所述樣本集中來自所述闊葉植物的葉調(diào)落期的所有樣葉構(gòu)成。
[0009]進(jìn)一步地，所述的利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測 值、確定能夠相合并的時(shí)間子集、W及將能夠相合并的時(shí)間子集合并成新的時(shí)間子集W代 替被合并的時(shí)間子集的步驟包括:利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積 預(yù)測值;針對所述3個(gè)時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積 實(shí)測值是否存在顯著差異;若所述3個(gè)時(shí)間子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均 不存在顯著差異，則確定該3個(gè)時(shí)間子集能夠相合并，將該3個(gè)時(shí)間子集合并成一個(gè)新的時(shí) 間子集W代替該3個(gè)時(shí)間子集;若所述3個(gè)時(shí)間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和 葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則在所述3個(gè)時(shí)間子集中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一時(shí)間子集和第 二時(shí)間子集，并將所述3個(gè)時(shí)間子集中的其余1個(gè)作為第=時(shí)間子集;將所述第一時(shí)間子集 和所述第二時(shí)間子集合并，合并得到的新時(shí)間子集作為第一時(shí)間候選集;根據(jù)所述第一時(shí) 間候選集中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一時(shí)間候選模 型，W利用所述第一時(shí)間候選模型計(jì)算所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集中各樣葉的 葉面積第一時(shí)間候選預(yù)測值;針對所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢 驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積第一時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異;若所 述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不 存在顯著差異，則確定所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集能夠相合并，將所述第一時(shí) 間候選集作為新的時(shí)間子集代替所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集，并確定當(dāng)前的所 有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是所述第一時(shí)間候選集和所述第=時(shí)間子集;若所述第一時(shí)間子 集和所述第二時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯 著差異，則將所述第一時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集合并，合并后得到的新時(shí)間子集作為 第二時(shí)間候選集;根據(jù)所述第二時(shí)間候選集中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用 于預(yù)測葉面積的第二時(shí)間候選模型，W利用所述第二時(shí)間候選模型計(jì)算所述第一時(shí)間子集 和所述第=時(shí)間子集中各樣葉的葉面積第二時(shí)間候選預(yù)測值;針對所述第一時(shí)間子集和所 述第=時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積第二時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積 實(shí)測值是否存在顯著差異;若所述第一時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集所對應(yīng)的第二時(shí)間候 選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確定所述第一時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子 集能夠相合并，將所述第二時(shí)間候選集作為新的時(shí)間子集代替所述第一時(shí)間子集和所述第 =時(shí)間子集，并確定當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是所述第二時(shí)間候選集和所述第二 時(shí)間子集;若所述第一時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù) 測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集合并，合 并后得到的新時(shí)間子集作為第=時(shí)間候選集;根據(jù)所述第=時(shí)間候選集中各樣葉的葉長、 葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第=時(shí)間候選模型，W利用所述第=時(shí)間候 選模型計(jì)算所述第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集中各樣葉的葉面積第=時(shí)間候選預(yù)測 值;針對所述第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面 積第=時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異;若所述第二時(shí)間子集和所述第 =時(shí)間子集所對應(yīng)的第=時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確定所述 第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集能夠相合并，將所述第=時(shí)間候選集作為新的時(shí)間子集 代替所述第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集，并確定當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是 所述第=時(shí)間候選集和所述第一時(shí)間子集;若所述第二時(shí)間子集和所述第=時(shí)間子集中至 少一個(gè)所對應(yīng)的第=時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則確定當(dāng)前的所有時(shí) 間子集為所述3個(gè)時(shí)間子集。
[0010] 進(jìn)一步地，所述樣樹樹冠的多個(gè)層包括3個(gè)層，分別為所述樣樹樹冠的上層、中層 和下層;所述多個(gè)空間子集包括3個(gè)空間子集，分別為上層子集、中層子集和下層子集，所述 上層子集由所述樣本集中來自所述樣樹樹冠的上層的所有樣葉構(gòu)成，所述中層子集由所述 樣本集中來自所述樣樹樹冠的中層的所有樣葉構(gòu)成，所述下層子集由所述樣本集中來自所 述樣樹樹冠的下層的所有樣葉構(gòu)成。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測 值、確定能夠相合并的空間子集、W及將能夠相合并的空間子集合并成新的空間子集W代 替被合并的空間子集的步驟包括:利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積 預(yù)測值;針對所述3個(gè)空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積 實(shí)測值是否存在顯著差異;若所述3個(gè)空間子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均 不存在顯著差異，則確定該3個(gè)空間子集能夠相合并，將該3個(gè)空間子集合并成一個(gè)新的空 間子集W代替該3個(gè)空間子集;若所述3個(gè)空間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和 葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則在所述3個(gè)空間子集中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一空間子集和第 二空間子集，并將所述3個(gè)空間子集中的其余1個(gè)作為第=空間子集;將所述第一空間子集 和所述第二空間子集合并，合并得到的新空間子集作為第一空間候選集;根據(jù)所述第一空 間候選集中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一空間候選模 型，W利用所述第一空間候選模型計(jì)算所述第一空間子集和所述第二空間子集中各樣葉的 葉面積第一空間候選預(yù)測值;針對所述第一空間子集和所述第二空間子集中的每一個(gè)，檢 驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面積第一空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測是否存在顯著差異;若所述 第一空間子集和所述第二空間子集所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存 在顯著差異，則確定所述第一空間子集和所述第二空間子集能夠相合并，將所述第一空間 候選集作為新的空間子集代替所述第一空間子集和所述第二空間子集，并確定當(dāng)前的所有 空間子集包括2個(gè)，分別是所述第一空間候選集和所述第=空間子集;若所述第一空間子集 和所述第二空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著 差異，則將所述第一空間子集和所述第=空間子集合并，合并后得到的新空間子集作為第 二空間候選集;根據(jù)所述第二空間候選集中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于 預(yù)測葉面積的第二空間候選模型，W利用所述第二空間候選模型計(jì)算所述第一空間子集和 所述第=空間子集中各樣葉的葉面積第二空間候選預(yù)測值;針對所述第一空間子集和所述 第=空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面積第二空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí) 測值是否存在顯著差異;若所述第一空間子集和所述第=空間子集所對應(yīng)的第二空間候選 預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確定所述第一空間子集和所述第=空間子集 能夠相合并，將所述第二空間候選集作為新的空間子集代替所述第一空間子集和所述第= 空間子集，并確定當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是所述第二空間候選集和所述第二空 間子集;若所述第一空間子集和所述第=空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測 值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第二空間子集和所述第=空間子集合并，合并 后得到的新空間子集作為第=空間候選集;根據(jù)所述第=空間候選集中各樣葉的葉長、葉 寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第=空間候選模型，W利用所述第=空間候選 模型計(jì)算所述第二空間子集和所述第=空間子集中各樣葉的葉面積第=空間候選預(yù)測值； 針對所述第二空間子集和所述第=空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面積第 =空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異;若所述第二空間子集和所述第=空 間子集所對應(yīng)的第=空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確定所述第二 空間子集和所述第=空間子集能夠相合并，將所述第=空間候選集作為新的空間子集代替 所述第二空間子集和所述第=空間子集，并確定當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是所述 第=空間候選集和所述第一空間子集;若所述第二空間子集和所述第=空間子集中至少一 個(gè)所對應(yīng)的第=空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則確定當(dāng)前的所有空間子 集為所述3個(gè)空間子集。
[0012] 本發(fā)明的一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法分別將樣本集按照時(shí)間和空間劃分為 多個(gè)子集，并分別檢驗(yàn)時(shí)間變異和空間變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠绊?，由此確定哪些 子集可W合并，而哪些子集無法合并，W基于合并的結(jié)果來確定最終的預(yù)測模型。由此，本 發(fā)明的上述方法，能夠適用于預(yù)測不同時(shí)間尺度和不同空間尺度上的闊葉植物葉面積，解 決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0013] 本發(fā)明的上述方法基于葉片時(shí)空變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀绊懙慕Y(jié)果，最終構(gòu) 建適用于預(yù)測不同時(shí)空尺度上葉面積的最優(yōu)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，基本原則是通過檢驗(yàn)時(shí)間變異和空 間變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠绊憗泶_定時(shí)空尺度上可合并的數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)建能夠預(yù)測 不同時(shí)空尺度上的葉面積的最優(yōu)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>[0014] 由此，利用本發(fā)明的上述方法所得到的葉面積預(yù)測模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測葉面積，而 且能夠?qū)⒆罱K所建立的預(yù)測模型的數(shù)量最少化。
[0015] 通過W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的運(yùn)些W及其他優(yōu) 點(diǎn)將更加明顯。
【附圖說明】
[0016] 本發(fā)明可W通過參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所 有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的 詳細(xì)說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分，而且用來進(jìn)一步舉例說明本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中：
[0017] 圖1是示出本發(fā)明的一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法的一個(gè)示例性處理的流程 圖；
[0018] 圖2A為白枠樹葉片的葉長和葉寬示意圖；
[0019] 圖2B為楓枠樹葉片的葉長和葉寬示意圖；
[0020] 圖3A和3B是示出圖I所示的步驟S140部分處理的一個(gè)示例的流程圖；
[0021] 圖4A和4B是示出圖1所示的步驟S150部分處理的一個(gè)示例的流程圖。
[0022] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，附圖中的元件僅僅是為了簡單和清楚起見而示出的， 而且不一定是按比例繪制的。例如，附圖中某些元件的尺寸可能相對于其他元件放大了，W 便有助于提高對本發(fā)明實(shí)施例的理解。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見， 在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何運(yùn)種實(shí)際實(shí)施 例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，W便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符 合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且運(yùn)些限制條件可能會隨著實(shí)施方式的不同而有 所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對得益于本公開 內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，運(yùn)種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0024] 在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中 僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明 關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0025] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，該構(gòu)建方法包括:獲得 樣本集，所述樣本集由待測闊葉植物的樣樹的預(yù)定數(shù)目片樣葉組成，其中，所述預(yù)定數(shù)目片 樣葉從時(shí)間上分別來自所述闊葉植物的多個(gè)時(shí)期，從空間上分別來自所述樣樹樹冠的多個(gè) 層;測量所述樣本集中每片樣葉的葉長和葉寬，并獲得所述樣本集中每片樣葉的葉面積實(shí) 測值;根據(jù)所述樣本集的所有樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的經(jīng) 驗(yàn)?zāi)Ｐ?將所述樣本集中的所有樣葉按照所述多個(gè)時(shí)期分為多個(gè)時(shí)間子集，利用所述經(jīng)驗(yàn) 模型獲得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值 與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的時(shí)間子集合并成新的時(shí)間子集W 代替被合并的時(shí)間子集;將所述樣本集中的所有樣葉按照所述多個(gè)層分為多個(gè)空間子集， 利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)空間子集對應(yīng)的 葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的空間子集合并成新 的空間子集W代替被合并的空間子集;將當(dāng)前的時(shí)間子集的數(shù)目記為Mo,當(dāng)前的空間子集 的數(shù)目記為No,根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間子集對應(yīng)的時(shí)期W及當(dāng)前的空間子集對應(yīng)的層，將所述樣 本集中的所有樣葉進(jìn)行重新劃分，得到Mo X No個(gè)樣本組;利用所述Mo X No個(gè)樣本組各自的樣 本的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，分別構(gòu)建每個(gè)樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型。其中，Mo和No 為正整數(shù)。
[0026] 闊葉植物是針對針葉植物而言的，而針葉植物是指諸如黑松、黃花松、紅松、魚鱗 松、龍柏、真柏、地柏、側(cè)柏等的松柏類植物，針葉植物的葉面都附有一層油脂層。
[0027] 闊葉植物一般可W分為落葉闊葉植物和常綠闊葉植物。本發(fā)明的實(shí)施例主要W白 枠和楓枠兩種樹種作為研究對象。
[0028] 圖1示出了本發(fā)明的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法的一個(gè)示例性處理100的流程圖。 上述葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法的示例性處理100開始于步驟S110。
[0029] 在步驟SllO中，獲得樣本集。其中，樣本集是由待測闊葉植物的樣樹的預(yù)定數(shù)目片 樣葉組成的，預(yù)定數(shù)目可W預(yù)先設(shè)置，例如可W為60、80或100等。預(yù)定數(shù)目片樣葉從時(shí)間上 分別來自闊葉植物的多個(gè)時(shí)期，從空間上分別來自該樣樹樹冠的多個(gè)層。然后執(zhí)行步驟 S120〇
[0030] 其中，闊葉植物的多個(gè)時(shí)期例如包括3個(gè)時(shí)期，分別為葉生長期、葉茂盛期和葉調(diào) 落期。樣樹樹冠的多個(gè)層例如包括3個(gè)層，分別為樣樹樹冠的上層、中層和下層。
[0031] 本發(fā)明所適用的闊葉植物例如可W是白枠、楓枠樹種等，圖2A~2B依次為白枠、楓 枠樹種葉片的葉長和葉寬示意圖。
[0032] 接著，在步驟S120中，測量樣本集中每片樣葉的葉長和葉寬，并獲得樣本集中每片 樣葉的葉面積實(shí)測值。例如，可W通過獲取樣本集中每片樣葉的數(shù)字圖像，然后利用諸如 Photoshop等圖象處理軟件來計(jì)算樣本集中每片樣葉的葉面積實(shí)測值。然后執(zhí)行步驟S130。
[0033] 接著，在步驟S130中，根據(jù)樣本集中所有樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建 用于預(yù)測葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，將該?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀洖镸cL然后執(zhí)行步驟S140。
[0034] 然后，在步驟S140中，對樣本集進(jìn)行劃分，將樣本集中的所有樣葉按照上述多個(gè)時(shí) 期分為多個(gè)時(shí)間子集。
[0035] 例如，多個(gè)時(shí)間子集可W包括3個(gè)時(shí)間子集，分別為葉生長期子集、葉茂盛期子集 和葉調(diào)落期子集。其中，葉生長期子集是由樣本集中來自闊葉植物的葉生長期的所有樣葉 構(gòu)成的，葉茂盛期子集是由樣本集中來自闊葉植物的葉茂盛期的所有樣葉構(gòu)成的，而葉調(diào) 落期子集則是由樣本集中來自闊葉植物的葉調(diào)落期的所有樣葉構(gòu)成的。
[0036] 接著，在步驟S140中，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測 值，檢驗(yàn)每個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異（如P< 0.05)，其中，不存在顯著差異的時(shí)間子集可合并。依據(jù)該原則，確定能夠相合并的時(shí)間子集 (即不存在顯著差異的時(shí)間子集），將能夠相合并的時(shí)間子集合并成新的時(shí)間子集W代替被 合并的時(shí)間子集。然后執(zhí)行步驟Sl 50。
[0037] 其中，P為顯著性，例如可W在P>0.05情況下判定時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值 與葉面積實(shí)測值之間不存在顯著性差異，反之，在P<〇.05情況下判定時(shí)間子集對應(yīng)的葉面 積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值之間存在顯著性差異。
[0038] 根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，可W按照如下將要描述的步驟Al~A3來檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)集合或子集 "對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異"。
[0039] 步驟Al:根據(jù)公式一來計(jì)算該子集的樣本方差(S2):
[0040] 公式一
[0041] 在公式一中，n為該子集中的樣本數(shù)量(運(yùn)里的樣本數(shù)量即為樣葉的數(shù)量），Xi為該 子集中第i個(gè)樣葉的葉面積預(yù)測值與實(shí)測值之差，克為該子集中n組葉面積預(yù)測值和實(shí)測值 之差的平均值。
[0042] 步驟A2:根據(jù)公式二來計(jì)算該子集對應(yīng)的t統(tǒng)計(jì)量：
[0043] 公式二：
[0044] 步驟A3:在0.05顯著性水平上，根據(jù)t分布分位數(shù)表查閱相應(yīng)的t臨界值，若該子集 對應(yīng)的11統(tǒng)計(jì)量I <t臨界值，則表明該子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和實(shí)測值之間不存在顯著 差異，反之則存在顯著差異。
[0045] 然后，在步驟S150中，對樣本集進(jìn)行重新劃分，將樣本集中的所有樣葉按照多個(gè)層 分為多個(gè)空間子集。
[0046] 例如，多個(gè)空間子集可W包括3個(gè)空間子集，分別為上層子集、中層子集和下層子 集。其中，上層子集是由樣本集中來自樣樹樹冠的上層的所有樣葉構(gòu)成的，中層子集是由樣 本集中來自樣樹樹冠的中層的所有樣葉構(gòu)成的，而下層子集則是由樣本集中來自樣樹樹冠 的下層的所有樣葉構(gòu)成的。
[0047] 接著，在步驟S150中利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測 值，檢驗(yàn)每個(gè)空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異（如P< 0.05)，其中，不存在顯著差異的空間子集可合并。依據(jù)該原則，確定能夠相合并的空間子集 (即不存在顯著差異的空間子集），將能夠相合并的空間子集合并成新的空間子集W代替被 合并的空間子集。然后執(zhí)行步驟S160。
[004引在步驟S160中，將當(dāng)前的時(shí)間子集的數(shù)目記為Mo,當(dāng)前的空間子集的數(shù)目記為No， 根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間子集分別對應(yīng)的時(shí)期W及當(dāng)前的空間子集分別對應(yīng)的層，對樣本集中的所 有樣葉進(jìn)行最終劃分，得到MoXNo個(gè)樣本組。然后執(zhí)行步驟S170。
[0049] 運(yùn)樣，在步驟S170中，利用上述Mo X No個(gè)樣本組各自的樣本的葉長、葉寬和葉面積 實(shí)測值，分別構(gòu)建每個(gè)樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型。結(jié)束處理。
[0050] 通過W上描述可知，本發(fā)明的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法分別將樣本集按照時(shí)間 和空間劃分為多個(gè)子集，并分別針對時(shí)間因素和空間因素考慮哪些子集可W合并，而哪些 子集無法合并，W基于合并的結(jié)果來確定最終的預(yù)測模型。由此，本發(fā)明的上述方法，能夠 適用于預(yù)測不同時(shí)間尺度和不同空間尺度上的闊葉植物葉面積，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。 利用本發(fā)明的上述方法能夠檢驗(yàn)葉片的時(shí)間和空間變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪欠翊嬖?顯著影響，使得最終得到的模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測葉面積，而且能夠?qū)⒆罱K所建立的預(yù)測模型 的數(shù)量最少化。
[0051] 根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，步驟S140中"利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的 葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異 (如P<0.05)，依據(jù)該原則確定能夠相合并的時(shí)間子集，將能夠相合并的時(shí)間子集合并成新 的時(shí)間子集W代替被合并的時(shí)間子集"的步驟可W通過圖3A和圖3B所示的步驟S301~S324 來實(shí)現(xiàn)。
[0052] 在該實(shí)現(xiàn)方式中，設(shè)上述多個(gè)時(shí)間子集即為葉生長期子集(記為T1)、葉茂盛期子 集(記為T2)和葉調(diào)落期子集(記為T3)運(yùn)3個(gè)時(shí)間子集。
[0053] 如圖3A和圖3B所示，在步驟S301中，首先利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)時(shí)間子集中各 樣葉的葉面積預(yù)測值。由此，可W得到T1、T2和T3中每個(gè)樣葉的葉面積預(yù)測值。接著執(zhí)行步 驟S302。
[0054] 然后，在步驟S302中，針對Tl、T2和T3運(yùn)3個(gè)時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集 對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。接著執(zhí)行步驟S303。
[0055] 在步驟S303中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"上述3個(gè)時(shí)間子集中每個(gè)時(shí)間 子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異"是否成立:若是，執(zhí)行 步驟S304;否則，執(zhí)行步驟S305。
[0056] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S303的處理中，判斷每一個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù) 測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過程可W采用上文所描述的步驟Al~A3的 處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0057] 在步驟S304中（即在上述3個(gè)時(shí)間子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均 不存在顯著差異的情況下），確定該3個(gè)時(shí)間子集能夠相合并，將該3個(gè)時(shí)間子集合并成一個(gè) 新的時(shí)間子集W代替該3個(gè)時(shí)間子集。運(yùn)樣，當(dāng)前的所有時(shí)間子集的數(shù)目僅為1，也即樣本集 本身。然后，結(jié)束處理。
[005引在步驟S305中（即在上述3個(gè)時(shí)間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉 面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），在3個(gè)時(shí)間子集T1、T2和T3中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一時(shí) 間子集和第二時(shí)間子集，并將3個(gè)時(shí)間子集中的其余1個(gè)作為第=時(shí)間子集。比如，若選擇Tl 和T2分別作為第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集，則將T3作為第S時(shí)間子集。然后執(zhí)行步驟 S306。
[0059] 在步驟S306中，將第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集合并，合并得到的新時(shí)間子集作 為第一時(shí)間候選集(記為化1)。然后執(zhí)行步驟S307。
[0060] 在步驟S307中，根據(jù)第一時(shí)間候選集化1中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一時(shí)間候選模型(記為化1)。然后執(zhí)行步驟S308。
[0061] 在步驟S308中，利用第一時(shí)間候選模型Mtl計(jì)算第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集中 各樣葉的葉面積第一時(shí)間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S309。
[0062] 在步驟S309中，針對第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集 對應(yīng)的葉面積第一時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。然后執(zhí) 行步驟S310。
[0063] 在步驟S310中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集 中每一個(gè)時(shí)間子集所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S311;否則，執(zhí)行步驟S312。
[0064] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S310的過程中，判斷第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集中 每一個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的處 理可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相類似的處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0065] 在步驟S311中（即在第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集能夠相 合并，將第一時(shí)間候選集Ntl作為新的時(shí)間子集代替第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是第一時(shí)間候選集Ntl和第S時(shí)間子集。然后，結(jié)束處 理。
[0066] 在步驟S312中（即在第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一時(shí)間 候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），將第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集合 并，合并后得到的新時(shí)間子集作為第二時(shí)間候選集(記為化2)。然后執(zhí)行步驟S313。
[0067] 在步驟S313中，根據(jù)第二時(shí)間候選集化2中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第二時(shí)間候選模型(記為化2)。然后執(zhí)行步驟S314。
[0068] 在步驟S314中，利用第二時(shí)間候選模型Mt2計(jì)算第一時(shí)間子集和第S時(shí)間子集中 各樣葉的葉面積第二時(shí)間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S315。
[0069] 在步驟S315中，針對第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集 對應(yīng)的葉面積第二時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。接著執(zhí) 行步驟S316。
[0070] 在步驟S316中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集 中每一個(gè)時(shí)間子集所對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S317;否則，執(zhí)行步驟S318。
[0071] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S316的過程中，判斷第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中 每一個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的處 理可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0072] 在步驟S317中（即在第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集所對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集能夠相 合并，將第二時(shí)間候選集Nt2作為新的時(shí)間子集代替第一時(shí)間子集和第S時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是第二時(shí)間候選集Nt2和第二時(shí)間子集。然后，結(jié)束處 理。
[0073] 在步驟S318中（即在第一時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二時(shí)間 候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），將第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集合 并，合并后得到的新時(shí)間子集作為第=時(shí)間候選集(記為化3)。然后執(zhí)行步驟S319。
[0074] 在步驟S319中，根據(jù)第S時(shí)間候選集化3中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第S時(shí)間候選模型(記為化3)。接著執(zhí)行步驟S320。
[0075] 在步驟S320中，利用第S時(shí)間候選模型Mt3計(jì)算第二時(shí)間子集和第S時(shí)間子集中 各樣葉的葉面積第=時(shí)間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S321。
[0076] 在步驟S321中，針對第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集 對應(yīng)的葉面積第=時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。然后執(zhí) 行步驟S322。
[0077] 在步驟S322中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集 中每一個(gè)時(shí)間子集所對應(yīng)的第=時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S323;否則，執(zhí)行步驟S324。
[0078] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S322的過程中，判斷第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中 每一個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過 程可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0079] 在步驟S323中（即在第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集所對應(yīng)的第=時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集能夠相 合并，將第S時(shí)間候選集Nt3作為新的時(shí)間子集代替第二時(shí)間子集和第S時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是第S時(shí)間候選集Nt3和第一時(shí)間子集。然后，結(jié)束處 理。
[0080] 在步驟S324中（即在第二時(shí)間子集和第=時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第=時(shí)間 候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），確定當(dāng)前的所有時(shí)間子集為3個(gè)時(shí)間 子集，也即T1、T2和T3。結(jié)束處理。
[0081] 此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，步驟S150中"利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)空間子集中各樣 葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著 差異(如P<0.05)，其中，不存在顯著差異的空間子集可合并，依據(jù)該原則確定能夠相合并的 空間子集，將能夠相合并的空間子集合并成新的空間子集W代替被合并的空間子集"的步 驟可W通過圖4A和4B所示的步驟S401~S424來實(shí)現(xiàn)。
[0082] 需要說明的是，在步驟S301~S324中所提到的"結(jié)束處理"并不是結(jié)束整個(gè)構(gòu)建方 法的處理，而是結(jié)束步驟S301~S324的處理，執(zhí)行后續(xù)的處理(如執(zhí)行步驟S150)。
[0083] 在該實(shí)現(xiàn)方式中，設(shè)上述多個(gè)空間子集即為上層子集(記為Kl)、中層子集(記為 K2)和下層子集(記為K3)運(yùn)3個(gè)空間子集。
[0084] 如圖4所示，在步驟S401中，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆d獲得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積 預(yù)測值。由此，可W得到K1、K2和K3中每個(gè)樣葉的葉面積預(yù)測值。接著執(zhí)行步驟S402。
[0085] 在步驟S402中，針對K1、K2和K3運(yùn)3個(gè)空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng) 的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。接著執(zhí)行步驟S403。
[0086] 在步驟S403中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"上述3個(gè)空間子集中每個(gè)空間 子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異"是否成立:若成立，執(zhí) 行步驟S404;否則，執(zhí)行步驟S405。
[0087] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S403的過程中，判斷每一個(gè)空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù) 測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過程可W采用上文所描述的步驟Al~A3的 相類似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0088] 在步驟S404中（即在3個(gè)空間子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存 在顯著差異的情況下），確定該3個(gè)空間子集能夠相合并，將該3個(gè)空間子集合并成一個(gè)新的 空間子集W代替該3個(gè)空間子集。運(yùn)樣，當(dāng)前的所有空間子集的數(shù)目僅為1，也即樣本集本 身。然后，結(jié)束處理。
[0089] 在步驟S405中（即在3個(gè)空間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積 實(shí)測值存在顯著差異的情況下），在3個(gè)空間子集K1、K2和K3中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一空間子 集和第二空間子集，并將3個(gè)空間子集中的其余1個(gè)作為第=空間子集。然后執(zhí)行步驟S406。
[0090] 在步驟S406中，將第一空間子集和第二空間子集合并，合并得到的新空間子集作 為第一空間候選集(記為Nkl)。然后執(zhí)行步驟S407。
[0091] 在步驟S407中，根據(jù)第一空間候選集Nkl中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一空間候選模型(記為Mkl)。然后執(zhí)行步驟S408。
[0092] 在步驟S408中，利用第一空間候選模型Mkl計(jì)算第一空間子集和第二空間子集中 各樣葉的葉面積第一空間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S409。
[0093] 在步驟S409中，針對第一空間子集和第二空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集 對應(yīng)的葉面積第一空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。然后執(zhí) 行步驟S410。
[0094] 在步驟S410中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第一空間子集和第二空間子集 中每一個(gè)空間子集所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S411;否則，執(zhí)行步驟S412。
[OOM]需要說明的是，在執(zhí)行步驟S410的過程中，判斷第一空間子集和第二空間子集中 每一個(gè)空間子集對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過 程可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相類似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0096] 在步驟S41U即在第一空間子集和第二空間子集所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和 葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第一空間子集和第二空間子集能夠相合 并，將第一空間候選集Nkl作為新的空間子集代替第一空間子集和第二空間子集，并確定當(dāng) 前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是第一空間候選集Nkl和第S空間子集。然后，結(jié)束處理。
[0097] 在步驟S412中（即在第一空間子集和第二空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一空間 候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），將第一空間子集和第=空間子集合 并，合并后得到的新空間子集作為第二空間候選集(Nk2)。然后執(zhí)行步驟S413。
[0098] 在步驟S413中，根據(jù)第二空間候選集Nk2中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第二空間候選模型(記為Mk2)。然后執(zhí)行步驟S414。
[0099] 在步驟S414中，利用第二空間候選模型Mk2計(jì)算第一空間子集和第S空間子集中 各樣葉的葉面積第二空間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S415。
[0100] 在步驟S415中，針對第一空間子集和第=空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集 對應(yīng)的葉面積第二空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(如P<〇.05)。接著執(zhí) 行步驟S416。
[0101] 在步驟S416中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第一空間子集和第=空間子集 中每一個(gè)空間子集所對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S417;否則，執(zhí)行步驟S418。
[0102] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S416的過程中，判斷第一空間子集和第=空間子集中 每一個(gè)空間子集對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過 程可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相類似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0103] 在步驟S417中（即在第一空間子集和第=空間子集所對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第一空間子集和第=空間子集能夠相 合并，將第二空間候選集Nk2作為新的空間子集代替第一空間子集和第S空間子集，并確定 當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是第二空間候選集Nk2和第二空間子集。然后，結(jié)束處 理。
[0104] 在步驟S418中（即在第一空間子集和第=空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二空間 候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），將第二空間子集和第=空間子集合 并，合并后得到的新空間子集作為第S空間候選集(記為Nk3)。然后執(zhí)行步驟S419。
[0105] 在步驟S419中，根據(jù)第S空間候選集Nk3中各樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值， 構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第S空間候選模型(記為Mk3)。接著執(zhí)行步驟S420。
[0106] 在步驟S420中，利用第S空間候選模型Mk3計(jì)算第二空間子集和第S空間子集中 各樣葉的葉面積第=空間候選預(yù)測值。然后執(zhí)行步驟S421。
[0107] 在步驟S421中，針對第二空間子集和第=空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集 對應(yīng)的葉面積第=空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異(P<〇.05)。然后執(zhí)行 步驟S422。
[0108] 在步驟S422中，根據(jù)上一步驟中的檢驗(yàn)結(jié)果，判定"第二空間子集和第=空間子集 中每一個(gè)空間子集所對應(yīng)的第=空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間均不存在顯著差異" 是否成立:若成立，執(zhí)行步驟S423;否則，執(zhí)行步驟S424。
[0109] 需要說明的是，在執(zhí)行步驟S422的過程中判斷第二空間子集和第=空間子集中每 一個(gè)空間子集對應(yīng)的第=空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值之間是否存在顯著差異的過程 可W采用上文所描述的步驟Al~A3的相類似處理來執(zhí)行，運(yùn)里不再寶述。
[0110] 在步驟S423中（即在第二空間子集和第=空間子集所對應(yīng)的第=空間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異的情況下），確定第二空間子集和第=空間子集能夠相 合并，將第S空間候選集Nk3作為新的空間子集代替第二空間子集和第S空間子集，并確定 當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是第S空間候選集Nk3和第一空間子集。然后，結(jié)束處 理。
[0111] 步驟S424中（即在第二空間子集和第=空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第=空間候 選預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差異的情況下），確定當(dāng)前的所有空間子集為3個(gè)空間子 集，也即K1、K2和K3。結(jié)束處理。
[0112] 需要說明的是，在步驟S401~S424中所提到的"結(jié)束處理"并不是結(jié)束整個(gè)構(gòu)建方 法的處理，而是結(jié)束步驟S401~S424的處理，執(zhí)行后續(xù)的處理(如執(zhí)行步驟S160)。
[0113] 在上文中，多個(gè)采樣時(shí)期代表時(shí)間變異，多個(gè)采樣高度等級代表空間變異，利用配 對樣本t檢驗(yàn)的方法(上文中結(jié)合圖3A、3B和圖4A、4B所描述的處理)檢驗(yàn)葉片的時(shí)間和空間 變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪欠翊嬖陲@著影響，基于運(yùn)種處理方式而最終得到的模型一方 面能夠準(zhǔn)確預(yù)測葉面積，另一方面能夠?qū)⒆罱K所建立的預(yù)測模型的數(shù)量最少化。
[0114] 在一個(gè)例子中，假設(shè)葉生長期子集T1、葉茂盛期子集T2和葉調(diào)落期子集T3中任意 兩個(gè)都不能合并，并假設(shè)上層子集Kl和中層子集K2能夠合并化1和K2合并后得到的集合假 設(shè)為Nk3)、但均不能和下層子集K3合并，于是，最終合并后可W得到3個(gè)時(shí)間子集（即T1、T2 和T3) W及2個(gè)空間子集（即Nk3和K3)。
[0115] 其中，Tl對應(yīng)葉生長期，T2對應(yīng)葉茂盛期，T3對應(yīng)葉調(diào)落期，Nk3對應(yīng)樹冠上層和中 層，而K3對應(yīng)樹冠下層。
[0116] 于是在步驟S160中，對樣本集中的所有樣葉進(jìn)行最終劃分，得到3X2個(gè)樣本組。運(yùn) 6個(gè)樣本組分別是:第一樣本組由來自葉生長期、且來自樣樹樹冠上層和中層的樣葉組成； 第二樣本組由來自葉茂盛期、且來自樣樹樹冠上層和中層的樣葉組成;第=樣本組由來自 葉調(diào)落期、且來自樣樹樹冠上層和中層的樣葉組成;第四樣本組由來自葉生長期、且來自樣 樹樹冠下層的樣葉組成;第五樣本組由來自葉茂盛期、且來自樣樹樹冠下層的樣葉組成;而 第六樣本組由來自葉調(diào)落期、且來自樣樹樹冠下層的樣葉組成。
[0117] 運(yùn)樣，在步驟S170中，利用上述6個(gè)樣本組各自的樣本的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測 值，分別構(gòu)建每個(gè)樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型，共得到6個(gè)葉面積預(yù)測模型。其中，第一樣 本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測"來自葉生長期、且來自樣樹樹冠上層和中層"的待測 葉片;第二樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測"來自葉茂盛期、且來自樣樹樹冠上層和 中層"的待測葉片;第S樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測"來自葉調(diào)落期、且來自樣 樹樹冠上層和中層"的待測葉片;第四樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測"來自葉生長 期、且來自樣樹樹冠下層"的待測葉片;第五樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測"來自 葉茂盛期、且來自樣樹樹冠下層"的待測葉片;第六樣本組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型用于預(yù)測 "來自葉調(diào)落期、且來自樣樹樹冠下層"的待測葉片。
[011引優(yōu)選實(shí)施例1
[0119] W白枠和楓枠為研究對象，在黑龍江涼水國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，每個(gè)樹種分別隨 機(jī)選擇3株樣樹，樣樹的胸徑均大于15cm，將每株樣樹按樹冠高度分為3個(gè)高度等級：上層， 中層和下層。
[0120] 在葉生長期(6月）、葉茂盛期（7月）和葉調(diào)落期(9月），均進(jìn)行樣葉采集，每層隨機(jī) 選取20片健康、平整的樣葉。每個(gè)時(shí)期每株樣樹采集60片樣葉，每個(gè)樹種采集180片樣葉。
[0121 ]每次采集完樣葉，利用直尺測量各樣葉的葉長和葉寬(精確到0.1 cm)，將葉片的最 大長度和最大寬度認(rèn)為是葉長和葉寬。通過掃描儀獲得葉片的數(shù)字圖像，再利用圖象處理 軟件(如化otoshop)計(jì)算各樣葉的葉面積(精確到0.01cm2)，該葉面積作為實(shí)測葉面積。眾 多研究表明，根據(jù)葉長和葉寬預(yù)測葉面積的最優(yōu)模型為y = ax，其中y為葉面積，X為葉長和 葉寬的乘積，a為模型參數(shù)。
[0122] 表1時(shí)間和空間變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀绊懙慕y(tǒng)計(jì)分析
[0123]
[0124]
[0125] 同一樹種在時(shí)間或空間尺度上的相同小寫字母分別表示在該時(shí)間或空間尺度上 不存在顯著差異，即具有相同小寫字母所對應(yīng)的數(shù)據(jù)可合并。例如:時(shí)間尺度上，白枠樹種 6、7和9月的數(shù)據(jù)均不能合并;而楓枠樹種在6和9月的數(shù)據(jù)可合并。
[0126] 由表1可知，對于白枠樹種，6、7和9月均需要分別構(gòu)建葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?；而對?楓枠，6和9月的數(shù)據(jù)可合并在一起構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?月需要單獨(dú)構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀６臻g尺度 上，白枠和楓枠樹種的檢驗(yàn)結(jié)果相同，即上層和中層的數(shù)據(jù)可合并，下層需單獨(dú)構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)?zāi)?型。
[0127] 表2不同時(shí)間和空間尺度上預(yù)測白枠葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛓 = ax，其中，y為葉面積 (cm2)，X為葉長km)和葉寬km)的乘積
[012 引
[0129J 表2的結(jié)呆表明準(zhǔn)確預(yù)測小問時(shí)空尺度上白枠的葉曲積需英6個(gè)經(jīng)貓模型，即預(yù)測 6月上層和中層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.6064x，其中y為葉面積，單位cm2;x為葉長 (cm)和葉寬(cm)的乘積，R2(決定系數(shù))值為0.985;預(yù)測6月下層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 =0.614山，護(hù)值為0.981;預(yù)測7月上層和中層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑? = 0.6265義，護(hù)值為 0.964;預(yù)測7月下層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.6323X，R2值為0.961;預(yù)測9月上層和中 層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.5771x，R2值為0.978;預(yù)測9月下層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?型為 y = 0.5826x，R2 值為0.970。
[0130] 表3不同時(shí)間和空間尺度上預(yù)測楓枠葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛓 = ax，其中，y為葉面積 (cm2)，X為葉長km)和葉寬km)的乘積
[0131]
[0132]
[0133] 表3的結(jié)果表明準(zhǔn)確預(yù)測不同時(shí)空尺度上楓枠的葉面積需要4個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，即預(yù)測 6月和9月的上層、中層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.6284x，其中y為葉面積，cm2;x為葉長 (cm)和葉寬（cm)的乘積，R2值為0.968;預(yù)測6月和9月的下層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.6325義，護(hù)值為0.975;即預(yù)^17月的上層和中層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑? = 0.667義北值 為0.968;預(yù)測7月下層葉片葉面積的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑閥 = 0.6765x，R2值為0.972。運(yùn)些研究結(jié)果 表明葉片的時(shí)間和空間變異對構(gòu)建葉面積經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途嬖陲@著影響。本研究提出的方法降 低了勞動強(qiáng)度，提高了效率及測量精度，研究結(jié)果可為高效、準(zhǔn)確地測定不同時(shí)空尺度上白 枠和楓枠葉片的葉面積提供技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。
[0134] 盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域 內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可W設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意， 本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限 定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對于本 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍，對本 發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述構(gòu)建方法包括： 獲得樣本集，所述樣本集由待測闊葉植物的樣樹的預(yù)定數(shù)目片樣葉組成，其中，所述預(yù) 定數(shù)目片樣葉從時(shí)間上分別來自所述闊葉植物的多個(gè)時(shí)期，從空間上分別來自所述樣樹樹 冠的多個(gè)層； 測量所述樣本集中每片樣葉的葉長和葉寬，并獲得所述樣本集中每片樣葉的葉面積實(shí) 測值； 根據(jù)所述樣本集的所有樣葉的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的經(jīng) 驗(yàn)?zāi)Ｐ停? 將所述樣本集中的所有樣葉按照所述多個(gè)時(shí)期分為多個(gè)時(shí)間子集，利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?獲得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉 面積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的時(shí)間子集合并成新的時(shí)間子集以代替 被合并的時(shí)間子集； 將所述樣本集中的所有樣葉按照所述多個(gè)層分為多個(gè)空間子集，利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@ 得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值，檢驗(yàn)每個(gè)空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面 積實(shí)測值是否存在顯著差異，將不存在顯著差異的空間子集合并成新的空間子集以代替被 合并的空間子集； 將當(dāng)前的時(shí)間子集的數(shù)目記為Mo,當(dāng)前的空間子集的數(shù)目記為No,根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間子集 對應(yīng)的時(shí)期以及當(dāng)前的空間子集對應(yīng)的層，將所述樣本集中的所有樣葉進(jìn)行重新劃分，得 到Mo X No個(gè)樣本組； 利用所述MoXNo個(gè)樣本組各自的樣本的葉長、葉寬和葉面積實(shí)測值，分別構(gòu)建每個(gè)樣本 組對應(yīng)的葉面積預(yù)測模型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述闊葉植物的多 個(gè)時(shí)期包括3個(gè)時(shí)期，分別為葉生長期、葉茂盛期和葉凋落期;所述多個(gè)時(shí)間子集包括3個(gè)時(shí) 間子集，分別為葉生長期子集、葉茂盛期子集和葉凋落期子集，所述葉生長期子集由所述樣 本集中來自所述闊葉植物的葉生長期的所有樣葉構(gòu)成，所述葉茂盛期子集由所述樣本集中 來自所述闊葉植物的葉茂盛期的所有樣葉構(gòu)成，所述葉凋落期子集由所述樣本集中來自所 述闊葉植物的葉凋落期的所有樣葉構(gòu)成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述的利用所 述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值、確定能夠相合并的時(shí)間子集、以 及將能夠相合并的時(shí)間子集合并成新的時(shí)間子集以代替被合并的時(shí)間子集的步驟包括： 利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)時(shí)間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值； 針對所述3個(gè)時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí) 測值是否存在顯著差異； 若所述3個(gè)時(shí)間子集的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確定該3個(gè) 時(shí)間子集能夠相合并，將該3個(gè)時(shí)間子集合并成一個(gè)新的時(shí)間子集以代替該3個(gè)時(shí)間子集； 若所述3個(gè)時(shí)間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差 異，則在所述3個(gè)時(shí)間子集中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一時(shí)間子集和第二時(shí)間子集，并將所述3個(gè) 時(shí)間子集中的其余1個(gè)作為第三時(shí)間子集;將所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集合并， 合并得到的新時(shí)間子集作為第一時(shí)間候選集;根據(jù)所述第一時(shí)間候選集中各樣葉的葉長、 葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一時(shí)間候選模型，以利用所述第一時(shí)間候 選模型計(jì)算所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集中各樣葉的葉面積第一時(shí)間候選預(yù)測 值； 針對所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面 積第一時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值和實(shí)測葉面 積值均不存在顯著差異，則確定所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集能夠相合并，將所 述第一時(shí)間候選集作為新的時(shí)間子集代替所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是所述第一時(shí)間候選集和所述第三時(shí)間子集； 若所述第一時(shí)間子集和所述第二時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集合并，合并后 得到的新時(shí)間子集作為第二時(shí)間候選集;根據(jù)所述第二時(shí)間候選集中各樣葉的葉長、葉寬 和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第二時(shí)間候選模型，以利用所述第二時(shí)間候選模 型計(jì)算所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中各樣葉的葉面積第二時(shí)間候選預(yù)測值； 針對所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面 積第二時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集所對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí) 測值均不存在顯著差異，則確定所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集能夠相合并，將所 述第二時(shí)間候選集作為新的時(shí)間子集代替所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是所述第二時(shí)間候選集和所述第二時(shí)間子集； 若所述第一時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集合并，合并后 得到的新時(shí)間子集作為第三時(shí)間候選集;根據(jù)所述第三時(shí)間候選集中各樣葉的葉長、葉寬 和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第三時(shí)間候選模型，以利用所述第三時(shí)間候選模 型計(jì)算所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中各樣葉的葉面積第三時(shí)間候選預(yù)測值； 針對所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該時(shí)間子集對應(yīng)的葉面 積第三時(shí)間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集所對應(yīng)的第三時(shí)間候選預(yù)測值和葉面積實(shí) 測值均不存在顯著差異，則確定所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集能夠相合并，將所 述第三時(shí)間候選集作為新的時(shí)間子集代替所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集，并確定 當(dāng)前的所有時(shí)間子集包括2個(gè)，分別是所述第三時(shí)間候選集和所述第一時(shí)間子集； 若所述第二時(shí)間子集和所述第三時(shí)間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第三時(shí)間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則確定當(dāng)前的所有時(shí)間子集為所述3個(gè)時(shí)間子集。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述樣 樹樹冠的多個(gè)層包括3個(gè)層，分別為所述樣樹樹冠的上層、中層和下層;所述多個(gè)空間子集 包括3個(gè)空間子集，分別為上層子集、中層子集和下層子集，所述上層子集由所述樣本集中 來自所述樣樹樹冠的上層的所有樣葉構(gòu)成，所述中層子集由所述樣本集中來自所述樣樹樹 冠的中層的所有樣葉構(gòu)成，所述下層子集由所述樣本集中來自所述樣樹樹冠的下層的所有 樣葉構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉面積預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述的利用所述經(jīng) 驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值、確定能夠相合并的空間子集、以及將 能夠相合并的空間子集合并成新的空間子集以代替被合并的空間子集的步驟包括： 利用所述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得每個(gè)空間子集中各樣葉的葉面積預(yù)測值； 針對所述3個(gè)空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面積預(yù)測值與葉面積實(shí) 測值是否存在顯著差異； 若所述3個(gè)空間子集所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值均不存在顯著差異，則確 定該3個(gè)空間子集能夠相合并，將該3個(gè)空間子集合并成一個(gè)新的空間子集以代替該3個(gè)空 間子集； 若所述3個(gè)空間子集中的至少一個(gè)所對應(yīng)的葉面積預(yù)測值和葉面積實(shí)測值存在顯著差 異，則在所述3個(gè)空間子集中隨機(jī)選擇2個(gè)作為第一空間子集和第二空間子集，并將所述3個(gè) 空間子集中的其余1個(gè)作為第三空間子集;將所述第一空間子集和所述第二空間子集合并， 合并得到的新空間子集作為第一空間候選集;根據(jù)所述第一空間候選集中各樣葉的葉長、 葉寬和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第一空間候選模型，以利用所述第一空間候 選模型計(jì)算所述第一空間子集和所述第二空間子集中各樣葉的葉面積第一空間候選預(yù)測 值； 針對所述第一空間子集和所述第二空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面 積第一空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第一空間子集和所述第二空間子集所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí) 測值均不存在顯著差異，則確定所述第一空間子集和所述第二空間子集能夠相合并，將所 述第一空間候選集作為新的空間子集代替所述第一空間子集和所述第二空間子集，并確定 當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是所述第一空間候選集和所述第三空間子集； 若所述第一空間子集和所述第二空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第一空間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第一空間子集和所述第三空間子集合并，合并后 得到的新空間子集作為第二空間候選集;根據(jù)所述第二空間候選集中各樣葉的葉長、葉寬 和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第二空間候選模型，以利用所述第二空間候選模 型計(jì)算所述第一空間子集和所述第三空間子集中各樣葉的葉面積第二空間候選預(yù)測值； 針對所述第一空間子集和所述第三空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面 積第二空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第一空間子集和所述第三空間子集所對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí) 測值均不存在顯著差異，則確定所述第一空間子集和所述第三空間子集能夠相合并，將所 述第二空間候選集作為新的空間子集代替所述第一空間子集和所述第三空間子集，并確定 當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是所述第二空間候選集和所述第二空間子集； 若所述第一空間子集和所述第三空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第二空間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則將所述第二空間子集和所述第三空間子集合并，合并后 得到的新空間子集作為第三空間候選集;根據(jù)所述第三空間候選集中各樣葉的葉長、葉寬 和葉面積實(shí)測值，構(gòu)建用于預(yù)測葉面積的第三空間候選模型，以利用所述第三空間候選模 型計(jì)算所述第二空間子集和所述第三空間子集中各樣葉的葉面積第三空間候選預(yù)測值； 針對所述第二空間子集和所述第三空間子集中的每一個(gè)，檢驗(yàn)該空間子集對應(yīng)的葉面 積第三空間候選預(yù)測值與葉面積實(shí)測值是否存在顯著差異； 若所述第二空間子集和所述第三空間子集所對應(yīng)的第三空間候選預(yù)測值和葉面積實(shí) 測值均不存在顯著差異，則確定所述第二空間子集和所述第三空間子集能夠相合并，將所 述第三空間候選集作為新的空間子集代替所述第二空間子集和所述第三空間子集，并確定 當(dāng)前的所有空間子集包括2個(gè)，分別是所述第三空間候選集和所述第一空間子集； 若所述第二空間子集和所述第三空間子集中至少一個(gè)所對應(yīng)的第三空間候選預(yù)測值 和葉面積實(shí)測值存在顯著差異，則確定當(dāng)前的所有空間子集為所述3個(gè)空間子集。
【文檔編號】G06F19/00GK105956380SQ201610264502
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】劉志理, 蔡慧穎, 金光澤, 李鳳日
【申請人】東北林業(yè)大學(xué)