(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111363820.3 (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 陈娟　刘智勇　陈晓宏　林凯荣　 涂新军　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 牛念 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法 及系统 (57)摘要 本发明提供一种利用气象因子模拟林木展 叶期的方法及系统， 其中方法包括以下步骤： S1、 获取预设时长内林木展叶期以及气象因子的历 史数据， 构建原始数据资料库； S2、 得到训练数据 集和测试数据集； S3、 抽取训练数据集样本， 构建 N个样本子集； S4、 根据样本子集的样本 数据构建 单棵回归决策树； S5、 根据单棵回归决策树， 得到 随机森林回归模型； S6、 获取待模拟预设时长内 的气象因子数据输入随机森林回归模型中进行 模拟， 输出该预设时长内林木展叶期的模拟结 果。 本发明充分考虑到气象因子对于林木春季展 叶期而言所具有的可预测性， 并基于机器学习方 法构建气象因子与林木春季展叶期的模拟模型， 以解决当前不能准确模拟林木春季展叶期的问 题。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114091331 A 2022.02.25 CN 114091331 A 1.一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 获取预设时长内林木展叶期以及气象因子的历史数据， 构建原 始数据资料库； S2、 从数据资料库中得到训练数据集和 测试数据集； S3、 抽取训练数据集样本， 构建N个样本 子集； S4、 根据样本 子集的样本数据构建单 棵回归决策树； S5、 根据单 棵回归决策树， 得到随机森林回归 模型； S6、 获取待模拟预设时长内的气象因子数据输入随机森林回归模型中进行模拟， 输出 该预设时长内林木展叶期的模拟结果。 2.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 在步 骤S5得到随机森林回归 模型后， 还 包括对模型质量的评价， 具体过程如下： 将测试数据集的某一气象因子数据输入随机森林回归模型中， 得到林木展叶期的测试 值， 并记录与该气象因子相对应的林木展叶期的真实值； 通过计算模型方差解释率、 观察测试值和真实值的残差分布、 以及采用Spearman相 关 性分析方法分析测试值和真实值的关系， 来综合评 定模型的质量。 3.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S1中所述的气象因子历史数据包括： 日平均温度数据、 日平均降雨数据、 以及光周期数据。 4.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S2中随机抽取数据资料库中75％的资料数据作为训练数据集， 剩余25％的资料数据作为测 试数据集。 5.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S3中， 采用ba gging方法抽取训练数据集样本， 构建N个样本 子集。 6.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S4中构建单 棵回归决策树的过程如下： S41、 将样本子集内样本的气象指标属性作为分裂属性； S42、 依据分裂属性选取最佳分割节点完成节点分裂， 然后创建单 棵回归决策树。 7.根据权利要求6所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S42中， 依据最小均方差原则选择最优特征属性， 然后依据最优特征属性选取最佳分割节 点 完成节点分裂。 8.根据权利要求1所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S5中构建随机森林回归 模型的过程如下： S51、 计算单 棵回归决策树中林木展叶期的模拟值； S52、 采用“简单平均法 ”求所有单棵回归决策树的模拟值， 最后输出随机森林回归模型 的林木展叶期的模拟值。 9.根据权利要求8所述的一种利用气象因子模拟林木展叶期的方法， 其特征在于， 步骤 S51中通过计算林木展叶期的平均叶节点的真实值 获得单棵回归决策树中林木展叶期的模 拟值。 10.一种利用气象因子模拟林木展叶期的系统， 其特征在于， 包括依次电性连接的数据 资料库构建模块、 随机森林回归模型构建模块及模拟输出模块； 所述数据资料库构建模块， 用于获取 预设时长内林木展叶期以及气象因子的历史数据， 构建原 始数据资料库；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091331 A 2所述随机森林回归模型构建模块， 用于从数据资料库中得到训练数据集和测试数据 集， 然后抽取训练数据集样本， 构建N个样本子集， 之后根据样本子集的样本数据构建单棵 回归决策树， 最后根据单 棵回归决策树， 构建得到随机森林回归 模型； 所述模拟输出模块， 用于获取待模拟预设时长内的气象因子数据， 并输入所述随机森 林回归模型构建模块中进行模拟， 最后输出 该预设时长内林木展叶期的模拟结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091331 A 3