21、水稻和马铃薯产量预测：AI技术的应用与分析

水稻和马铃薯产量预测：AI技术的应用与分析

1. 研究区域概况

研究区域总面积为 119.93 平方千米，位于北纬 22.89°和东经 88.02°之间，平均海拔约 40 米。2011 年人口普查显示，该地区总人口为 179,148 人。此地处于古老的冲积农业气候区，主要种植作物在雨季为水稻，旱季为马铃薯。该区域种植强度高，用于作物种植的土地占比达 63.85%，总灌溉面积为 11,828 公顷。其气候为湿润半湿润型，生长周期为 180 - 210 天，这得益于相对较高的降雨量和相对湿度、较低的潜在蒸散量、温暖的气温和较低的地势。年平均降雨量为 1350 - 2500 毫米，年气温范围在 10 - 41°C 之间。

2. 数据采集

在研究区域，水稻和马铃薯的产量受多种因素影响，如气候因素、用水效率、生物胁迫、土壤条件、农业机械化、地形分布和社会经济状况等。为了测量这些因素，需使用合适的指标。在农业区进行了预先的勘察调查，涉及 21 个因素，具体如下：
- 土壤相关：土壤 pH 值、电导率（EC）、土壤有机碳（SOC）、土壤质地（ST）、有效氮（N）、有效磷（P）、有效钾（K）、有效锌（Zn）。
- 农业生产相关：种子率、机械化水平、灌溉、排水、农药使用率、病虫害影响、灌溉水源、农家肥使用情况、农民状况。
- 植被与气候相关：水稻的归一化植被指数（NDVI）、马铃薯的土壤调整植被指数（SAVI）、降水量、温度、坡度和海拔。

收集了各种开源空间数据和二手信息用于作物产量预测分析。通过 Google Earth Engine 代码编辑器从 SRTMGL1_003 提取空间分辨率为 30×30 米的数字高程模型（DEM），制作了研究区