Модели и алгоритмы управления процессом использования удобрений на территории (на примере Томской области)

• Автор: Курчин, В.Н.
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 123 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБРЕНИЙ.

1.1. Содержательное описание объекта исследования

1.2. Анализ моделей и алгоритмов управления процессом использования удобрений .

1.3. Разработка формализованной процедуры управления процессом использования удобрений
Выводы

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УДОБРЕНИЙ

2.1. Модели и алгоритмы классификации объектов на незаданное число классов

2.2. Выбор функции урожайности методом дискриминации моделей

2.3. Модели оптимизации распределения удобрений

Выводы .
3. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБРЕНИЙ.
3.1. Информационное обеспечение
3.2. Программное обеспечение
33. Мероприятия по внедрению моделей и описание их
применения на примере Томской области ЭЗ
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


На сегодняшний день в литературе мало внимания уделено вопросам формализованного описания процесса управления использованием удобрений на территории в производственных условиях с наиболее общих позиций с учетом всех технологических особенностей обработки агрохимической информации по расчету оптимальных доз удобрений. Отсутствие формальных моделей для управления процессом использования удобрений на уровне "район-хозяйство-поле" в условиях функционирования "СеЛЬХОЗХИМИИ" И обусловили выбор темы диссертационной работы, ее актуальность. Различная отзывчивость культур на удобрения, наличие большого числа типов и подтипов почв, подвижность элементов питания в почве, ограниченность фондов удобрений обусловили необходимость разработки такого многоаспектного подхода с помощью системы моделей управления, функционирующих на единой информационной основе и связанных друг с другом. Использование такой трехэтапной процедуры управления применением удобрений позволяет за счет повышения статистической однородности единой агрохимической информации улучшить научную обоснованность рекомендаций по внесению удобрений. Процедура полностью соответствует зональной системе земледелия, наиболее перспективной в сельском хозяйстве. Предложенная математическая модель разбиения полей и участков на зоны одинакового плодородия является задачей кластерного анализа. Математическая модель данной задачи, сформулированная в терминах динамического программирования, позволяет оптимизировать весь процесс разбиения формирования классов на кавдом шаге, с точки зрения конечного результата. Число классов априорно не задается. Поскольку наиболее исследованные алгоритмы решения таких задач зависят от точки входа (объекта, выбранного первым), в работе предложена процедура выбора входной точки, которая позволяет получать оптимальное, в некотором смысле, разбиение всего за один вариант. Для выбора вида функции урожайности в каждой зоне в работе предложен метод дискриминации моделей, который позволяет из всего множества предложенных моделей для описания зависимости "урожай-почва-удобрения" с точностью до неизвестных параметров выбрать и оценить одну - лучшую с точки зрения адекватности. Для предварительного распределения фондов органических и минеральных удобрений внутри района по хозяйствам предложена модель линейного программирования, позволяющая оптимизировать удобряемые площади с учетом планируемых валовых сборов культур. Оптимизационные модели определения потребности и распределения удобрений по полям относятся к классу моделей нелинейного программирования. Распределение удобрений происходит с учетом агрохимических параметров каждого поля и накопленной статистики в зоне на опытах с удобрениями. С помощью специальных преобразований модели сведены к однопеременным нелинейным моделям и решены известными методами. Селъхозхимия" подсистему "Управление использованием удобрений". Основная часть диссертационной работы состоит из трех разделов. В первом разделе диссертации рассмотрены вопросы содержательного описания цроизводственного объединения "Сельхозхимия" как объекта уцравления, цриведена и обоснована формальная структура уцравления использованием удобрений, доказано существование проблемной ситуации между информационным и ресурсным обеспечением системы. Для решения проблемной ситуации предложена формализованная процедура, реализующая модельный подход к распределению удобрений. Дано описание в постановочном плане кадцого из трех этапов процедуры по цепочке "классификация - дискриминация - оптимизация". Подробно каждый из этапов этой последовательности рассматривается во втором разделе диссертации. Так, например, в первом подразделе дана постановка задачи классификации на незаданное число в виде рекурсивных уравнений динамического программирования. В качестве альтернативы полного перебора всех объектов классификации как входных точек предложена процедура оптимального пути выбора этих точек. Проведен сравнительный анализ разработанного алгоритма по быстродействию и качеству разбиения с известными алгоритмами Себестиана и "Форель-1". Во втором подразделе описывается выбор функций урожайности в зависимости от почвенных характеристик и удобрений методом дискриминации моделей. Дискриминации были подвергнуты девять наиболее часто встречающихся в литературе видов функций урожайности.