一种中药材生长信息采集分析方法及系统

专利主权项内容

1.一种中药材生长信息采集分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取中药材生长中的生长环境数据、中药环境维度以及初始采样频率；根据每个中药环境维度构成一条中药环境维度曲线，并将中药环境维度曲线分成若干曲线段；将任意一个中药环境维度中的曲线段记为第一分段，另一个中药环境维度的曲线段记为第二分段，根据不同中药环境维度的第一分段和第二分段内每个点的特征获取第一分段和第二分段的初始匹配程度；根据初始匹配程度将部分第二分段作为第一分段的待确定分段；将第一分段对应的两个相邻的待确定分段构成合并分段，对第一分段和合并分段使用EMD分解获取IMF分量，并根据IMF分量之间的距离获取合并分段的合并程度；根据合并程度获取第一分段对应的匹配第二分段，根据第一分段和匹配第二分段的IMF分量获取第一分段和匹配第二分段的联系性；根据联系性获取第一分段的最终匹配分段，计算所有第一分段和最终匹配分段的联系性均值作为两个中药环境维度的联系性，将同一时刻不同中药环境维度对应的数据值作为二元维度数据标记组；通过两个中药环境维度的所有二元维度数据标记组获取两个中药环境维度的孤立森林，并根据孤立森林获取不同时刻在任意两个中药环境维度下的变化特征相似性；根据中药环境维度下的变化特征相似性和联系性获取不同时刻的最终相似性，根据最终相似性聚类获取若干聚类簇；根据聚类簇调整采样频率；所述根据不同中药环境维度的第一分段和第二分段内每个点的特征获取第一分段和第二分段的初始匹配程度的方法为：对于两个中药环境维度，计算第一分段和第二分段的方差贡献率，令第一分段与第二分段的每个点的方差贡献率作差，差值绝对值小于预设阈值则第二分段的点是第一分段点的匹配点；式中，表示第a个分段的第/>个点的方差贡献率，/>表示第b个分段中与第/>个点匹配的第u个匹配点的方差贡献率，/>表示第a个分段的第/>个点的时刻，/>表示第b个分段的第u个点的时刻，/>表示以自然常数为底的指数函数，/>表示第/>个点的匹配点的数量，/>表示第a个分段中点的数量，/>表示第a个分段和第b个分段的初始匹配程度；其中第a个分段为第一分段，第b个分段为第二分段；所述对第一分段和合并分段使用EMD分解获取IMF分量，并根据IMF分量之间的距离获取合并分段的合并程度的方法为：将第一分段的IMF分量记为第一IMF分量，将合并分段的IMF分量记为合并IMF分量；计算第一IMF分量和合并IMF分量的DTW距离，获取此DTW距离的最小值，并将最小值归一化，将第一分段的所有第一IMF分量使用变异系数计算，将计算后的值反比例归一化作为合并分段的合并程度；所述根据第一分段和匹配第二分段的IMF分量获取第一分段和匹配第二分段的联系性的方法为：式中，表示第一分段的第一IMF分量的次序，M表示第一分段的IMF分量的数量，/>表示以自然常数为底的指数函数，/>表示DTW距离，/>表示第一分段的第m个第一IMF分量，/>表示第m个第一IMF分量对应的第b个匹配第二IMF分量，/>表示第一分段与匹配第二分段的联系性；所述匹配第二IMF分量为匹配第二分段的IMF分量；所述通过两个中药环境维度的所有二元维度数据标记组获取两个中药环境维度的孤立森林，并根据孤立森林获取不同时刻在任意两个中药环境维度下的变化特征相似性的方法为：将任意两个维度的所有二元维度数据标记组作为输入构建两个维度的孤立森林，若两个不同孤立森林中存在具有相同时刻的树，则两个具有相同时刻的树记为目标树组合，每棵树作为一个目标树；对于每个时刻的二元维度数据标记组，每个数据值在目标树的层数为二维向量的值；将每个时刻所在的分段中所有时刻的二元维度数据标记组的二维向量记为分段二维向量，将每个时刻对应的所有分段二维向量两两之间计算余弦相似度，将所计算的余弦相似度的均值作为每个时刻的余弦相似均值；根据两个时刻所在的目标树组合内节点的数量以及两个时刻的余弦相似均值获取两个时刻的变化特征相似性；所述根据两个时刻所在的目标树组合内节点的数量以及两个时刻的余弦相似均值获取两个时刻的变化特征相似性的方法为：式中，表示第h次数据的第v个时刻，/>表示第p次数据的第q个时刻，/>表示第h次数据的第v个时刻的余弦相似均值，/>表示第p次数据的第q个时刻的余弦相似均值，/>表示所有目标树组合的节点的数量，/>表示所有目标树组合的数量，/>表示第c个目标树的节点的数量，/>表示第h次数据的第v个时刻与第p次数据的第q个时刻的变化特征相似性；所述根据聚类簇调整采样频率的方法为：将每个聚类簇的每个维度数据进行最小二乘法拟合获取每个维度对应的数据变化曲线；采集最新的生长环境数据记为当前数据，计算当前数据与聚类簇的聚类中心的相似性距离，所述相似性为余弦相似度；计算当前数据每个维度的数据值与该维度的数据变化曲线的距离，将每个维度的距离归一化求均值后作为当前差异值；根据当前差异值对初始采样频率进行调整获取新的采样频率。