农业灾害AI预警监测评估系统

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使用导航 · 阈值与算法说明

以下为当前系统的业务口径与展示分档说明,便于对照地图图例与侧栏列表。具体数值以计算任务实际写入为准。

气象灾害风险:阈值与算法

统计口径说明

本系统采用的不是国际标准的气象灾害统计口径(如 WMO 对灾害事件的国家/区域统一统计),而是依据作物与土壤等模型参数对逐日、逐地块数据进行计算后得到的风险概率或指标。同一灾种在不同生育期、不同作物配置下,模型输入与区间可能变化,属于模型驱动结果,而非纯气象台站观测报表。

  • 数据与范围:中台从数据库读取按日气象灾害评估结果,并结合用户权限区划、种植期作物等进行过滤与聚合。
  • 灾种维度:包含干旱、洪涝、寡照、高温、低温、风灾/倒伏等;各灾种在库中多以 0~1 的概率或指标形式存储,再参与地图配色。
  • 综合风险色:在区域内对各灾种结果进行比较,取最大风险贡献(并结合主导灾种筛选逻辑)映射为地图预警色带。
  • 四档映射(与前端图例一致):将用于配色的综合概率按区间分为:
    • :≥ 85%
    • :60% ≤ 概率 < 85%
    • :30% ≤ 概率 < 60%
    • :< 30%
  • 筛选参数:列表/地图可使用 red / orange / yellow / blue;部分接口兼容 low / medium / high(低→蓝、中→黄、高→橙/红)。

温度(高温、低温)

系统中用于高温、低温灾种判识的温度序列来自作物模型与网格/点位气象的耦合结果,而非单独沿用原始气象台站日极值报表。即在作物模型框架下,结合作物类型与生育期,得到用于阈值比较的模型温度,再参与高温、低温风险计算。

干旱与洪涝

干旱、洪涝依据作物喜水指数区间界定:在生育期内,该适宜含水区间会随生育期动态调整。结合土壤水运动模型,将各土层含水与作物需求对比——

  • 当土壤含水低于喜水指数下限时,判定为干旱风险;
  • 当土壤含水高于适宜区间上界(涝渍情境)时,判定为洪涝风险。

洪涝相关计算在支持时,可进一步输出排涝类指标,以及各土层湿度数据,供展示或农艺决策引用。

寡照

寡照为纯阈值型判识:不采用喜水指数,而依据光照/云量等阈值直接映射为寡照环境风险(或风险度)。下列为预报任务中一种具体实现:以日平均云量 cloud̄(由逐小时云量算术平均)进入线性阈值。

  • 概率公式:prob_low_light = clamp( max(0, (cloud̄ - 70) / 30), 0, 1 )
  • cloud̄ ≤70% 时寡照概率为 0;70%~100% 线性升至 1(70% 云量为寡照风险起点)。

若历史任务使用相对辐射与同期对比(如 ERA5 路径),则与上式不是同一条流水线,以实际写入任务为准。

风灾与倒伏

风灾/倒伏在模型上综合作物类型作物生育期土壤(及含水、力学相关参数)与风场信息,做联合判断,而不是单一风速标量一刀切。

  • 系统配置的作物能与模型库中的作物定义成功匹配时,风灾模块优先输出倒伏概率(植株倒伏风险)。
  • 无法匹配到模型库作物时,风灾模块输出风灾概率(以气象风场等为基础的通用大风风险,例如基于风速区间的简化映射)。

简化映射示例(无作物匹配或兜底路径):日最大 10 m 风速 w(m/s),prob = clamp(max(0, (w - 8) / 10), 0, 1),即 8 m/s 以下风险为 0,8~18 m/s 线性升至 1。是否与倒伏概率同字段展示取决于接口与任务配置。

病虫害风险:阈值与算法

发病风险计算方法(概要)

下列描述计算后台对「发病风险」的建模思路,仅供参考。

病害

采用侵染过程 + 参数表驱动的思路:针对具体病原,在库中配置温度、湿度、光照等与萌发、侵染、存活相关的分段关系,运行时对给定自变量做综合运算得到各因子系数;再结合当日气象与农田湿度估算等,按时间步推进孢子萌发与侵染状态。湿度不足时会累积「干燥」效应,可能导致侵染链中断;湿度适宜时,将萌发概率与侵染速率类指标相乘,得到当步风险增量,并与历史状态累加,最终得到0~1 的发病概率(并做上限截断)。冠层光照还参与叶面/冠层尺度的死亡或折减,并可乘以品种抗病性系数,得到可用于展示的风险层次。

虫害

采用全世代发育 + 统计风险的思路:按虫种配置卵、幼虫、蛹、成虫等阶段的温度阈值、积温、湿度与光照响应,同样大量依赖综合运算将连续气象映射为发育速率、取食量、产卵量等;日积温与进食量跨日累积,用于判断孵化、蜕皮、羽化、产卵等是否完成。在发育进程之外,对「当前世代存活量」与历史若干年同期的存活水平做对比,用概率分布(如 Gamma)刻画「当前是否显著偏高」,得到一条独立的暴发风险概率,与发育进程并行可写入结果表,供中台与前端使用。

  • 数据与范围:中台从病害、虫害相关计算结果表读取风险指标,按用户行政区与种植期内的作物进行匹配;有村级权限时优先按村点与网格归属。
  • 风险指数:原始风险可为 0~1 或 0~100(百分制);系统会统一换算后再参与分档;地图与列表中的「风险百分比」为同一套指数的人读形式。
  • 四档展示(与病虫害地图图例一致):将百分制风险指数按区间分为:
    • 高风险:≥ 85%
    • 中高风险:60% ≤ 风险 < 85%
    • 中风险:30% ≤ 风险 < 60%
    • 低风险:< 30%
  • 模型引擎三档(部分接口):在统一模型引擎路径中,风险分(0~1)也可能被归纳为「低 / 中 / 高」三档:< 0.3 为低、< 0.6 为中、≥ 0.6 为高,用于与多模型融合输出;与上表四档并行存在,请以地图图例与列表字段说明为准。