基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法与流程

本发明涉及农业气象服务，特别是基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法。

背景技术：

1、随着农业数字化发展，气象为农服务已由天气预报和灾害预警扩展至播种、灌溉、施肥、病虫害防控和收获等农事环节。现有技术通常结合气象实况、作物状态、农事动作和产量成本数据，采用服务前后对比、投入产出分析及多元回归分析等方式，评估气象服务对农业生产和经济效益的影响，并逐步由区域平均评估转向地块、作物批次和具体气象过程下的精细化评估。

2、现有技术通常以相邻未服务地块、历史同期数据或区域平均数据作为无服务对照，但未充分排除生产基础、作物生育状态、气象过程进程和间接服务传播造成的差异，导致反事实基准可靠性不足；同时，现有技术多依据产量差值和成本差值直接折算价值，难以区分农事动作改变和农业中间响应传递产生的贡献，容易出现贡献重复计算，并且缺少利用实际收获产量和结算成本对测算价值进行修正的处理。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法解决反事实基准可靠性不足、服务贡献重复计算以及测算价值与实际结算不一致的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、本发明提供了一种基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法，其包括，采集气象服务发布触达数据和农业生产运行数据，并进行统一时刻校准与地块作物归属绑定，生成气象为农服务实时关联数据；基于气象为农服务实时关联数据，选取同一气象过程内未触达服务且生产基础相近的地块，将对应农事动作与农业响应映射至实际服务地块，生成空间无服务映射数据，再调取实际服务地块在历史相似气象过程中的未触达服务片段，按照气象过程进程和作物生育状态，映射至当前时段，生成历史无服务映射数据，对空间无服务映射数据与历史无服务映射数据开展多元回归残差互证，仅保留农事动作和农业响应同时趋同的时段，形成气象为农服务反事实基准；将实际农事动作替换为气象为农服务反事实基准中的农事动作并重新开展多元回归，得到服务动作替代响应数据，再将实际农业中间响应替换为服务动作替代响应数据中的农业中间响应并重新分析农业生产响应，根据两次替换后服务贡献的连续衰减状态，形成气象为农服务归因数据；基于气象为农服务归因数据折算正向价值与负向成本，形成气象为农服务测算价值，再结合实际收获产量和结算成本对气象为农服务测算价值进行修正，形成气象为农服务价值量化评估报告。

5、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述气象服务发布触达数据包括服务类型、服务区域、影响时段、推荐农事动作和触达时刻；

6、所述农业生产运行数据包括地块作物状态、气象实况、农事动作、农业响应、收获产量和结算成本。

7、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述生成气象为农服务实时关联数据，具体步骤如下：

8、采集气象服务发布触达数据和农业生产运行数据，并利用服务发送回执时刻、农事动作回执时刻和农业响应采集时刻校正不同数据来源的时间偏差，得到气象为农服务统一时序数据；

9、基于气象为农服务统一时序数据，按照服务影响时段和气象实况确定气象过程起止时刻，并将服务触达、农事动作和农业响应转换至对应气象过程进程，再将服务区域与地块边界进行空间覆盖匹配并绑定对应地块，形成气象为农服务地块归属数据；

10、依据气象为农服务地块归属数据，按照作物批次和气象过程发生时的作物生育阶段核对气象服务的目标作物和适用阶段，再按照服务触达、农事动作、农业中间响应和农业生产响应的发生顺序建立关联并绑定实际收获产量和结算成本，生成气象为农服务实时关联数据。

11、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述生成空间无服务映射数据，具体步骤如下：

12、基于气象为农服务实时关联数据，按照气象过程一致性和生产基础接近程度筛选未触达服务的地块，并结合地块邻接关系和农事动作时序跟随状态，剔除受到间接服务影响的地块，形成未触达隔离地块集；

13、利用未触达隔离地块集对各地块的气象实况轨迹与实际服务地块的气象实况轨迹进行气象过程相位对齐，并同步校正对应农事动作和农业响应，再结合生产基础差异和地块间轨迹一致性确定映射权重，将对应农事动作和农业响应加权映射至实际服务地块，得到空间无服务映射轨迹；

14、根据空间无服务映射轨迹，利用服务触达前的实际农事动作和农业响应开展双向回投校验，保留回投偏差处于校验合格范围内的映射轨迹，并将保留的映射轨迹恢复至实际计量单位后绑定实际服务地块和对应气象过程，生成空间无服务映射数据。

15、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述生成历史无服务映射数据，具体步骤如下：

16、基于气象为农服务实时关联数据，调取实际服务地块在历史相似气象过程中的未触达服务片段并剔除受间接服务影响和数据不完整的片段，再提取保留片段与当前气象过程的气象实况和作物生育状态并转换至统一气象过程进程，得到历史与当前生育状态对齐数据；

17、依据历史与当前生育状态对齐数据，按照气象过程变化方向和作物生育状态确定各历史未触达服务有效片段的参与比例与时间映射路径，得到历史无服务联合映射轨迹，再利用当前服务触达前的实际农事动作和农业响应开展回投校验，保留回投偏差处于校验合格范围内的映射轨迹，形成历史映射回投数据；

18、利用历史映射回投数据核验映射后的气象实况变化与农事动作和农业响应之间的发生顺序，剔除不符合生产传递顺序的映射部分，并将保留的映射轨迹恢复至实际计量单位后绑定实际服务地块与当前气象过程，生成历史无服务映射数据。

19、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述形成气象为农服务反事实基准，具体步骤如下：

20、基于空间无服务映射数据与历史无服务映射数据，按照实际服务地块、作物批次和气象过程进程进行对应，并将气象实况和作物生育状态作为解释数据，将农事动作和农业响应作为被解释数据，形成双源同相回归数据；

21、依据双源同相回归数据建立空间无服务多元回归关系与历史无服务多元回归关系，并进行双向交叉预测得到双向回归残差数据，再利用双源同相回归数据中的农事动作和农业响应从双向回归残差数据中提取对应残差，计算残差互证分值，并核验对应残差差异、预测轨迹变化方向、残差来源依赖状态和连续时段稳定状态，得到残差互证分值数据；

22、基于残差互证分值数据，利用服务触达前的连续时段确定动态互证边界，连接农事动作对应残差和农业响应对应残差同时处于动态互证边界内的相邻时段，形成农事响应趋同时段，再按照空间无服务多元回归关系与历史无服务多元回归关系的残差协方差融合农事响应趋同时段中的农事动作和农业响应，并绑定实际服务地块、作物批次和气象过程进程，形成气象为农服务反事实基准。

23、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述得到服务动作替代响应数据，具体步骤如下：

24、根据气象为农服务实时关联数据和气象为农服务反事实基准，确定实际农事动作偏离反事实农事动作的连续时段并提取对应气象实况、作物生育状态和农业响应，再从空间无服务映射数据与历史无服务映射数据中提取对应气象过程进程的数据，建立农事动作对农业中间响应和农业生产响应的多元回归关系，形成农业响应多环境回归数据；

25、使用农业响应多环境回归数据确定实际农业响应与多元回归预测响应之间的残差，并剥离其中与服务触达和农事动作差异相关的部分，再将实际农事动作替换为气象为农服务反事实基准中的农事动作，在保持气象实况和作物生育状态不变的条件下依次重算农业中间响应和农业生产响应，生成服务动作替代响应轨迹；

26、基于服务动作替代响应轨迹，核验农业中间响应向气象为农服务反事实基准中的农业中间响应回落的状态，并核验农业生产响应沿农业中间响应变化方向传递的状态，保留农业中间响应回落且农业生产响应传递方向一致的气象过程时段，再绑定对应实际服务地块、作物批次和气象过程进程，得到服务动作替代响应数据。

27、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述形成气象为农服务归因数据，具体步骤如下：

28、依据气象为农服务实时关联数据和服务动作替代响应数据，确定实际农业中间响应偏离服务动作替代响应数据中农业中间响应的连续时段并提取对应农业生产响应，再结合农业响应多环境回归数据确定农业中间响应向农业生产响应传递的滞后位置与传递方向，形成农业中间响应滞后传递数据；

29、基于农业中间响应滞后传递数据，确定空间无服务映射数据和历史无服务映射数据对应的农业生产响应残差并保留方向一致的部分，将实际农业中间响应替换为服务动作替代响应数据中的农业中间响应，在保持气象实况和作物生育状态不变的条件下重新分析农业生产响应，得到农业生产响应二次替换数据；

30、利用农业生产响应二次替换数据，依次比较实际农业生产响应与服务动作替代响应数据中的农业生产响应和二次替换后的农业生产响应相对于气象为农服务反事实基准的偏离状态，连接偏离程度连续减小且传递方向一致的时段，并确定农事动作替换和农业中间响应替换对应的农业生产响应贡献，再绑定实际服务地块、作物批次和气象过程进程，形成气象为农服务归因数据。

31、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述形成气象为农服务测算价值，具体步骤如下：

32、从气象为农服务归因数据中提取农事动作替换贡献和农业中间响应替换贡献，并按照农业生产响应总变化量对重叠贡献进行闭合校正，再将实际服务状态与气象为农服务反事实基准对应的产出变化和资源消耗绑定至相同结算时段，形成气象为农服务同步结算基准；

33、基于气象为农服务同步结算基准，结合空间无服务映射数据与历史无服务映射数据的残差一致性和服务贡献连续衰减状态对各项贡献进行可信折减，再将正向贡献折算为正向价值并将负向贡献折算为负向成本，以正向价值扣除负向成本，形成气象为农服务测算价值。

34、作为本发明所述基于多元回归分析的气象为农服务价值量化评估方法的一种优选方案，其中，所述形成气象为农服务价值量化评估报告，具体步骤如下：

35、利用气象为农服务测算价值，将实际收获产量和结算成本与气象为农服务反事实基准中的反事实收获产量和反事实成本进行同期对齐，确定产出价值偏差与成本价值偏差，并沿农事动作替换贡献和农业中间响应替换贡献进行受残差一致程度限制的反向回写，形成气象为农服务路径价值回写数据；

36、使用气象为农服务路径价值回写数据，核验各归因路径的价值方向和回写闭合状态，剔除引起价值方向反转和超出产出价值偏差与成本价值偏差的回写量，再将修正后的正向价值、负向成本和归因路径回写关系绑定至实际服务地块、作物批次和气象过程，形成气象为农服务价值量化评估报告。

37、本发明有益效果为：通过空间无服务映射数据与历史无服务映射数据残差互证，筛选农事动作和农业响应趋同时段，实现了实际服务地块未触达气象服务状态的双来源重建，达到了提高气象为农服务反事实基准可靠性、减少单一对照偏差的效果；通过依次替换实际农事动作和实际农业中间响应，比较农业生产响应的连续衰减状态，实现了农事动作替换贡献与农业中间响应替换贡献的分离，达到了减少服务贡献重复归因和提高气象为农服务价值量化准确性的效果。