[发明专利]池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法

说明书

本发明提供一种池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法，包括步骤：S1：数据获取；S2：数据预处理；S3：建立一SSIM模型；S4：利用所述SSIM模型建立一基于PCA_SSIM的溶解氧插补模型；S5：对所述基于PCA_SSIM的溶解氧插补模型进行评价。本发明的一种池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法，在传统的气象环境时序数据中引入投喂和增氧两个人为活动变量数据，并利用PCA分析方法实现数据筛选，利用SSIM方法构造池塘溶解氧插补模型，实现溶解氧缺失数据插补。

技术领域

本发明涉及数据插补方法领域，尤其涉及一种池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法。

背景技术

目前尚缺乏一种利用PCA分析方法实现数据筛选，利用SSIM方法构造池塘溶解氧插补模型，实现溶解氧缺失数据插补的方法。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法，在传统的气象环境时序数据中引入投喂和增氧两个人为活动变量数据，并利用PCA分析方法实现数据筛选，利用SSIM方法构造池塘溶解氧插补模型，实现溶解氧缺失数据插补。

为了实现上述目的，本发明提供一种池塘养殖溶解氧缺失数据插补方法，包括步骤：

S1：数据获取；

S2：数据预处理；

S3：建立一SSIM模型；

S4：利用所述SSIM模型建立一基于PCA_SSIM的溶解氧插补模型；

S5：对所述基于PCA_SSIM的溶解氧插补模型进行评价。

优选地，所述数据获取步骤中：

一池塘还配置有一叶轮增氧机和一风力投饲机；

将水质传感器采用浮标形式放置在所述池塘短轴中线距长轴中线25m处，所述水质传感器通过无线网络传输水质数据，所述水质数据包括：溶解氧、pH值和水温；所述水质传感器的采样频率为5min，采样水深为20m；

将气象站通过无线网络传输气象数据并设置于所述池塘的左上角；所述气象数据包括气温、气压、风速、风向、大气压、光照强度和降雨量；所述气象站的采样频率为5min；

采用预设程序实现所述叶轮增氧机和所述风力投饲机的定时自动控制和环境在线监测功能，并按照标准时间戳将控制数据、所述水质数据和所述气象数据存储到数据库内。

优选地，所述S2步骤进一步包括步骤：

S21：当所述叶轮增氧机或所述风力投饲机开启时，采用公式(1)计算不规则时间分布状态值；当所述叶轮增氧机和所述风力投饲机关闭时，采用公式(2)计算不规则时间分布状态值；

其中，O_i表示所述叶轮增氧机或所述风力投饲机开启时的时间区间状态；C_i表示所述叶轮增氧机和所述风力投饲机关闭时的时间区间状态；T_i↑为大于开启时间T_i且距离开启时间最近的所述水质传感器的采样时间点，T_i↓为小于开启时间T_i且距离开启时间最近的所述水质传感器的采样时间点；i为设备开关次数；

S22：对缺失值少于等于2个采样时间间隔的所述气象数据和所述水质数据采用线性插值的方法进行修复；

S23：对于异常值进行检测和修复；

S24：对所述气象数据和所述水质数据进行归一化处理。

优选地，所述S24步骤中通过公式(3)对数据进行归一化处理：