基于植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度预测模型

摘要：

[目的]针对重庆地区寡日照的气候特点,结合不同作物、不同生长阶段光需求的差异性,探究植物工厂中光源不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,建立补光灯高度、光强比例与栽培槽平面光场强度之间的定量关系模型,为补光灯高度及光强的自动、精准、按需调控提供支撑.[方法]在重庆市农业科学院的密闭型智能仿真农业环境实验室中,以智能LED补光灯为研究对象,探究补光灯不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场强度变化规律,采用回归型支持向量机算法构建以补光灯高度、光强比例、空间位置信息为输入,栽培槽平面光场强度为输出的补光灯光场强度预测模型,利用此模型进行栽培槽平面光场强度的预测及实现根据不同作物、不同生长阶段需光特性的补光灯高度的精准调节.[结果]探析不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,发现在同一光源高度条件下,随着光强比例的增大,栽培槽平面的光场强度值也随之增加;在同一光强比例下,随着补光灯高度的增加,栽培槽平面中心区域的光场强度值随之减小,而边缘区域的光场强度值反而有一定程度的增加.对比5种建模方法,发现SVR算法在所得数据集上表现最佳.构建的栽培槽平面光场强度预测模型的训练精度R2可达0.9897,测试精度R2达0.9815,证明此模型可靠性良好.[结论]解析植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度分布规律,证明了构建栽培槽平面光场强度预测模型的必要性.该模型的精准构建,为设施农业或植物工厂条件下不同作物、不同生长阶段的光源位置及强度最优动态调控奠定良好的支撑.

关键词：植物工厂、补光灯、光场强度、回归型支持向量机、预测模型

所属期刊栏目：35

分类号：Q943.1(植物学)

资助基金：重庆市技术创新与应用发展专项面上项目cstc2020jscx-msxmX0034

在线出版日期：2023-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2922-2929