通过贝叶斯合改进作物模型推理,以空间变化的参数进行贝叶斯合
Andrew O Finley1, Sudipto Banerjee2, Bruno Basso3
1Departments of Forestry and Geography, Michigan State University, East Lansing, MI, USA.
本研究引入了贝叶斯框架,将作物模拟模型与精准农业的产量数据相结合. 这种方法解释了产量变化,并有效地指导特定地点的管理决策.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 计算科学 计算科学
- 统计建模 统计建模
背景情况:
- 作物模拟模型 (CSM) 对于精准农业至关重要,其目的是解释作物表现的变化,并为特定地点的管理提供信息.
- 准确的CSM需要详细的土壤,气候,管理和遗传数据,在高空间分辨率下获得这些数据通常是非常昂贵的.
研究的目的:
- 开发一个贝叶斯模型框架,将CSM与稀疏产量监测数据集成在一起.
- 提供特定位置的作物产量的后期预测分布和未观察到的空间变化的CSM参数.
- 为了促进基于过程的解释观察到的收益率变化.
主要方法:
- 提出了一个贝叶斯融合框架,将CSM (CERES-小麦) 与稀疏产量数据相结合.
- 该模型结合了物理CSM的系统组件和残余空间过程来纠正偏差.
- 多变量和单变量高斯过程模拟空间变化的输入和残余组件,通过低级预测过程进行维度缩小.
主要成果:
- 该框架成功地将CSM输出与稀疏的收益率数据结合起来,以生成特定位置的收益率预测.
- 它提供了对空间变化的模型参数的洞察,有助于理解收益率变化驱动因素.
- 使用低级预测过程有效地减少了大型数据集的计算负担.
结论:
- 提出的贝叶斯融合方法为精准农业中集成CSM与稀疏产量数据提供了可行的解决方案.
- 该方法增强了空间产量变化的解释,并支持基于信息的特定地点的管理决策.
- 该框架使用CERES-小麦模型和来自意大利福吉亚的产量数据展示了实际应用.
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