随着设施农业及其配套技术的推广,我国现代化温室呈现出量大、面广等特点。温室是由人工营造相对独立的特殊小气候环境,将生态因子维持在适宜作物生长繁育的最优区间非常不易。加之,环境调整机构对温室的作用具有惯性和滞后性,响应时间较长。由于极端环境会造成作物不可挽回的损伤,对影响作物生长的重要环境因子建模和短期灾害预警,能及时调整栽培策略,为实现“植物工厂化”生产提供科学依据。本文以温室内外环境实测数据为研究对象,分析温室小气候模型及其在温室环境预警方面的应用,主要工作有以下几个方面:(1)温室环境信息采集选择能够长时间、稳定、可靠工作的环境采集设备,通过构建ZigBee网络实现设备与控制器相连,并且可以无限制接入。采用分布式监控策略,使用GPRS/GSM将数据联网,以多点到中心的方式将数据传送到远程数据终端,实现无人值守环境信息采集。(2)监测数据预处理由于数据采集受外界较多干扰存在误差,采用拉依达准则剔除粗大误差,利用小波降噪的方法平滑数据。由于单组测量数据不具有代表性,采用分批估计自适应加权融合算法将多组数据融合,为后续分析和建模提供较为可靠的数据样本。(3)因子选择和建模方法研究通过分析导致温室环境质能变化的机理过程可知,影响模型结构的环境因子众多,采用Pearson相关系数确定哪些环境因子为建模所需,通过基于实验数据的系统辨识法,建立温室温湿度扩展的自回归(ARX)模型,赤池信息量准则(AIC)用于辨识模型结构,在递推最小二乘(RLS)算法中引入遗忘因子获取模型参数信息。(4)环境预警方法研究根据领域专家知识建立作物受灾指标库和预警规则库,将融合环境模型、实时数据和知识库的预警方法应用作物防灾减灾上。以LabVIEW为平台开发的温室生态监测预警系统,其简洁的界面和图像化的菜单易被用户接受。