數學建模技術在現代農業(yè)發(fā)展中的應用分析

　　摘要：現代農業(yè)是農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。采取數學建模技術是農業(yè)精確發(fā)展的主要技術及基礎。文章介紹了農業(yè)數學模型的建立以及相關農業(yè)的原理和主要技術，并分析數學建模在現代化農業(yè)當中具有的主要作用和意義。

　　關鍵詞：現代農業(yè)；數學模型；精確農業(yè)

　　隨著大數據時代逐漸到來的信息化，現代化，智能化達到新的高度，人們可以利用主觀意愿去決策某件產品是否進行生產，并由此來滿足當下人們的飲食生活需求，避免了傳統(tǒng)形式的浪費，所以在現代化的科學農業(yè)當中采用數學模型以及大數據，可有效地將精確農業(yè)發(fā)展到一定的高度。

　　1農業(yè)數學模型的概念及作用

　　1.1數學模型的概念

　　1.1.1數學建模技術的概念[2]是將實際問題進行合理的抽象以及進行簡化，并從中明確整個系統(tǒng)的變量和部分參數，采用某種關系，建立變量與參數之間的數學關系，再將這種數學關系應用到實際問題當中進行求解，然后對計算結果進行分析討論驗證其正確性以及實際可行性。如果驗證準確，則可將其放入到實際生產當中；若驗證錯誤，則需將整個數學公式進行重新修改以及循環(huán)驗證，直到得到正解為止。

　　1.1.2數學建模技術的作用數學模型往往是采用數學的公式符號以及對應的流程圖圖形等，對實際問題進行抽象而又簡潔的分析，即主要作用分為解釋預測、以及控制。其中，解釋是用來詮釋某種客觀現象，主要是數學科學的本身性質所導致的，由于數學本身就基于實際問題進行，所以能夠解釋客觀的現象。預測往往是用來預知還未發(fā)生的事情，即通常是利用大量的實際數據，進行合理的分析并進行有效的處理來預知具有規(guī)律的發(fā)展趨勢?？刂苿t是在生產過程當中，針對于某一個現象進行合理的最優(yōu)化控制，而這種最優(yōu)控制往往取決于數學模型的有效計算以及比較，進而得出最優(yōu)策略。

　　1.2數學模型在農業(yè)發(fā)展中的應用

　　根據我國農業(yè)生產的現狀來看，若采用對農業(yè)生產的各個關鍵點進行有效的分析，并建立數學模型，使用計算機技術對數學模型進行求解，并分析其結果再將結果應用到實際農業(yè)生產當中，進行生產過程的有效調整，有效地達到最優(yōu)化生產的目的，使用這種形式能夠實現農業(yè)生產的高效化、先進化以及產業(yè)化，有效地降低成本、提高效率，提升了產量及維護自然環(huán)境等。經過科學分析以及研究，在農業(yè)生產方面總結出以下數學模型，其主要為：線性規(guī)劃模型、層次分析、灰色預測等模型。這些模型結合了國內外許多學者的知識，是通過總結經驗，并在原有的基礎上進行深入地挖掘所得出的主要數學模型，對現代農業(yè)生產具有很強的指導意義。

　　1.2.1線性規(guī)劃模型其為運籌學分支，主要是科學管理的一種輔助數學方式，一般用來解決具有一定約束條件的目標函數當中最大最小問題，所求得的解叫做可行解，并由所有的可行解組成的集合形成可行域，在線性規(guī)劃當中起到關鍵性要素的三個條件為決策變量約束條件以及目標函數。

　　1.2.2層次分析法是運籌學教授T.L.Satty所提出的簡單而實用的多準則決策方式，簡單說是將問題與目標進行合理的分析并作出決策，也就是說是一種判斷各種條件對最終結果的影響程度的方式，通常情況下，這種方式是用于研究對象較多、實驗結果、模糊不清、數據較為繁瑣、干擾因素較多并極易發(fā)生、無法預測影響因素的情況下，能夠做出較為準確的判斷，由此使用層次分析法，能夠有效的將定性與定量兩種要求達到相對統(tǒng)一的層次，起到減少工作量以及成本的目的。

　　1.2.3灰色預測法這種分析方法是由國內學者鄧聚龍教授在工程科學的基礎上提出，其主要起到解決一些具有未知因素和特殊領域問題，能夠廣泛的應用于農業(yè)、地質、氣象等多領域，其主要特點是在只能獲得部分信息的狀況下，將已知的信息進行合理the分析分類以及研究，并從中獲取有價值的農業(yè)信息，常應用于實際生產工作和植物生長規(guī)律的監(jiān)控以及預測。

　　2現代農業(yè)中數學模型建立的步驟

　　若要達到精確農業(yè)必須將各個方面達到全面信息化的要求，而達到全面信息化首要的條件是農業(yè)數字化，所以建立數學模型是現代化農業(yè)關鍵步驟。在農業(yè)生產當中，農業(yè)因素的數字化無法表明農業(yè)過程，而采用數學建模的形式將農業(yè)生產過程當中內在與外在的各種規(guī)律以及條件進行數學模型的形式體現，由此就完成了農業(yè)模型的主要任務。采用這樣的數學模型，能夠將農業(yè)生產過程進行數字化，使得采用傳統(tǒng)的經驗形式變?yōu)槔碚搶哟?。若想要實現農業(yè)數字化而不采取數學模型的形式，只會停滯在農業(yè)問題的表層，無法進行深入詳細的對各種農業(yè)過程的有效分析，往往不能達到農業(yè)生產過程當中最優(yōu)化的策略，所以，數學模型是精確農業(yè)科學的重要基礎和主要技術手段，其主要流程如圖1所示。

　　3現代農業(yè)的線性規(guī)劃模型

　　在現代化農業(yè)生產當中使用精確化的農業(yè)數字建設，其實只是利用線性規(guī)劃數學模型來解決部分農業(yè)生產的問題。所以必須確定整個系統(tǒng)的要求以及較為復雜的已知和未知條件之間的關聯，而所要解決的問題，也需要具有最大和最小的兩個極端性。農業(yè)生產問題往往具有一定的復雜性，需要進行大量的統(tǒng)計來獲得有效的數據。通常情況下建立這樣的數學模型分為以下3個步驟：首先，根據需求確認決策變量，其主要為整個問題當中的未知量，證明在整個規(guī)劃系統(tǒng)當中數量表示的采取方案和必要措施，這些都是由決策者進行決定及控制的。其次，要知道整個生產所需要達到的目的，并由此建立相關的函數，這樣確定了一組變量的線性函數，并根據實際問題來求得函數的最大與最小值，最后確定生產過程當中的約束問題，并將其建立在方程內形成約束方程，即可為等式或不等式，主要是表明在實現過程當中所需要受約束的各種條件。

　　往往采用單純算式能夠有效的求出。所需要規(guī)劃問題的最優(yōu)解，但在實際應用當中由于具有各種各樣的決策變量以及對應的約束問題，采用人工計算的形式較為費時費力，所以往往采用計算機程序的形式進行計算，這樣的形式不僅大大提高了計算的精準性，還有效地促進精確農業(yè)當中線性化規(guī)劃的有效擴展。

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　　自從步入了21世紀以后，各個的科學技術已經向著逐步智能化的方向發(fā)展，使得各個產業(yè)以及領域相互結合，這種形式已經成為當今時代科學發(fā)展的主要趨勢，將數學思維應用于農業(yè)生產當中，能夠有效減少農業(yè)生產當中不必要的成本，并將決定農業(yè)生產當中不同作物的產量期望，通過比較分析，可以知道如何種植售價高、易成活的產品，從而有效促進現代化農業(yè)的發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]苑穎.基于DEA三階段模型的保定市農業(yè)生產效率分析[J].安徽農業(yè)科學,2017;No.557(16):229-233.

　　王躍峰

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