马尔可夫预测在农业科研生产中的应用

更正启事

因工作失误，《现代园艺》（综合版）2015年第11期第95页“树干处理

防治

林业害虫刍议”一文漏登了第二作者，应增加第二作者周琴，与第一作者为同

一单位。致歉！

特此更正

马尔可夫预测在农业科研生产中的应用

张效霏

（广西大学数学与信息科学学院，广西南宁

530004）

马尔可夫预测模型应用广泛，本文主要讨论其在农业科研生产当中的应用与发展前景。

马尔可夫；农业；发展前景

生的因素，为灾害防治提供科学依据。

3

马尔可夫预测模型存在的问题

从农业产值结构的定义可知，农业各业结构之间存在着一定的约束条件，即各业的产值结构比例之和等于1。由于马尔可夫模型主要用于分析随机事件未来发展变化趋势，即利用某变量现在的状态和动向来预测其未来的状态和可能发生的变化，因此可以在农业科研和生产中，利用马尔可夫预测模型对农业领域产值结构的变化情况进行预测。但如何提高预测精度是急需要解决的问题。2013年鞠金艳等，从提髙农业产值结构预测精度的目的出发，建立了马尔可夫预测模型，对我国农业产值结构进行了建模和预测，并给出

了其状态转移概率矩阵的估算模型和优化方法。[1]

应用此模型可以有效地提高预测精度。4前景与小结

马尔可夫预测模型是通过研究系统对象的状态转移概率来进行预测，因此确定状态转移概率是马尔可夫模型预测的关键。马尔可夫状态转移概率矩阵估算得越准确，预测的结果越精确。

农业产值结构是影响农业经济、农民收入和新农村建设的重要因素，因此，应用多种估算马尔可夫状态转移概率矩阵的估算模型对我国农业产业结构进

行预测，对促进我国农业发展、提高农民收入具有极其重要的意义。但是，目前对农业产业结构的定性分析较多，定量分析很少。因此今后应多应用定量的预测方法，对我国农业产业结构做出预测，科学直观

地预测我国农业结构特点，为积极直观地指导我国农业产业结构调

整具有极其重要的意义。

（收稿：2015-10-22）[1]鞠金艳,祝荣欣.基于马尔可夫模型的我国农业产值结构预测[J].数学的实践与认识,2013,43(22):65-70.

[2]崔振洋,李晓亮,王伟.马尔可夫链预测模型及其在农业病虫害预报中的应用[J].山西农业大学学报,1994,14(1):96-98.

张效霏（1979-），女，硕士，讲师，长期从事应用数学方面

的教学和科研工作。

马尔可夫过程的原始模型是马尔可夫链，研究系

统从一种状态转移到另一种状态的随机模型，本文主要探讨其在农业科研和生产领域的应用与前景。

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马尔可夫链

在系统状态转移过程中，当系统在某时刻所处的状态为已知时，系统在将来时刻所处的状态只与系统在该时刻所处的状态有关，而与系统在该时刻以前的状态无关，这种性质叫作无后效性，具有无后效性的状态转移过程，称之为马尔可夫过程，一系列马尔可夫过程构成马尔可夫链。

2马尔可夫预测模型在农业中的应用

基于马尔可夫链的定量预测模型应用范围广阔，准确地预测农业产值结构，合理地调整农业产值结构是国民经济提升和社会发展的基础。目前，已经有许多

学者对农业产值结构进行了各种模型分析和研究。

2011年张浩等，应用马尔科夫预测模型对我国农业产值结构进行预测，预测的平均误差为3.54%，预测结果比较满意。2013年许智慧等利用马尔可夫状态转移概率矩阵的新方法，对我国农业产值结构进行预测，证明该模型的可行性和科学性。

马尔可夫预测可以描述成几个状态的转移问题。例如，某个地区的天气情况分为旱、正常、涝等几种状态，随着时间流逝，该地区的天气情况会发生转化，可能从大旱转为正常，也可能从正常转为涝等情况。如果要预测此类问题，关键是获得系统的马尔可夫状态转移概率矩阵。

马尔可夫模型在基因遗传等问题方面也有应用，经过研究分析发现，基因型的遗传方式符合马尔可夫性，本代的基因型只遗传继承亲代基因型，与前几代的基因型关系不大。因此，可以视为马尔可夫过程。学者郭柞仁等，将马尔可夫模型应用到自交遗传世代基因型频率变化进行研究。根据马尔可夫链的基本原理，建立了群体自交基

本型频率变化的马尔可夫模型，对自交遗传基因进行模拟计算，最终得到稳定代数。

我国学者贾春生等运用马尔可夫链预测马尾松毛虫的发生面积，根据马尾松毛虫在当地发生程度的历史统计资料，应用马尔可夫链方法对当地毛虫灾害未来3年内灾害程度进行预测，提出影响马尾松毛虫发

2015年第12期现代园艺7

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