模糊數學在茶業科學上的初步應用

李 薇

（重慶科創職業學院，重慶永川 402160）

模糊數學在茶業科學上的初步應用

李 薇

（重慶科創職業學院，重慶永川 402160）

目前，模糊數學已廣泛應用于各種科學研究中，對此，本文以模糊數學理論為基礎，對其在茶葉科學方面的應用進行了初步的探討，并對模糊數學在茶葉科學上應用的發展前景進行了簡單的闡述。

模糊數學；茶葉科學；應用

模糊數學的理論是一門研究模糊事物的數學化學科，在茶葉科學中，存在各種各樣的模糊性現象，采用模糊數學理論進行處理，可以將各種模糊性的現象進行定量描述，使其結果更符合實際情況。因此，對模糊數學在茶葉科學上的應用進行研究是有必要的。

1 模糊數學在茶業科學上的初步應用

隨著模糊數學理論的完善，在初步應用中，主要包括應用隸屬函數對茶葉的種植方式、密度和施肥水平進行評價；利用模糊貼近度對新引進品種和原品種生化成分之間的近似程度進行判別；利用模糊聚類法對不同品種的形態分類進行了相關分析；同時還研究了模糊綜合評判法在不同茶葉評審分級中的應用。

1.1 隸屬函數的應用

隸屬函數是對模糊性現象進行定量描述的關鍵，也是模糊數學理論誕生的一個標志。模糊數學理論的創始人查德在數學的基礎上用[0，1]這樣的閉區間上的任意實數對實際事物的模糊性進行定量的描述。在實際的茶葉種植中，對同一茶種不同的種植方式、種植密度及施肥情況利用隸屬函數進行分析，選取衡量茶樹生長好壞的五個指標（覆蓋度、芽梢數、有效分枝數、葉面積、自疏率）進行分析時，我們可以對其各個指標建立最佳群體狀況的隸屬函數，對覆蓋度、芽梢數、有效分枝數、葉面積建立隸屬函數，對自疏率建立隸屬函數，通過對其隸屬函數進行求解，便可看出各處理對茶樹群體生長好壞的影響順序，從而選擇出最優的種植方式、密度和施肥水平。

1.2 模糊相似優先比的應用

對于茶樹的引種，通過數學模糊理論，選取具有較大影響力的六大氣候影響因子（年極端最低溫度、年平均≤0℃日數、年≥10℃活動積溫、年日照總時數、年總降水量和年平均相對溫度），對茶樹品種的原產地和引入地之間各種影響因素和條件進行比較，求出原產地和引入地之間因素之間的隸屬度，同是利用模糊相似優先比的方法，使引種區劃與實際情況相符。

1.3 模糊貼近度的應用

對于各類茶樹品種生化成分，我們可利用模糊貼近度的方法對各種茶品的生化成分進行比較。

1.4 模湖聚類分析的應用（系統聚類分析法）

在茶葉科學中，其模糊性越來越大。在茶品中的分類中，我們可利用模糊聚類分析法對茶品的進行分類。模糊聚類分析法的主要步驟是：（1）將各個不同品種茶的形態特征進行標準化，一般可采用極標準化公式，將各品種的形態特征進行標準化。（2）進行標定，即求出可衡量被聚類茶品對象間相似程度的統計量rij，以此確定論域上的相似矩陣R={rij}。（3）對模糊矩陣進行復合運算，以滿足模糊關系矩陣的對稱性、自反性和傳遞性。一般情況下，關系矩陣的自反性和對稱性容易直接看出，但是其傳遞性就需要通過計算才能夠確定。如果Rk·Rk=R2k≤R*，則該模糊關系矩陣為模糊等價關系矩陣。（4）根據實際情況選擇不同的置信水平入值，使模糊關系逐步形成由細到粗的聚類。通過聚類分析可以對茶的品種進行有效的鑒定。

1.5 模糊綜合評判的應用

在實際的茶葉分級評價中沒有絕對的標準，利用模糊綜合評判法便能很好的解決這類問題。在對茶葉進行模糊綜合評判時，主要包括因素集u、決斷集合v、單因素決斷三個要素。其中單因素決斷是指從因素集合到決斷集合的一個模糊映射即存在一個固定單因素U∈u，其中也存在一個模糊決斷B(u)∈J(v)。在模糊變換 X?R=Y中，x是因素集合u上的模糊子集，也叫做因素的權重集，主要用來衡量各個不同因素因子在進行綜合審評中所占作用的大小；R是單因素的評價矩陣，即從因素集合到決斷集合之間模糊關系的一種轉換；y是評判的結果，同時也是決斷集合上的一個模糊子集。以炒青茶的評審為例，對其應用模糊綜合評判法進行評審。茶葉審評師通過視覺、嗅覺、觸覺等感官對茶葉的色、香、味、形等各種品質因子進行模糊評判，而這些品質因子可由相應的生化因子來代替，將審評師感官評審中個品質因子所占有的權重轉移到相應的生化因子權重上，以此對茶葉進行評審。經相關的應用試驗可知，利用模糊綜合評判法進行茶葉的評審，其正確率可高達90%以上，在實際茶葉評審中具有很高的實用價值。

2 模糊數學在茶業科學上的應用的發展前景

模糊數學在茶葉科學上的應用促進了茶葉行業的發展，隨著模糊數學的進一步發展和完善，其在茶葉科學及其他科學上的應用將越來越廣泛。

2.1 茶葉的市場營銷

隨著我國經濟的不斷發展，大部分的茶葉消費者購買的數量和行為是沒有邊界的，是一種模糊性的事物，因此借助模糊數學理論對影響消費者購買數量和行為的主要因素進行科學的分析，對這些模糊因素進行定量的描述，為開拓茶葉市場和制定茶葉營銷策略提供更加可靠的依據。

2.2 茶園土地肥力的分級

不同茶葉品種的種植對土地肥力有著不同的需求，土地肥力受到雨水、空氣質量等各種模糊因素的影響，因此，可利用模糊數學的分析方法對各種因素和土壤肥力的關系進行分析，求出各因素影響土壤肥力所占的權重系數，組成相應的矩陣，在此基礎上建立各因素對各級別土壤的隸屬函數，組成一個模糊矩陣，對茶園的土壤肥力進行有效的綜合評判，從而可以長期有效地保持茶園土壤的肥力，促進優質茶葉的生產。

2.3 茶樹病蟲害的預防和控制

目前大部分茶樹的病蟲害受到當地環境、氣候等各方面的影響，采用模糊數學理論對氣候和環境等各方面的監測數據進行分析，找出控制病蟲害的主要影響因素，對不利的影響因素在可控范圍內進行有效的調整，最終達到少用農藥化肥，生產更加綠色優質的茶葉。

2.4 制茶方面的應用

在茶葉生產過程中，影響茶葉制造質量的因素較多，如采摘鮮葉的質量、氣候、制造的工藝等都會影響制茶的質量。對此，可以利用模糊數學法計算出各因素之間相關系數，利用模糊聚類分析法篩選出對制茶質量影響較大的幾個因素，在制造過程中可利用計算機技術以最少的因素控制整個制造過程，實現高質量茶葉的自動化生產。

2.5 茶葉機械總體性能評價

茶葉機械是茶葉生產加工的主體，針對這些情況，我們可以利用模糊數學中AHP多目標決策等方法，建立一個茶葉機械整體性能的評價模型，計算茶葉機械的各項指標權重系數，并建立與其對應的隸屬函數，將各個性能指標進行量化，再建立茶葉機械總體性能評價模型，為茶葉機械性能的優化和創新提供定量化的參考數據。

3 結語

隨著模糊數學在茶葉科學領域的廣泛應用，將模糊數學理論與茶葉科學相結合，選擇具有代表性和獨立性的茶葉科學指標，正確建立隸屬函數，以保證分析結果更加科學，使其更加有利于促進茶葉行業的不斷發展。

[1]黃斌,曾憲唐.模糊數學在茶葉市場營銷決策中的應用——我院茶葉教師消費市場調查研究[J].茶葉科學簡報,1990,02:7-9+47.

[2]孫威江,郭紅.茶葉營銷中的模糊綜合評判[J].中國茶葉,1991,06:24-25.

[3]孫威江,周振煌.茶業研究中模糊數學應用的現狀與前景[J].茶葉,1992,03:17-19.

[4]李遠志.模糊數學在茶樹引種區劃中的應用[J].中國茶葉,1985,04:8-10.

李 薇（1980-），女，四川南充人，講師，本科，研究方向：高等數學教育教學方向。