CN110309977B - 一种粮堆扦样高度随机布局方法及圆仓粮堆扦样方法 - Google Patents

一种粮堆扦样高度随机布局方法及圆仓粮堆扦样方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粮堆扦样高度随机布局方法及圆仓粮堆扦样方法，粮堆扦样高度随机布局方法，其特征在于：通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指距离扦样位置距离地面的高度，Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N，Hi∈[0.2,H‑0.1]，其中，h＝0.2+RAND()*[(H‑0.1)‑0.2]，b＝[(H‑0.1)‑0.2]/G，H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4,5＜H时，G＝5。本发明提供了一种扦样高度不可预测的粮堆扦样高度随机布局方法及该粮堆扦样高度随机布局方法的圆仓粮堆扦样方法。

Description

一种粮堆扦样高度随机布局方法及圆仓粮堆扦样方法
技术领域
本发明涉及粮食扦样领域中的种粮堆扦样高度随机布局方法及圆仓粮堆扦样方法。
背景技术
粮食存储是影响民生和社会安全的关键所在，其中房式仓、筒仓是常见的粮食存储仓。扦样是粮食存储中质量抽查工作的重要环节，扦取具有代表性的样品是客观、准确地评价粮食质量状况的其那题。如果扦取的样品没有代表性、真实性，那么检验结果也就失去了意义。
现有技术中，对粮堆扦样时，首先选取粮面扦样点，然后通过采样杆在每个粮面扦样点的指定深度进行扦样操作，现行的这种扦样方式存在以下问题，每处扦样点位置的扦样深度是可以预测的，不具备随机性，致使仓内存在扦样的固有盲区，盲区的存在可能屏蔽储粮的真实信息，比如说，在目前的扦样方式中，存粮方有可能在扦样层使用较好的粮食，而其它高度无粮或使用质量较差的粮食，以应对相应的扦样工作，造成扦样工作失去意义，给国家和人民造成重大损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扦样高度不可预测的粮堆扦样高度随机布局方法；本发明的目的还在于提供一种该粮堆扦样高度随机布局方法的圆仓粮堆扦样方法。
为解决上述技术问题，本发明中粮堆扦样高度随机布局方法的技术方案如下：
一种粮堆扦样高度随机布局方法，其特征在于：通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指距离扦样位置距离地面的高度，
Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N
Hi∈[0.2,H-0.1]
其中，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]
b＝[(H-0.1)-0.2]/G
H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4,5＜H时，G＝5。
本发明中圆仓粮堆扦样方法的技术方案为：
圆仓粮堆扦样方法，第一步，选取粮面扦样点，第二步通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指距离扦样位置距离地面的高度，
Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N
Hi∈[0.2,H-0.1]
其中，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]
b＝[(H-0.1)-0.2]/G
H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4,5＜H时，G＝5，然后对各粮面扦样点位置的高度为Hi处的粮食进行扦样操作。
所述第一步，通过以下方方法选取粮面扦样点坐标，圆仓的储粮半径为R(米)，以圆仓内仓壁的某个位置为坐标原点建立坐标系，其中从坐标原点出发过圆仓中心的轴为X轴，RAND()为[0，1]上的随机函数，
该方法包括以下步骤，第一步，在X轴上随机确定一个扦样点坐标(X0，Y0)，
X0＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Y0＝0
第二步，以(X0，Y0)为第一个边长为2a的正方形网格的中心点，向该正方形网格的四周扩展其它的边长为2a的正方形网格，正方形网格的四个角的坐标(Xi，Yi，j)和正方形网格的中心点坐标(Xi中，Yi，j中)为扦样点坐标，
Xi＝X0+i*a i＝±1、±3、…、±2n+1，n∈N；
Yi,j＝Y0+j*a j＝±1、±3、…、±2n+1，n∈N；
(Xi+R)2+Yi,j 2≤(R-1)2；
Xi中＝X0+i*a i＝0、±2、…、±2n，n∈N；
Yi,j中＝Y0+j*a j＝0、±2、…、±2n，n∈N；
(Xi中+R)2+Yi,j中 2≤(R-1)2
N表示正整数，
上述公式中，a＝(R-1)/K，对储粮量≤2000吨的圆仓，K＝1.95，对储粮量＞2000吨的圆仓，K＝2。
对储粮量≤2000吨的圆仓，扦样点的个数S为6～8，对储粮量＞2000吨的圆仓，扦样点的个数S为12～15个。
由第一步、第二步产生的位于圆仓以内的扦样点坐标的个数为P，如P≥S，则在第一步、第二步产生的扦样点中选S个扦样点；如P＜S，则通过如下公式获得S-P个数的备用扦样点(Xt，Yt)
Xt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Yt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
(Xt+R)2+Yt 2≤(R-1)2
t＝1、2、…、10。
本发明的有益效果为：本发明中，通过随机公式h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]可获得一个随机的基础扦样高度，由于随机函数RAND()的存在，因此只需输入粮堆平均高度，就会产生一个随机的基础高度，这个数值不可以预测，然后以公式Hi＝h+i*b,来获得所有粮面扦样点处的扦样高度，利用随机函数的随机性，无论是扦样工作者还是存粮方都无法提前预测高度，存粮方不会出现提前作弊而应对扦样工作，可以保证扦样工作真正有效的开展。
附图说明
图1是本发明实施例中第一次生成的粮面扦样点坐标图；
图2是本发明实施例中第二次生成的粮面扦样点坐标图；
图3是本发明实施例中第三次生产的粮面扦样点坐标图；
图4是第一次随机生成的十个备用粮面扦样点的坐标值。
具体实施方式
本发明中圆仓粮堆扦样方法的实施例如图1～4所示：第一步，选取粮面扦样点，第二步通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指距离扦样位置距离地面的高度，
Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N
Hi∈[0.2,H-0.1]
其中，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]
b＝[(H-0.1)-0.2]/G
N表示正整数，H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4；5＜H时，G＝5，然后对各粮面扦样点位置的高度为Hi处的粮食进行扦样操作。
上述公式里，只需确定粮堆的平均高度H，就可以计算出一组随机的扦样高度Hi值，其基本的计算过程是，得知粮堆平均高度后，通过随机公式h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]，可以随机出一个初始的随机高度h，该初始的随机高度h即为其中一个粮面扦样点的扦样高度，然后根据公式，Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N，计算出其他粮面扦样点处的扦样高度，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]，
公式h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]保证初始值的随机性，Hi＝h+i*b保证扦样高度覆盖的广度。使用时可以将上述程序烧写到CPU或编写进有计算能力的软件中，比如说excel表格中，只需输入粮堆高度，就可以自动生成Hi，以多次输入相同的粮堆高度，由于随机函数的特性，每次获得的初始随机高度h均是不同的，粮堆5米高位例，输入10次，可以分别获得十个初始的随机高度h,分别为4.26米、2.4米、4.17米、2.69米、1.63米、3.76米、1.85米、0.27米、0.81米、4.78米，由此可见保证了扦样高度的随机不可预测性。
第一步选取粮面扦样点坐标的具体过程为：圆仓的储粮半径为R(米)，以圆仓内仓壁的某个位置为坐标原点建立坐标系，其中从坐标原点出发过圆仓中心的轴为X轴，RAND()为[0，1]上的随机函数，圆仓是指浅圆仓、砖圆仓、立筒仓这类横截面为圆形的仓体。
该方法包括以下步骤，第一步，在X轴上随机确定一个扦样点坐标(X0，Y0)，
X0＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Y0＝0
第二步，以(X0，Y0)为第一个边长为2a的正方形网格的中心点，向该正方形网格的四周扩展其它的边长为2a的正方形网格，正方形网格的四个角的坐标(Xi，Yi，j)和正方形网格的中心点坐标(Xi中，Yi，j中)为扦样点坐标，
Xi＝X0+i*a i＝±1、±3、…、±2n+1,n∈N；
Yi,j＝Y0+j*a j＝±1、±3、…、±2n+1,n∈N；
(Xi+R)2+Yi,j 2≤(R-1)2；
Xi中＝X0+i*a i＝0、±2、…、±2n,n∈N；
Yi,j中＝Y0+j*a j＝0、±2、…、±2n,n∈N；
(Xi中+R)2+Yi,j中 2≤(R-1)2
N表示正整数，
上述公式中，a＝(R-1)/K，对储粮量≤2000吨的圆仓，K＝1.95，对储粮量＞2000吨的圆仓，K＝2。
对储粮量≤2000吨的圆仓，扦样点的个数S为7，对储粮量＞2000吨的圆仓，扦样点的个数S为13个。
由第一步、第二步产生的位于圆仓以内的扦样点坐标的个数为P，如P≥S，则在第一步、第二步产生的扦样点中选S个扦样点；如P＜S，则通过如下公式获得S-P个数的备用扦样点(Xt，Yt)
Xt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Yt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
(Xt+R)2+Yt 2≤(R-1)2
t＝1、2、…、10。
在上述公式中，由于待扦样圆仓的半径R是确定的，因此待扦样圆仓的储粮量也是确定的，因此K值时确定的，即a值时确定的，利用随机函数RAND()的随机性，产生第一个扦样点坐标，(X0，Y0)，以该扦样点坐标作为第一个正方形网格的中心点，向该正方形网格四周扩展其它的正方形网格，各正方形网格的四角坐标和中心点坐标就形成了扦样点坐标，使用时，可以使用烧有上述程序的CPU或者编有上述程序的计算软件，如excel表格，只需现场输入圆仓的半径，即可获得一组扦样点坐标，不同次输入即使输入相同的圆仓半径值，也会获得不同的扦样点坐标。因此只有扦样工作者现场获得扦样点坐标后告知存粮方要对这些位置的扦样点进行扦样检查时，存粮方才知道哪些坐标点的梁面需要进行扦样抽查，即使存粮方提前拿到该程序，由于扦样点生成坐标每次都不一样，而且几乎可能会覆盖整个梁面，所以其无法提前猜测扦样范围而进行作弊，当然扦样工作者也无法提前告知存粮方即将对哪些位置的梁面进行扦样抽查，可以实现真正意义上的扦样，保证扦样结构的随机性和代表性。本发明中的扦样点坐标值单位为米。
以粮仓半径20米为例，第一次生成的扦样坐标如图1所示，图中项1表示圆仓，项2表示以(X0，Y0)为中心生成的第一个正方形网格(方格真实并不存在，所以用虚线表示)，以第一个正方形网格2为中心向四周扩展其它的正方形网格，其它的正方形网格可以称为外围正方形网格3，外围正方形网格的四个角的坐标(Xi，Yi,j)和中心坐标(Xi中，Yi,j中)就是其它的扦样点坐标，由图3可以看出，真正落入圆仓内的有效扦样点只有8个，因此通过Xt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Yt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]，可以在随机生成十个备用的随机扦样点，从中任取5个扦样点坐标，可以上述8个扦样点坐标一共组成13个扦样点。随机生成的十个备用的随机扦样点坐标如图4所示，图4中的备用扦样点坐标值的单位为米。
第二次输入半径20米时，生成的扦样坐标如图2所示：在圆仓内有八个有效的扦样点坐标生成，还需要产生五个备用扦样点(Xt，Yt)。
第三次输入半径20米时，又产生一组新的坐标值如图3所示：通过第一步，第二步的计算公式，只有四个有效扦样点落入圆仓中，此时需要产生9个备用扦样点坐标。在本发明的其它实施例中：储粮量≤2000吨的圆仓，扦样点的个数S还可以是6个或8个，对于储量量＞2000吨的圆仓，扦样点的个数S为12个或15个。
在现场扦样时，工作人员通过圆仓半径选取扦样点个数，比如说选取13个粮面扦样点，并获得这13个粮面扦样点的扦样点坐标，然后根据第二步，通过粮堆高度计算出至少13个扦样高度，从中选13个扦样高度值分别对应13个粮面扦样点进行扦样操作。
一种粮堆扦样高度随机布局方法的实施例，粮堆扦样高度随机布局方法与上述各圆仓粮堆扦样方法中第二步获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi的方法相同，在此不再详述。在本发明的其它实施例中，该粮堆扦样高度随机布局方法还可以应用于房式仓。

Claims (5)

1.一种粮堆扦样高度随机布局方法，其特征在于：通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指扦样位置距离地面的高度，
Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N
Hi∈[0.2,H-0.1]
其中，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]
b＝[(H-0.1)-0.2]/G
H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4,5＜H时，G＝5，N表示正整数。
2.圆仓粮堆扦样方法，其特征在于：第一步，选取粮面扦样点，第二步通过下述公式获得各粮面扦样点处的扦样高度Hi，Hi是指扦样位置距离地面的高度，
Hi＝h+i*b,i＝0、±1、±2、±3、±4、…、±n，n∈N
Hi∈[0.2,H-0.1]
其中，h＝0.2+RAND()*[(H-0.1)-0.2]
b＝[(H-0.1)-0.2]/G
H表示粮堆的平均高度，H≤2时，G＝2；2＜H≤3时，G＝3；3＜H≤5，G＝4,5＜H时，G＝5，然后对各粮面扦样点位置的高度为Hi处的粮食进行扦样操作，N表示正整数。
3.根据权利要求2所述的圆仓粮堆扦样方法，其特征在于：所述第一步，通过以下方法选取粮面扦样点坐标，圆仓的储粮半径为R(米)，以圆仓内仓壁的某个位置为坐标原点建立坐标系，其中从坐标原点出发过圆仓中心的轴为X轴，RAND()为[0，1]上的随机函数，
该方法包括以下步骤，第一步，在X轴上随机确定一个扦样点坐标(X0，Y0)，
X0＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Y0＝0
第二步，以(X0，Y0)为第一个边长为2a的正方形网格的中心点，向该正方形网格的四周扩展其它的边长为2a的正方形网格，正方形网格的四个角的坐标(Xi，Yi，j)和正方形网格的中心点坐标(Xi中，Yi，j中)为扦样点坐标，
Xi＝X0+i*a i＝±1、±3、…、±2n+1，n∈N；
Yi,j＝Y0+j*a j＝±1、±3、…、±2n+1，n∈N；
(Xi+R)2+Yi,j 2≤(R-1)2；
Xi中＝X0+i*a i＝0、±2、…、±2n，n∈N；
Yi,j中＝Y0+j*a j＝0、±2、…、±2n，n∈N；
(Xi中+R)2+Yi,j中 2≤(R-1)2
N表示正整数，
上述公式中，a＝(R-1)/K，对储粮量≤2000吨的圆仓，K＝1.95，对储粮量＞2000吨的圆仓，K＝2。
4.根据权利要求3所述的圆仓粮堆扦样方法，其特征在于：对储粮量≤2000吨的圆仓，扦样点的个数S为6～8，对储粮量＞2000吨的圆仓，扦样点的个数S为12～15个。
5.根据权利要求4所述的圆仓粮堆扦样方法，其特征在于：由第一步、第二步产生的位于圆仓以内的扦样点坐标的个数为P，如P≥S，则在第一步、第二步产生的扦样点中选S个扦样点；如P＜S，则通过如下公式获得S-P个数的备用扦样点(Xt，Yt)
Xt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
Yt＝1+RAND()*[(2R-1)-1]
(Xt+R)2+Yt 2≤(R-1)2
t＝1、2、…、10。
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Spatial Autocorrelation of Winter Wheat in Sampling Units and its Effect on Sampling Efficiency;Ge-Ji Zhong;《2018 7th International Conference on Agro-geoinformatics (Agro-geoinformatics)》;20180930;全文 *
探讨农作物种子的扦样程序及存在的问题;杨丽华 等;《农业与技术》;20170131;第37卷(第2期);全文 *
散装粮食新型扦样方案的探究;谈军;《现代面粉工业》;20181214(第06期);全文 *

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