CN113222453A - 一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例提供了一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统、设备及存储介质，其中，基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法包括步骤：S1、接收北斗导航系统传送的目标牧场区域的遥感数据；S2、基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；S3、从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；S4、基于所述步骤S2的理论载畜量和步骤S3计算出的牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；S5、将步骤S4计算得出的草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。本申请利用北斗导航系统获取准确的牧场面积，从而计算出理论载畜量，再基于计算出的实际牲畜量可以得出草畜平衡系数，进而准确的评估草畜平衡状况，本申请的方案自动化程度高，结果准确。

Description

一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统、设备 及存储介质
技术领域
本申请涉及畜牧业技术领域，具体而言，涉及一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统及存储介质。
背景技术
长期以来，我国畜牧业盲目追求牲畜数量，实行掠夺式经营，加上气候的变化，致使我国草地大面积超载过牧，水、草、畜失衡，草地退化、沙化和盐化严重，引起草地生产力大幅度下降和生态环境的急剧变化，沙尘暴频繁发生，直接威胁当地牧民生活和生存环境，威胁着牧区经济社会的持续发展，也影响着全国生态安全和可持续发展。
于是，针对牧场的草畜平衡进行有效评估，以对畜牧业进行合理指导就成为目前畜牧管理部门急需解决的技术问题，然而，现有技术中尚未有切实有效的草畜平衡评估方法。
发明内容
为了解决上述草畜平衡评估的技术问题，本申请提供了一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法、系统及存储介质。
本申请的第一方面提供了一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法，所述方法包括：
S1、接收北斗导航系统传送的目标牧场区域的遥感数据；
S2、基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
S3、从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
S4、基于所述步骤S2的理论载畜量和步骤S3计算出的牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
S5、将步骤S4计算得出的草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
优选地，所述目标牧场区域基于行政区划进行划分，或以广义草原进行划分；
优选地，所述理论载畜量的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000021
其中，C为理论载畜量，Csupport为理论草料供给总量，Cneed为牲畜食用需求总量；
优选地，所述理论草料供给总量的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000022
其中，grass_seasoni为目标牧场区域单位面积天然牧草供应量的季度日期正态分布函数，S为基于遥感数据计算出的目标牧场区域的面积； seasoni为季度日期；strawi为目标牧场区域的季度日期秸秆产量； grass_importi为目标牧场区域的季度日期外购牧草总量；1≤n≤4。
优选地，将牧场中的牛、羊、马的总量分别转化为羊单位后计算所述牧场实际牲畜量，具体地计算公式为：
CoatNo＝ω1×B+ω2×H+C
其中，CoatNo为实际牲畜量，B、H、C分别为目标牧场区域中牛、马、羊的折算总量，ω1、ω2分别为对应的折算系数；
优选地，所述草畜平衡系数的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000023
优选地，所述评估标准为：0<I≤1，未过载；1<I≤I1,轻度失衡； I1<I≤I2，重度失衡；其中，I1、I2为设定的评估阈值。
本申请的第二方面提供了一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于从北斗导航系统接收目标牧场区域的遥感数据；
第一计算模块，用于基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
第二获取模块，用于从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
第二计算模块，用于基于所述理论载畜量和所述牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
评估模块，用于将所述草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
本申请的第三方面提供了一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估设备，其特征在于，所述设备包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如前述所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
本申请的第四方面提供了一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如前述所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用了北斗导航系统在遥感技术上的优势，通过遥感检测技术可以实时、准确的获得目标牧场区域的面积，从而可以基于天然牧草的供应曲线准确计算出目标牧场的牧草供应量。
(2)本发明在计算牧草供应量时，不仅考虑了天然牧草的产量，同时还考虑了农牧结合的情况，即牧场及其周边会有秸秆等可用作草料的牧草替代物，以及，还综合考虑了外调牧草的情况，使得计算得出的目标牧场草料供给量更为准确。
(3)本发明在计算载畜量时并非仅计算羊，还考虑了同样会进食草料的牛和马，而且考虑到牛、马与羊的进食量不同，本发明设计了折算方式，即把牛、马按食草量折算为羊单位，使得实际牲畜量的计算更为准确、迅速。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法的流程示意图；
图2是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估系统的结构示意图；
图3是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
实施例一
请参阅图1，图1是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法包括步骤：
S1、接收北斗导航系统传送的目标牧场区域的遥感数据；
S2、基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
S3、从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
S4、基于所述步骤S2的理论载畜量和步骤S3计算出的牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
S5、将步骤S4计算得出的草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
在本申请实施例中，通过北斗导航系统获得遥感图像，进而基于遥感图像分析得出目标牧场区域的面积大小，从而可以算出目标牧场的牧草供应量，最终计算出该牧场的理论载畜量；同时，可从第三方管理系统(例如，政府机构的畜牧管理系统)中获取牲畜数据，以计算得出实际牲畜量；最终，基于实际牲畜量、理论载畜量就可以得出草畜平衡系数，再将其与设定的评估标准进行比对即可知晓评估结果。该评估过程自动化程度高，借助北斗导航系统精准的遥感数据可以保证评估结果数据的准确性，政府相关部门、甚至各中小牧场均可基于该数据进行对应的草畜平衡措施的制定。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，所述目标牧场区域基于行政区划进行划分，或以广义草原进行划分。
在本可选的实施方式中，由于采用精度十分高的北斗导航系统进行遥测，目标牧场区域的大小并不影响遥测的准确性。于是，政府相关部门可以针对广义草原(例如呼伦贝尔草原、伊犁草原、锡林郭勒草原、那曲草原等)进行广泛的草畜平衡评估，以充分了解国家草原的生态情况；以及，各地方部门甚至牧场方也可以利用该系统进行行政区划内的窄区域牧场进行草畜平衡评估，同样可以获得真实可靠的评估结果。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，所述理论载畜量的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000061
其中，C为理论载畜量，Csupport为理论草料供给总量，Cneed为牲畜食用需求总量。
优选地，所述理论草料供给总量的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000062
其中，grass_seasoni为目标牧场区域单位面积天然牧草供应量的季度日期正态分布函数，S为基于遥感数据计算出的目标牧场区域的面积；seasoni为季度日期；strawi为目标牧场区域的季度日期秸秆产量； grass_importi为目标牧场区域的季度日期外购牧草总量；1≤n≤4。
在本可选的实施方式中，基于北斗导航系统精确的遥感图像数据可以获得准确的目标牧场区域的面积，然后再基于该目标牧场区域的单位天然牧场产量即可计算得出天然牧草的供应量；这其中，牧场的牧草供应密度并非恒值，而是基于四季成正态分布，所以，本实施例基于往年的统计数据来将一年中的天然牧草供应量绘制为以季度为时间单位的正态函数分布曲线，于是，用户就可以通过调整目标分析时段来获得不同的分析评估结果。另外，本实施例还考虑到了牧场的农牧结合情况以及牧场外调情况，即，在计算理论草料供给总量时还综合考虑了秸秆产量和外购牧草总量，其中，秸秆产量与外购牧草总量的季度数据可通过统计数据分析得出，也可以从第三方管理系统(例如，政府机构的畜牧管理系统)中获取。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，将牧场中的牛、羊、马的总量分别转化为羊单位后计算所述牧场实际牲畜量，具体地计算公式为：
CoatNo＝ω1×B+ω2×H+C
其中，CoatNo为实际牲畜量，B、H、C分别为目标牧场区域中牛、马、羊的折算总量，ω1、ω2分别为对应的折算系数。
在本可选的实施方式中，计算载畜量时并非仅计算羊，还考虑了同样会进食草料的牛和马，而且考虑到牛、马与羊的进食量不同，本发明设计了系数折算方式，即把牛、马按食草量折算为羊单位，例如，ω1＝4，ω2＝3，使得实际牲畜量的计算更为准确、迅速。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，所述草畜平衡系数的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000071
优选地，所述评估标准为：0<I≤1，未过载；1<I≤I1,轻度失衡； I1<I≤I2，重度失衡；其中，I1、I2为设定的评估阈值。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，评估阈值I1、可由用户根据理论数据进行设定，例如，I1＝150，I1＝200。
实施例二
请参阅图2，图2是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估系统的结构示意图。如图2所示，本申请实施例的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于从北斗导航系统接收目标牧场区域的遥感数据；
第一计算模块，用于基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
第二获取模块，用于从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
第二计算模块，用于基于所述理论载畜量和所述牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
评估模块，用于将所述草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
在本申请实施例中，通过北斗导航系统获得遥感图像，进而基于遥感图像分析得出目标牧场区域的面积大小，从而可以算出目标牧场的牧草供应量，最终计算出该牧场的理论载畜量；同时，可从第三方管理系统(例如，政府机构的畜牧管理系统)中获取牲畜数据，以计算得出实际牲畜量；最终，基于实际牲畜量、理论载畜量就可以得出草畜平衡系数，再将其与设定的评估标准进行比对即可知晓评估结果。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，所述目标牧场区域基于行政区划进行划分，或以广义草原进行划分。
在本申请实施例中，确定为一种可选的实施方式，第一计算模块基于如下公式计算所述理论载畜量：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000081
其中，C为理论载畜量，Csupport为理论草料供给总量，Cneed为牲畜食用需求总量；
其中，所述理论草料供给总量的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000091
其中，grass_seasoni为目标牧场区域单位面积天然牧草供应量的季度日期正态分布函数，S为基于遥感数据计算出的目标牧场区域的面积； seasoni为季度日期；strawi为目标牧场区域的季度日期秸秆产量； grass_importi为目标牧场区域的季度日期外购牧草总量；1≤n≤4。
在本可选的实施方式中，第二计算模块基于如下方式计算草畜平衡系数：
将牧场中的牛、羊、马的总量分别转化为羊单位后计算所述牧场实际牲畜量，具体地计算公式为：
CoatNo＝ω1×B+ω2×H+C
其中，CoatNo为实际牲畜量，B、H、C分别为目标牧场区域中牛、马、羊的折算总量，ω1、ω2分别为对应的折算系数；
其中，所述草畜平衡系数的计算公式为：
Figure RE-RE-GDA0003102049310000092
在本可选的实施方式中，评估模块基于如下评估标准得出草畜平衡评估结果：0<I≤1，未过载；1<I≤I1,轻度失衡；I1<I≤I2，重度失衡；其中，I1、I2为设定的评估阈值。
实施例三
请参阅图3，图3是本申请实施例公开的一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估设备的结构示意图。如图3所示，本申请实施例的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估设备，其特征在于，所述设备包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如第一实施例所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
在本申请实施例中，通过北斗导航系统获得遥感图像，进而基于遥感图像分析得出目标牧场区域的面积大小，从而可以算出目标牧场的牧草供应量，最终计算出该牧场的理论载畜量；同时，可从第三方管理系统(例如，政府机构的畜牧管理系统)中获取牲畜数据，以计算得出实际牲畜量；最终，基于实际牲畜量、理论载畜量就可以得出草畜平衡系数，再将其与设定的评估标准进行比对即可知晓评估结果。
实施例四
本申请实施例提供一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如第一实施例所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法，其特征在于：所述方法包括：
S1、接收北斗导航系统传送的目标牧场区域的遥感数据；
S2、基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
S3、从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
S4、基于所述步骤S2的理论载畜量和步骤S3计算出的牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
S5、将步骤S4计算得出的草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述目标牧场区域基于行政区划进行划分，或以广义草原进行划分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述理论载畜量的计算公式为：
Figure RE-RE-RE-FDA0003102049300000011
其中，C为理论载畜量，Csupport为理论草料供给总量，Cneed为牲畜食用需求总量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述理论草料供给总量的计算公式为：
Figure RE-RE-RE-FDA0003102049300000012
其中，grass_seasoni为目标牧场区域单位面积天然牧草供应量的季度日期正态分布函数，S为基于遥感数据计算出的目标牧场区域的面积；seasoni为季度日期；strawi为目标牧场区域的季度日期秸秆产量；grass_importi为目标牧场区域的季度日期外购牧草总量；1≤n≤4。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将牧场中的牛、羊、马的总量分别转化为羊单位后计算所述牧场实际牲畜量，具体地计算公式为：
CoatNo＝ω1×B+ω2×H+C
其中，CoatNo为实际牲畜量，B、H、C分别为目标牧场区域中牛、马、羊的折算总量，ω1、ω2分别为对应的折算系数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述草畜平衡系数的计算公式为：
Figure RE-RE-RE-FDA0003102049300000021
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述评估标准为：0<I≤1，未过载；1<I≤I1,轻度失衡；I1<I≤I2，重度失衡；其中，I1、I2为设定的评估阈值。
8.一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估系统，所述系统包括：
第一获取模块，用于从北斗导航系统接收目标牧场区域的遥感数据；
第一计算模块，用于基于所述遥感数据计算所述目标牧场区域的理论载畜量；
第二获取模块，用于从管理数据库中获取各种牲畜的数据，并据此计算所述目标牧场区域的牧场实际牲畜量；
第二计算模块，用于基于所述理论载畜量和所述牧场实际牲畜量计算得出草畜平衡系数；
评估模块，用于将所述草畜平衡系数与评估标准进行比对，以得出草畜平衡评估结果。
9.一种基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估设备，其特征在于，所述设备包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-7任一项所述的基于北斗导航的天然草地草畜平衡评估方法。
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