基于轨迹数据的苏尼特草场放牧强度与预警机制研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JoshuaSiu
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苏尼特草场位于锡林郭勒大草原西北部,该草场以放牧为基本利用方式,且畜牧业是该地区的主要产业之一。近些年来,草地资源的大幅退化,已经成为畜牧业经济发展和草地生态系统稳定面临的主要问题,而引起草地退化的一个主要原因就是过度放牧。因此,估算草场实际放牧强度,完善放牧预警机制,从而指导牧民合理放牧对草畜平衡有着重要的意义。随着畜牧业信息化、现代化的发展,牧民借助于定位设备对牲畜进行追踪管理,不仅极大的节约了人力成本,同时积累了大量轨迹数据,这些数据中隐藏着丰富的有用信息,如牲畜运动状态、行为模式等。基于上述背景,在调查研究了轨迹数据处理技术和放牧强度估算方法相关文献后,利用放牧时空轨迹数据,针对苏尼特草场放牧特点,通过轨迹挖掘技术结合放牧强度定义,提出了一种分布型放牧强度估算方法。该方法首先对放牧轨迹数据进行聚类分析,得到牲畜的不同觅食、进食区域;接着对聚类结果统计、计算,得到草场不同区域放牧强度。然后进行放牧预警机制的研究与系统设计,首先通过载畜量与放牧强度的关系判断放牧等级;接着对分布型放牧强度估算模型和放牧等级判断方法进行封装,对外提供最终计算结果,并基于Flask框架开发API接口,用户只需发送请求即可获取相关数据,再通过FineReport对放牧强度估算结果和放牧等级判断结果进行可视化展示,以实现草场区域过牧、欠牧状态监测并做出预警。最后,基于放牧过程中产生的真实轨迹数据,进行放牧强度估计,并分别选取A,B草场放牧强度在01.0 head?hm-2、1.02.0 head?hm-2和2.03.0 head?hm-2范围内位置坐标进行实地勘测实验,以验证本文所提分布型放牧强度估算方法的合理性以及研究结果的正确性。苏尼特左旗A、B草场放牧强度范围为0.63.0 head?hm-2、0.62.4 head?hm-2,均属于过度放牧状态。实验结果表明,放牧强度大的区域牧草长势差,两者呈负相关,与理论一致;草场A牧草长势明显弱于草场B,同计算结果一致。该结果有力的证明了本文所提方法能够正确估算不同觅食区域、进食放牧强度,并能够定性区分不同过牧区域过牧程度。
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