[發(fā)明專利]一種基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910326364.1
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110134673A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜永興;李寶山;李琦;王立全;王海;王亞帥
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古智牧溯源技術(shù)開發(fā)有限公司;內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號: G06F16/215
• 分類號: G06F16/215;G06F16/2458;G06F16/28;G06F16/29;G06K9/62
• 代理公司: 北京馳納智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

1.一種基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法，其特征在于，其包括以下步驟：S1：數(shù)據(jù)的獲取與處理，所述數(shù)據(jù)的處理包括清洗和預(yù)處理，所述數(shù)據(jù)清洗包括缺失值清洗、格式內(nèi)容清洗、邏輯錯誤清洗(去重、去異常值)、非需求數(shù)據(jù)清洗，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理首先據(jù)當(dāng)?shù)啬撩衩刻旆拍習(xí)r間約為07:00～19:00，據(jù)此剔除非放牧軌跡數(shù)據(jù)，其次采用特征區(qū)域軌跡劃分算法剔除定位時由于軌跡漂移所帶來的定位誤差；

S2：放牧強度估算，所述放牧強度估算是將清洗和預(yù)處理后的放牧軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)聚類，對于得到的k個簇，分別計算其實際面積并統(tǒng)計簇內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)點個數(shù)(折合為羊只數(shù))，通過簇面積與該簇內(nèi)羊只數(shù)之比得到放牧強度，步驟如下：

S21.對清洗和預(yù)處理后的放牧軌跡數(shù)據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)使用k-means算法進(jìn)行基礎(chǔ)聚類，得到k個簇；

S22.計算每個簇內(nèi)所有對象到簇中心的距離均值，以此作為簇半徑，再通過圓面積公式估算簇面積；

S23.統(tǒng)計每個簇所包含對象個數(shù)乘以頭羊帶領(lǐng)羊群羊只數(shù)并折合為等價羊只數(shù)，簇放牧強度的計算式為：簇放牧強度＝簇內(nèi)等價羊只數(shù)/簇面積；

S3：放牧強度真實性檢驗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)獲取于蘇尼特左旗某二牧區(qū)2018年5月到7月約1萬條羊群軌跡數(shù)據(jù)記錄，由牲畜放牧過程中頭羊所佩戴定位項圈按照固定間隔時間(約10min左右)產(chǎn)生的連續(xù)定位數(shù)據(jù)，其中包括定位項圈編號、經(jīng)緯度、采集時間、定位狀態(tài)和養(yǎng)殖戶。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法，其特征在于：所述定位項圈采用定時脫落功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法，其特征在于：S21中，所述k-means聚類算法步驟如下：

S211首先從數(shù)據(jù)集任意選擇k個對象作為初始簇中心；

S212對剩余的每個對象，計算其與各簇中心的距離(歐式距離)，將它指派到最近的簇；

S213重新計算每個簇的均值，做為更新后的簇中心；

S214循環(huán)2、3步，直到k個簇的簇中心不再發(fā)生變化或小于指定閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軌跡數(shù)據(jù)的放牧強度估算方法，其特征在于：步驟S22中，所述距離采用球面距離公式：d＝r﹒arcos[cosβ1cosβ2cos(a1-a2]+sinβ1sinβ2],式中，(α₁,β₁)、(α₂,β₂)分別為位置A、B經(jīng)緯度，r為地球半徑，取6371km。