[發(fā)明專利]一種草畜動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測及放牧預(yù)警方法

在審

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110095412A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王迅;柴沙駝;郝力壯;劉書杰;崔占鴻;孫璐;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 青海大學(xué)
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 高福勇

本發(fā)明提供了一種草畜動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測及放牧預(yù)警方法，屬于草地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警領(lǐng)域。該方法包括：利用多源遙感時(shí)序影像計(jì)算反映草地營養(yǎng)價(jià)值的生物量、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、載畜量等營養(yǎng)指標(biāo)；利用家畜放牧制度及營養(yǎng)補(bǔ)飼計(jì)算家畜放牧路線、營養(yǎng)需求與載畜量，通過草地營養(yǎng)供給與家畜營養(yǎng)需求分析，定量監(jiān)測輪牧小區(qū)牧草營養(yǎng)變化過程，分析營養(yǎng)平衡動(dòng)態(tài)并進(jìn)行預(yù)警。本發(fā)明適用于高分遙感植被指數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過對草地營養(yǎng)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測各環(huán)節(jié)指標(biāo)進(jìn)行定量化研究，從而可以實(shí)現(xiàn)對草畜營養(yǎng)平衡及放牧監(jiān)測預(yù)警的定量研究，保證了較高精度的反映劃區(qū)牧場的草地營養(yǎng)變化以及草畜營養(yǎng)平衡動(dòng)態(tài)，為營養(yǎng)平衡決策提供更精確的信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及草地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種草畜動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測及放牧預(yù)警方法。

背景技術(shù)

天然草地合理利用是草地畜牧業(yè)發(fā)展的重要方向,“生態(tài)、綠色、健康”是草地畜牧業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。“如何在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，發(fā)展好草地畜牧業(yè)是青海省等廣大牧區(qū)生態(tài)建設(shè)面臨的重大課題”。該地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與草地畜牧業(yè)的關(guān)系在“保護(hù)與發(fā)展，促進(jìn)與調(diào)控,推進(jìn)與限制”之間無疑存在著許多的矛盾和問題，其焦點(diǎn)反映在草畜優(yōu)化生產(chǎn)模式的建立上，實(shí)行草畜優(yōu)化生產(chǎn)模式是從根本上保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效途徑。草畜優(yōu)化生產(chǎn)模式的核心是草畜營養(yǎng)平衡，草畜營養(yǎng)平衡是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的根本所在。

草畜營養(yǎng)平衡是基礎(chǔ)，是保護(hù)“生態(tài)環(huán)境”的重要基礎(chǔ)工作。近年來，國內(nèi)外對“草畜平衡”的研究，正在發(fā)生著根本性的變化，已從原來僅僅以“牧草與家畜”數(shù)量之間的一般平衡進(jìn)入到“牧草與家畜”之間的營養(yǎng)平衡為主導(dǎo)方向。“草畜平衡”含義不僅是指牧草數(shù)量與家畜數(shù)量之間的“數(shù)量”平衡關(guān)系，更重要的是要達(dá)到“營養(yǎng)”平衡關(guān)系，只有達(dá)到營養(yǎng)平衡關(guān)系才能保證草畜平衡，才能真正建立優(yōu)化合理的草畜生產(chǎn)模式。

基于遙感技術(shù)具有的大尺度、大范圍、多時(shí)相的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮高光譜遙感在草地動(dòng)態(tài)預(yù)測和監(jiān)測中的先進(jìn)性，使其發(fā)展成為天然草地合理利用，保護(hù)生態(tài)并提高畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的草畜營養(yǎng)平衡。草畜優(yōu)化模式的關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)監(jiān)測及管理載畜量的問題，提高草地載畜量從而提高草畜平衡點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)草畜營養(yǎng)平衡的一條重要途徑。

目前，國內(nèi)外關(guān)于草地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警的研究主要分析草場信息獲取、全國及省級草畜平衡、草地營養(yǎng)參數(shù)反演及草地退化監(jiān)測等內(nèi)容，而未建立基于草畜營養(yǎng)平衡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警方法，這方面研究還很有限，不能全面、深入，定量的服務(wù)于高效放牧技術(shù)支撐研究。

基于上述分析，建立草地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警是生態(tài)環(huán)境保護(hù)及合理利用的重要技術(shù)，也是我國遙感精細(xì)監(jiān)測，動(dòng)態(tài)分析，開展信息化平臺的重要工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何利用高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行草地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與放牧預(yù)警，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中的定量研究的不足，形成基于高分遙感數(shù)據(jù)的草畜動(dòng)態(tài)高分遙感監(jiān)測及放牧預(yù)警方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種草畜動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測及放牧預(yù)警方法，包括：

步驟S1、利用遙感影像處理工具處理多源遙感數(shù)據(jù)，計(jì)算得到設(shè)定年份內(nèi)每月的地物反射率影像數(shù)據(jù)集；在地物反射率影像數(shù)據(jù)集中，計(jì)算植被指數(shù)模型，結(jié)合實(shí)地采集實(shí)驗(yàn)室分析營養(yǎng)數(shù)據(jù)，將計(jì)算的指標(biāo)指數(shù)作為X，將營養(yǎng)數(shù)據(jù)作為Y，通過二次多項(xiàng)式Y(jié)＝aX²+bX+c，將Y和X進(jìn)行擬合反演，通過均方誤差根(RMSE)和擬合度(R2)的大小，選擇最優(yōu)植被指數(shù)模型，最終反演牧草營養(yǎng)價(jià)值的系列營養(yǎng)參數(shù)；

步驟S2、基于牧草營養(yǎng)價(jià)值的系列營養(yǎng)參數(shù)，綜合分析家畜放牧制度及輪牧路線，分析每一時(shí)間段內(nèi)輪牧小區(qū)家畜結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)需求，將每一個(gè)放牧?xí)r期內(nèi)家畜的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、營養(yǎng)需求、營養(yǎng)補(bǔ)飼等信息，按照放牧?xí)r間及所占時(shí)間比例，剖分到設(shè)定年份內(nèi)的每個(gè)月際，在每個(gè)月際中，將家畜營養(yǎng)需求及營養(yǎng)補(bǔ)飼信息，折算為每個(gè)月際的家畜載畜量數(shù)值，最終得到月際家畜營養(yǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；