[發(fā)明專利]種養(yǎng)空間優(yōu)化方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111405055.7
• 申請(qǐng)日: 2021-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114091761B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京云科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

1.一種種養(yǎng)空間優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟：

獲取種植業(yè)分布數(shù)據(jù)和養(yǎng)殖業(yè)分布數(shù)據(jù)，以生成養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)和種植業(yè)需求點(diǎn)；

構(gòu)建與所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)和所述種植業(yè)需求點(diǎn)相關(guān)的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集；其中，在要素?cái)?shù)據(jù)集中導(dǎo)入道路數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)設(shè)置連接性、道路時(shí)間建立所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集；

基于所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，計(jì)算經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離；所述基于所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，計(jì)算經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離的過(guò)程，包括步驟：

基于所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，通過(guò)高斯兩步移動(dòng)搜索法，確定最大搜索半徑，作為所述經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離；

所述基于所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，通過(guò)高斯兩步移動(dòng)搜索法，確定最大搜索半徑，作為所述經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離的過(guò)程，包括步驟：

測(cè)算所述種植業(yè)需求點(diǎn)的養(yǎng)分需求量；

根據(jù)所述養(yǎng)分需求量計(jì)算使用糞肥的總費(fèi)用與僅使用化肥的總費(fèi)用；

根據(jù)所述養(yǎng)分需求量計(jì)算使用糞肥的總費(fèi)用和僅使用化肥的總費(fèi)用的過(guò)程，如下式：

FC＝MC+DC

MC＝M*RC+NC(N*β-M*R_N)+AC

DC＝D*d*M

HC＝N*β*NC+P*β*PC+AC

其中，F(xiàn)C為使用糞肥的總費(fèi)用，HC為僅使用化肥的總費(fèi)用，MC包括糞肥施用費(fèi)與補(bǔ)充化肥的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)及化肥施用費(fèi)，DC為糞肥運(yùn)輸費(fèi)，M為滿足單位柵格農(nóng)田作物對(duì)肥料中磷元素需求的糞肥質(zhì)量，RC為單位質(zhì)量糞肥施用費(fèi)，NC為純氮價(jià)格，PC為純磷價(jià)格，N為滿足單位柵格農(nóng)田作物對(duì)氮元素的需求量，β為施肥占比，P為滿足單位柵格農(nóng)田作物對(duì)磷元素的需求量，R_N為單位質(zhì)量糞肥的含氮量，AC為單位柵格農(nóng)田的化肥施用費(fèi)，D為單位公里單位質(zhì)量糞肥的運(yùn)輸成本，d為運(yùn)輸距離；

在所述使用糞肥的總費(fèi)用與所述僅使用化肥的總費(fèi)用相同時(shí)，根據(jù)所述使用糞肥的總費(fèi)用推算經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離；其中，種植業(yè)需求點(diǎn)到養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)的運(yùn)輸距離為最大搜索半徑，即所述經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離；

將所述種植業(yè)需求點(diǎn)作為起點(diǎn)、所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)作為終點(diǎn)以及所述經(jīng)濟(jì)允許的最遠(yuǎn)距離作為阻斷參數(shù)，進(jìn)行OD成本矩陣分析；

根據(jù)所述OD成本矩陣分析結(jié)果測(cè)算種養(yǎng)均衡度；其中，所述種養(yǎng)均衡度用于表征種養(yǎng)空間的優(yōu)化程度；

所述根據(jù)所述OD成本矩陣分析結(jié)果測(cè)算種養(yǎng)均衡度的過(guò)程，包括步驟：

計(jì)算高斯距離衰減值G(d_ki)，如下式：

其中，d_ki表示從所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k到所述種植業(yè)需求點(diǎn)i的OD成本，d₀為所述阻斷參數(shù)；

基于各所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k，搜索阻斷參數(shù)d₀內(nèi)的各種植業(yè)需求點(diǎn)i，并計(jì)算供需比R_k：

其中，S_k為所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k的糞肥養(yǎng)分的供給能力，N′_i為種植業(yè)需求點(diǎn)i對(duì)糞肥的養(yǎng)分需求，d_ki表示從所述養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k到其搜索阻斷參數(shù)d₀內(nèi)的各種植業(yè)需求點(diǎn)i的OD成本；

基于各所述種植業(yè)需求點(diǎn)i，搜索阻斷參數(shù)d₀內(nèi)的各養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k，根據(jù)所述供需比R_k加和形成種植業(yè)需求點(diǎn)i的種養(yǎng)均衡度ASME_i，如下式：

其中，將出欄量與存欄量加和，并乘以日排泄系數(shù)與飼養(yǎng)周期，獲得養(yǎng)殖業(yè)供給點(diǎn)k的糞肥養(yǎng)分的供給能力S_k；

其中，種植業(yè)需求點(diǎn)i對(duì)糞肥的養(yǎng)分需求N′_i的獲取過(guò)程，如下式：

N′_i＝(N_i*β*λ)/ω

其中，N′_i為種植業(yè)需求點(diǎn)i對(duì)糞肥的養(yǎng)分需求；N_i為種植業(yè)需求點(diǎn)i的作物養(yǎng)分需求量，β為施肥占比；λ為糞肥占施肥比例；ω為糞肥養(yǎng)分當(dāng)季利用率。