基于动态感知数据挖掘的奶牛健康繁殖行为分析

发布时间：2020-10-14 12:10

　　 随着城镇化水平的发展和人们生活水平的不断提高,人们对奶制品的需求也逐渐增大。为了满足人们日益增长的奶制品需求,提高奶牛养殖者的经济效益,及时准确的发情检测是十分必要的。传统的规模较小的养殖场主要采用人工饲养的方式,奶牛的生长状况及繁殖行为都依赖于工作人员的肉眼观察和人工记录,这就需要耗费大量的时间和人力,尤其对规模集约化养殖场来说任务巨大、误判率较高。随着物联网技术在畜牧养殖产业的广泛应用,高清摄像头、计步器、红外体温检测仪等设备逐渐被用于现代化牧场养殖中。物联网设备在奶牛规模化养殖过程中的广泛应用,积累了大量奶牛个体感知数据和视频监控数据,通过自动化方式有效地利用这些奶牛行为指标系统数据,可以及时捕获影响奶牛健康繁殖的行为特征,建立奶牛健康繁殖行为预警模型。这样有助于奶牛养殖的有序运行,提高养殖者的经济收益,促进现代化奶牛养殖业健康发展。本文对奶牛的产奶量数据和运动量数据进行了分析研究。由于奶牛发情时会兴奋躁动、产奶量有所下降。因此,奶牛发情时的数据会异于常值。DBSCAN聚类算法不仅可以发现任意形状的簇类,还可以用于离群点的检测。此算法实现的关键是确定合适的参数。本文考虑不同指标变量对奶牛发情行为的影响,采用熵值法确定不同指标的权重值,并基于权重使用加权距离确定合适的邻域半径,通过聚类结果的稳定性确定MinPts的值。在最终的聚类结果中,被分到同一簇类中的点检测为非发情点,未被分到簇类中的点检测为发情点。为了验证聚类的效果,本文采用方差分析对发情数据与非发情数据进行显著性分析。对于产奶量数据,方差分析的P=0.001α=0.0:,说明发情样本数据与非发情样本数据的均值之间的差异是显著的,即是否发情对产奶量观测值是有显著影响的。对于运动量数据,方差分析的P=0α=0.05,说明发情样本数据与非发情样本数据的均值之间的差异是显著的,即是否发情对运动量观测值是有显著影响的。以上结果说明了本文研究的可行性和有效性。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S823.3
【部分图文】：

经过系统地计算、分析和整理，确保可以为养殖者制定最合适的决策。??该软件己经帮助无数的牛场管理者提高了牛场的产量，及时发现牛群的健康问??题，成为了每个成功的牛场管理者不可或缺的工具。图２－１为阿菲牧群管理软件??中的“牛群概貌”按钮下的界面图。??＾合ｃｎ料辦你年於??ｆ?分暑??Ｊ?＊?总Ｃ：ｉｂｒ＞?ｖｒ，心二紙ｍ??：生＿??纖?ｍｔｍ?ｒｆ?ｕ＜??ｍｍｍ?ｍ?＾?ｍｍｍ?ｍ??＊?＾??－，Ｊ?惠？篇艟饮翕镳嫌｝??：＾?％?＾?＾?ｒ－５？?＇??｜?．」＊＇?ｊ?．，飾?ｎｉ?＊？?韻卜＇?ｆ?＇??，??．．」ｒ?ｓ；辦辦????图２－１阿菲牧群管理软件内部图??８??

进入挤奶厅时，感应器会自动识别牛只信息和积累的运动量数据，挤奶过后，通??过奶量计量器添加产奶量数据，由此可以形成一组对应牛只的运动量、产奶量数??据，用于后续的统计分析。图２－２为佩戴着计步器和项圈的奶牛以及牛场中的挤??奶厅。??，■睡腦??图２－２佩戴计步器的奶牛和挤奶厅??２．３数据清洗及处理??奶牛一年的泌乳期大约为３００天，其余时间为干奶期，因此产奶量会有缺失??值，加之奶牛自身生理特征及修蹄或者转群等因素的影响，收集的奶牛数据会有??缺失值和无效值，因此需要进行清洗。将数据转化并导入至Ｅｘｃｅｌ中进行预处理，??得到可以用于后续分析的有效数据。??９??

图４－１产奶量变化曲线??４－１
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本文编号：2840640