基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估与系统研发
发布时间：2021-02-11 12:55
长期的过度放牧使草地退化日益严重,严重阻碍了畜牧业发展和牧民增收,对维护生态平衡造成了不可忽视的影响。现有的研究工作主要是通过牧群的轨迹数据来分析牧民的放牧行为和牧群的活动分布。然而,在以往关于放牧行为的研究中,考虑的因素比较单一,缺乏对牧群采食行为和植被生长状况的综合考虑,难以有效地对其进行量化评估。并且,现有的放牧管理系统仅实现了实时位置显示、历史轨迹查询等位置服务功能,鲜有实现对放牧行为分析和评估方面的功能。针对上述问题,本文将GPS定位和遥感技术引入到放牧过程中,提出了一种基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估方法,并在此基础上研发了基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估系统。主要包括以下内容:（1）为了更加合理、量化评估放牧合理性,本文立足于“放牧过程是牧群的采食行为与草地植被生长不断交互作用的过程”这一主张,综合考虑牧群采食量与草地现存生物量的关系,提出基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估方法,利用GPS记录的放牧轨迹信息获取牧群采食量分布,结合草地遥感估测模型获取牧场草地现存生物量分布,将牧群采食量与草地生物量叠加处理,计算出牧群的采食率,依据国家草地适宜利用标准,对放...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置示意图
第三章放牧合理性评估方法仅为5m2，所占面积比例为1.16%。区域2过度放牧的面积较大，面积为325m2，所占面积比例相比其他三个区域最大，为38.42%。区域3中轻度放牧的面积较大，为543m2，所占面积比例为97.66%，而过度放牧的面积最少，仅为13m2，所占面积比例为2.34%，相比其他区域均较小且没有适度放牧的情况。区域4中轻度放牧的面积相比其他区域最大，面积为607m2，所占比例为74.21%，而适度放牧的面积相比其他区域也最大，面积为62m2，所占面积比例为7.58%。a.区域a.Zone1b.区域b.Zone1c.区域c.Zone1d.区域d.Zone1图3-6研究区牧群放牧情况分布Fig.3-6Distributionofgrazingofherdsinthestudyarea通过对表3-3中的数据统计分析，可得表3-4。由表3-4可得，在合理放牧中，区域4的面积最大，为62m2，所占比例为7.58%；区域1，2，3的面积均较小，均未超过区域4面积的32.26%，区域3的面积最小，为0m2。在不合理放牧中，区域2的面积最大，为826m2；区域3的比例最大，为100.00%；区域1的面积最小，为427m2；区域4面积所占比例最小，为92.42%；总体来看，不合理放牧的面积所占比例均超过了90%。22
基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估与系统研发4.2系统设计4.2.1系统功能设计本系统在进行相关的系统需求分析后，设计客户端功能图，如图4-1所示。系统主功能有牧群管理、放牧行为分析、放牧合理性评估等功能。图4-1系统功能设计Fig.4-1Systemfunctiondesign放牧管理：包含实时位置显示和历史轨迹查询两个模块。实时位置模块主要通过佩戴在牧群上的GPS设备，获取牧群的当前位置，并在地图上进行显示。用户可以在实时位置功能模块中设置GPS定位时间间隔，实时位置功能模块可以定位畜群位置，方便牧民放牧管理。历史轨迹查询模块的主要功能是通过渲染所查询到的牧群轨迹段方式向用户动态地展示牧群的行走轨迹和采食路线。当用户访问该模块时，本系统会让用户选择要查询的轨迹的日期，进而根据用户指定的日期来对牧群的轨迹信息进行查询，并将轨迹在地图上进行渲染显示出来。牧群轨迹点分析模块的主要功能是对牧群轨迹点相关信息的分析结果进行显示，如牧群速度随时间变化的规律图、牧群采食量随时间变化的规律图、牧群轨迹点与坡度和海拔高度的关系、各设备采集牧群轨迹点数量比例等信息。采食量分布模块的主要功能是向用户可视化展示牧群在检索时段内的采食量分布情况，从而可以让牧民和牧场主及时、准确地掌握牧群的采食情况，帮助牧民及时调整放牧范围，制定合理、有效的放牧决策，帮助牧场主对牧民的放牧行为进行准确评估。草地监测：采用卫星遥感和无人机遥感两种方式对天然草地环境进行感知和生物量监测。该模块里包含有：查询、缩放、图例、鹰眼图、指南针、测量长度、测量面积等子功能。客户端通过调用ArcGISforJavaScriptAPI显示相应时间的草地生长监测图。用户可以通过草地生物量分布图直观地了解牧场近期的植被生长状况，也可通?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Grazing Management Plans improve pasture selection by cattle and forage quality in sub-alpine and alpine grasslands[J]. Marco PITTARELLO,Massimiliano PROBO,Elisa PEROTTI,Michele LONATI,Giampiero LOMBARDI,Simone RAVETTO ENRI. Journal of Mountain Science. 2019(09)
[2]混播人工草地不同方式放牧苏尼特羊生产效益趋势[J]. 赵青山,侯向阳,段俊杰,成如. 中国草地学报. 2019(03)
[3]基于GPS与无人机遥感反演草地生物量的放牧场利用强度评估[J]. 汪传建,江红红,尹小君,孙世泽,张雅,李冬. 农业工程学报. 2018(19)
[4]无人机多光谱影像的天然草地生物量估算[J]. 孙世泽,汪传建,尹小君,王伟强,刘伟,张雅,赵庆展. 遥感学报. 2018(05)
[5]重牧对荒漠草原主要植物种和功能群组织力的影响[J]. 刘菊红,王忠武,郝敦元,李江文,韩国栋. 中国草地学报. 2018(05)
[6]基于Landsat 8 OLI遥感影像的天山北坡草地地上生物量估算[J]. 张雅,尹小君,王伟强,汪传建,鲁为华,孙世泽,高军. 遥感技术与应用. 2017(06)
[7]基于MODIS SWIR数据的干旱区草地地上生物量反演及时空变化研究[J]. 于惠,吴玉锋,金毅,张峰. 遥感技术与应用. 2017(03)
[8]基于海量牧区羊群轨迹的区域属性挖掘研究[J]. 杜永兴,何朋,李宝山,秦岭. 计算机应用研究. 2018(04)
[9]近20年来北洛河流域植被覆盖度随地形因子变化特征探究[J]. 赵文慧,陈妮,闫瑞,张晓萍. 水土保持研究. 2016(04)
[10]基于放牧时空轨迹数据的牧群采食量分布模型[J]. 汪传建,王伟强,鲁为华,文春雷,尹小君,赵庆展. 农业工程学报. 2016(13)
硕士论文
[1]基于放牧时空轨迹数据的牧群采食行为研究[D]. 王伟强.石河子大学 2017
[2]不同放牧管理制度对家畜行为的影响[D]. 王旭.内蒙古大学 2017
[3]基于GPS/GPRS羊群自动踪迹识别系统的设计与实现[D]. 成志龙.内蒙古科技大学 2015
[4]卫星放牧系统的设计与实现[D]. 陈俊.华东师范大学 2012
[5]天山北坡中段典型草原区地上生物量遥感监测模型的建立[D]. 王新欣.新疆农业大学 2008
本文编号：3029144
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置示意图
第三章放牧合理性评估方法仅为5m2，所占面积比例为1.16%。区域2过度放牧的面积较大，面积为325m2，所占面积比例相比其他三个区域最大，为38.42%。区域3中轻度放牧的面积较大，为543m2，所占面积比例为97.66%，而过度放牧的面积最少，仅为13m2，所占面积比例为2.34%，相比其他区域均较小且没有适度放牧的情况。区域4中轻度放牧的面积相比其他区域最大，面积为607m2，所占比例为74.21%，而适度放牧的面积相比其他区域也最大，面积为62m2，所占面积比例为7.58%。a.区域a.Zone1b.区域b.Zone1c.区域c.Zone1d.区域d.Zone1图3-6研究区牧群放牧情况分布Fig.3-6Distributionofgrazingofherdsinthestudyarea通过对表3-3中的数据统计分析，可得表3-4。由表3-4可得，在合理放牧中，区域4的面积最大，为62m2，所占比例为7.58%；区域1，2，3的面积均较小，均未超过区域4面积的32.26%，区域3的面积最小，为0m2。在不合理放牧中，区域2的面积最大，为826m2；区域3的比例最大，为100.00%；区域1的面积最小，为427m2；区域4面积所占比例最小，为92.42%；总体来看，不合理放牧的面积所占比例均超过了90%。22
基于放牧时空轨迹与遥感的放牧合理性评估与系统研发4.2系统设计4.2.1系统功能设计本系统在进行相关的系统需求分析后，设计客户端功能图，如图4-1所示。系统主功能有牧群管理、放牧行为分析、放牧合理性评估等功能。图4-1系统功能设计Fig.4-1Systemfunctiondesign放牧管理：包含实时位置显示和历史轨迹查询两个模块。实时位置模块主要通过佩戴在牧群上的GPS设备，获取牧群的当前位置，并在地图上进行显示。用户可以在实时位置功能模块中设置GPS定位时间间隔，实时位置功能模块可以定位畜群位置，方便牧民放牧管理。历史轨迹查询模块的主要功能是通过渲染所查询到的牧群轨迹段方式向用户动态地展示牧群的行走轨迹和采食路线。当用户访问该模块时，本系统会让用户选择要查询的轨迹的日期，进而根据用户指定的日期来对牧群的轨迹信息进行查询，并将轨迹在地图上进行渲染显示出来。牧群轨迹点分析模块的主要功能是对牧群轨迹点相关信息的分析结果进行显示，如牧群速度随时间变化的规律图、牧群采食量随时间变化的规律图、牧群轨迹点与坡度和海拔高度的关系、各设备采集牧群轨迹点数量比例等信息。采食量分布模块的主要功能是向用户可视化展示牧群在检索时段内的采食量分布情况，从而可以让牧民和牧场主及时、准确地掌握牧群的采食情况，帮助牧民及时调整放牧范围，制定合理、有效的放牧决策，帮助牧场主对牧民的放牧行为进行准确评估。草地监测：采用卫星遥感和无人机遥感两种方式对天然草地环境进行感知和生物量监测。该模块里包含有：查询、缩放、图例、鹰眼图、指南针、测量长度、测量面积等子功能。客户端通过调用ArcGISforJavaScriptAPI显示相应时间的草地生长监测图。用户可以通过草地生物量分布图直观地了解牧场近期的植被生长状况，也可通?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Grazing Management Plans improve pasture selection by cattle and forage quality in sub-alpine and alpine grasslands[J]. Marco PITTARELLO,Massimiliano PROBO,Elisa PEROTTI,Michele LONATI,Giampiero LOMBARDI,Simone RAVETTO ENRI. Journal of Mountain Science. 2019(09)
[2]混播人工草地不同方式放牧苏尼特羊生产效益趋势[J]. 赵青山,侯向阳,段俊杰,成如. 中国草地学报. 2019(03)
[3]基于GPS与无人机遥感反演草地生物量的放牧场利用强度评估[J]. 汪传建,江红红,尹小君,孙世泽,张雅,李冬. 农业工程学报. 2018(19)
[4]无人机多光谱影像的天然草地生物量估算[J]. 孙世泽,汪传建,尹小君,王伟强,刘伟,张雅,赵庆展. 遥感学报. 2018(05)
[5]重牧对荒漠草原主要植物种和功能群组织力的影响[J]. 刘菊红,王忠武,郝敦元,李江文,韩国栋. 中国草地学报. 2018(05)
[6]基于Landsat 8 OLI遥感影像的天山北坡草地地上生物量估算[J]. 张雅,尹小君,王伟强,汪传建,鲁为华,孙世泽,高军. 遥感技术与应用. 2017(06)
[7]基于MODIS SWIR数据的干旱区草地地上生物量反演及时空变化研究[J]. 于惠,吴玉锋,金毅,张峰. 遥感技术与应用. 2017(03)
[8]基于海量牧区羊群轨迹的区域属性挖掘研究[J]. 杜永兴,何朋,李宝山,秦岭. 计算机应用研究. 2018(04)
[9]近20年来北洛河流域植被覆盖度随地形因子变化特征探究[J]. 赵文慧,陈妮,闫瑞,张晓萍. 水土保持研究. 2016(04)
[10]基于放牧时空轨迹数据的牧群采食量分布模型[J]. 汪传建,王伟强,鲁为华,文春雷,尹小君,赵庆展. 农业工程学报. 2016(13)
硕士论文
[1]基于放牧时空轨迹数据的牧群采食行为研究[D]. 王伟强.石河子大学 2017
[2]不同放牧管理制度对家畜行为的影响[D]. 王旭.内蒙古大学 2017
[3]基于GPS/GPRS羊群自动踪迹识别系统的设计与实现[D]. 成志龙.内蒙古科技大学 2015
[4]卫星放牧系统的设计与实现[D]. 陈俊.华东师范大学 2012
[5]天山北坡中段典型草原区地上生物量遥感监测模型的建立[D]. 王新欣.新疆农业大学 2008
本文编号：3029144
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/3029144.html
