[发明专利]基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法

权利要求书

1.基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：其具体步骤为：

S1：在待检测牧区牲畜上佩戴定位器，所述定位器包含有牧区牲畜运动记录的定位数据；

S2：对原始轨迹数据进行清洗及预处理，清洗包括去除无关字段，去除空值，去除重复的值，去除异常值；

S3：聚类分析，使用经典聚类算法k-means对清洗和预处理过的轨迹数据进行基础聚类；给定聚类初始值n为待聚类轨迹点个数；

S4：计算放牧强度，所述放牧强度与过牧阈值比较，大于或等于过牧阈值的区域给出预警。

2.根据权利要求1所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述S1中的预处理步骤如下：

步骤一、首先对轨迹点按时间排序，生成连续轨迹序列；

步骤二、从轨迹序列中初始时间对相邻轨迹点进行速度值计算；

步骤三、设置速度阈值△v，对连续轨迹段进行速度差值对比，以小于阈值△v处进行划分，△v＝0.3m/s；

步骤四、将小于速度阈值区间的轨迹点归入轨迹点集合；

步骤五、重复这一步骤直至所有轨迹点归类。

3.根据权利要求1所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述S2中k-means算法流程为：

首先从n个数据对象任意选择k个对象作为初始聚类中心；而对于所剩下其它对象，则根据它们与这些聚类中心的相似度(距离)，分别将它们分配给与其最相似的(聚类中心所代表的)聚类；再计算每个所获新聚类的聚类中心(该聚类中所有对象的均值)；不断重复这一过程直到标准测度函数开始收敛为止。

4.根据权利要求1所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述S3中计算放牧强度步骤为：

步骤一、统计聚类结果中各个簇包含的轨迹点经纬度信息，簇内轨迹点个数，簇中心；

步骤二、计算该簇所有轨迹点到簇中心的平均距离r，以此作为半径估算该区域面积S＝πr²；

步骤三、计算该区域面积s与该簇内轨迹点个数之比，从而得到该区域放牧强度。

5.根据权利要求4所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述放牧强度的计算方法为，随着时间累积轨迹数据，按照旬累计计算该段时间内放牧强度。

6.根据权利要求1所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：在放牧时间段，一个所述定位器一天大约产生六十个轨迹点数据，将一天约六十个轨迹点折合为一只牲畜。

7.根据权利要求1所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述牲畜按照不同批次对其佩戴定位器，不同批次的所述牲畜佩戴不同定位器，且同一批次的牲畜佩戴同一种定位器。

8.根据权利要求7所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：每一批次的所述牲畜的公母均需进行区分并分别统计数量，预估并记录每一批次的母牲畜的哺乳期，且对处于哺乳期的不同批次母牲畜所佩戴的定位器做聚类处理。

9.根据权利要求1或8所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述定位器包括RFID电子标签和RFID电子耳标，所述RFID电子标签和RFID电子耳标中的信息相同，在放养所述牲畜之前，向所述牲畜体内注射RFID电子标签或在体外佩戴RFID电子耳标。

10.根据权利要求9所述的基于聚类分析的牲畜分期过牧预警方法，其特征在于：所述RFID电子耳标上卡接有消毒环(1)，所述消毒环(1)上开凿有环形槽和空腔(2)，所述环形槽与空腔(2)相连通，且环形槽与空腔(2)相连通处连接有隔膜(3)，所述隔膜(3)与空腔(2)构成的密闭腔中填充有消毒液，所述环形槽内侧壁上连接有消毒海绵(5)。