【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电数字数据处理，尤其涉及一种家畜放牧路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、草原是陆地生态系统的重要组成部分，对于生态安全和畜牧业发展有着至关重要的作用。
2、然而，过度放牧和无目标放牧严重加剧了草原的退化及其生态功能的减弱。因此，通过科学的方式指导放牧活动，对整个草原生态系统的监测和利用至关重要。
3、但是，相关技术中传统的放牧路径规划方法进行放牧路径规划的效率较低。因此，如何提高放牧路径的规划效率，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种家畜放牧路径规划方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中传统的放牧路径规划方法进行放牧路径的规划效率较低的缺陷，实现提高放牧路径的规划效率。
2、本专利技术提供一种家畜放牧路径规划方法，包括如下步骤。
3、以放牧路径的总长度最短以及放牧路径与饮水点之间的距离最小为目标建立放牧路径规划目标函数。
4、基于目标放牧区域中的饮水点、禁牧区、放牧起始点以及放牧终止点的位置信息以及每一放牧访问点的位置信息，通过优化后的蚁群算法求解所述放牧路径规划目标函数，获得待放牧家畜在所述目标放牧区域内的最优放牧路径。
5、其中，所述优化后的蚁群算法中引入目标启发式因子计算蚂蚁从任一节点转移至另一个节点的转移概率，所述优化后的蚁群算法在每次迭代计算结束之后引入综合性能指数更新全局信息素浓度增量；所述目标启发式因子基于所述任一节点与距
6、根据本专利技术提供的一种家畜放牧路径规划方法，所述基于目标放牧区域中的饮水点、禁牧区、放牧起始点以及放牧终止点的位置信息以及每一放牧访问点的位置信息，通过优化后的蚁群算法求解所述放牧路径规划目标函数，获得待放牧家畜在所述目标放牧区域内的最优放牧路径，包括：
7、基于所述目标放牧区域的遥感影像，获取所述目标放牧区域的环境地图；
8、对所述优化后的蚁群算法进行参数初始化，基于所述放牧起始点以及所述放牧终止点的位置信息，在确定所述环境地图中确定起始节点和终止节点，基于每一所述放牧访问点的位置信息，在所述环境地图中确定每一节点，基于所述饮水点的位置信息，在所述环境地图中确定饮水节点，基于所述禁牧区的位置信息，在所述环境地图中确定禁牧区和禁牧节点，所述参数包括蚂蚁数量、放牧路径上的节点数量、最大迭代次数以及各权重系数；
9、在本次迭代计算中，将所有蚂蚁放置于所述起始节点处之后，在任一蚂蚁未到达所述终止节点的情况下，基于所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离以及所述待放牧家畜从所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径，确定所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子，基于所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子，计算所述任一蚂蚁由当前所在的节点前往每一可选节点的转移概率，基于所述任一蚂蚁由当前所在的节点前往每一可选节点的转移概率确定所述任一蚂蚁将要前往的下一个节点，更新所述任一蚂蚁当前所在的节点到所述任一蚂蚁将要前往的下一个节点的路径上的信息素浓度，在确定每一蚂蚁到达所述终止节点的情况下，获得本次迭代计算得到的候选放牧路径以及获取本次迭代计算得到的候选放牧路径对应的所述放牧路径规划目标函数的函数值；
10、在累计迭代次数未达到所述最大迭代次数的情况下，基于本次迭代计算对应的所述放牧路径规划目标函数的函数值，获取本次迭代计算对应的综合性能指数，基于本次迭代计算对应的综合性能指数更新全局信息素浓度增量，进而基于更新后的全局信息素浓度增量进行下一次迭代计算，直至累计迭代次数达到所述最大迭代次数；
11、根据本专利技术提供的一种家畜放牧路径规划方法，所述基于所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离以及所述待放牧家畜从所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径，确定所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子，包括：
12、在所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离大于第一安全距离阈值的情况下，将所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子确定为1，在所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离小于第二安全距离阈值的情况下，将所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子确定为0，在所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离不大于所述第一安全距离阈值且不小于所述第二安全距离阈值的情况下，将所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离与所述待放牧家畜从所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径的比值的二分之一，确定为所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子；
13、其中，所述第二安全距离阈值小于所述第一安全距离阈值，所述第二安全距离阈值和所述第一安全距离阈值基于所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径确定。
14、根据本专利技术提供的一种家畜放牧路径规划方法，所述以放牧路径的总长度最短以及放牧路径与饮水点之间的距离最小为目标建立放牧路径规划目标函数，包括：以放牧路径的总长度最短为规划目标，构建所述放牧路径规划目标函数中的第一子目标函数，以所述放牧路径与饮水点之间的距离最小为规划目标，构建所述放牧路径规划目标函数中的第二子目标函数；
15、所述第一子目标函数的公式表达为：
16、
17、
18、其中，表示放牧路径上的节点总数；表示迭代计算的次数；表示第次迭代计算对应的候选放牧路径上的第个节点；表示的坐标值；表示第次迭代计算对应的候选放牧路径上的第个节点；表示的坐标值；表示从节点到节点的欧几里得距离；表示第次迭代计算得到的候选放牧路径对应的第一子目标函数的函数值；
19、所述第二子目标函数的公式表达为：
20、
21、
22、其中，表示节点与距离节点最近的饮水点之间的距离；表示所述待放牧家畜从节点出发绕开距离节点最近的禁牧区的最小半径；表示距离节点最近的饮水点的位置坐标；表示第次迭代计算得到的候选放牧路径对应的第二子目标函数的函数值；
23、所述放牧路径规划目标函数的公式表达为：
24、
25、其中，表示第次迭代计算得到的候选放牧路径对应的放牧路径规划目标函数的函数值。
26、根据本专利技术提供的一种家畜放牧路径规划方法，所述基于本次迭代本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种家畜放牧路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于目标放牧区域中的饮水点、禁牧区、放牧起始点以及放牧终止点的位置信息以及每一放牧访问点的位置信息，通过优化后的蚁群算法求解所述放牧路径规划目标函数，获得待放牧家畜在所述目标放牧区域内的最优放牧路径，包括：
3.根据权利要求2所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离以及所述待放牧家畜从所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径，确定所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子，包括：
4.根据权利要求2所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述以放牧路径的总长度最短以及放牧路径与饮水点之间的距离最小为目标建立放牧路径规划目标函数，包括：以放牧路径的总长度最短为规划目标，构建所述放牧路径规划目标函数中的第一子目标函数，以所述放牧路径与饮水点之间的距离最小为规划目标，构建所述放牧路径规划目标函数中的第二子
5.根据权利要求4所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于本次迭代计算对应的所述放牧路径规划目标函数的函数值，获取本次迭代计算对应的综合性能指数，包括：
6.根据权利要求5所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于本次迭代计算对应的综合性能指数更新全局信息素浓度增量，包括：
7.根据权利要求1至6任一所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，各放牧访问点是基于如下步骤确定的：
8.一种家畜放牧路径规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述家畜放牧路径规划方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述家畜放牧路径规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种家畜放牧路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于目标放牧区域中的饮水点、禁牧区、放牧起始点以及放牧终止点的位置信息以及每一放牧访问点的位置信息，通过优化后的蚁群算法求解所述放牧路径规划目标函数，获得待放牧家畜在所述目标放牧区域内的最优放牧路径，包括：
3.根据权利要求2所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述基于所述任一蚂蚁当前所在的节点与距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧节点之间的距离以及所述待放牧家畜从所述任一蚂蚁当前所在的节点出发绕开距离所述任一蚂蚁当前所在的节点最近的禁牧区的最小半径，确定所述任一蚂蚁当前所在的节点对应的目标启发因子，包括：
4.根据权利要求2所述的家畜放牧路径规划方法，其特征在于，所述以放牧路径的总长度最短以及放牧路径与饮水点之间的距离最小为目标建立放牧路径规划目标函数，包括：以放牧路径的总长度最短为规划目标，构建所述放牧路径规划目标函数中的第一子目标函数，以所述放牧路径与饮...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，赵越，辛晓平，徐大伟，于洪亮，吴宜倩，王崇伟，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：
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