科学计算可视化在智慧生态畜牧业中的应用研究

摘要

随着工业 4.0 的不断推进，科学计算可视化和人工智能逐步走入人民的生活中，理论上的概念技术已经在工业生产中实现量产。三江源地区作为中国最大的高原牧场有着独特的天然地理优势和丰富的物种种类，但计算机科学技术应用于畜牧业的领域范围与沿海地区还存在着很大的差距。如何实现畜牧业的智慧化是当前三江源地区研究人员和技术人员亟待解决的问题。 三江源地区的牧民大部分以藏族居民为主，对于英文、计算机数据处理语言掌握程度都相对有限，在三江源地区中有关计算机科学方面的研究也相当匮乏，例如：机器学习和可视化的运用。为了解决以上问题本研究将通过构建三江源地区牦牛体重、牦牛生成利润等数据模型，对数据模型进行预测评估，找出最优的解，并规范最优解的共性数据，降低数据之间的耦合度，最终构建一个完整的可视化系统。 数据模型的构建是以三江源地区特有的牦牛收益为主码元素，以与牦牛相关的草产量、饲料补给量，牦牛自身的产肉量、产仔量、驮伏量、产毛量等生成的利润以及消耗的成本等为辅助元素。数据预测评估中将使用机器学习中的基因遗传算法和决策树算法，共性数据的分类中将用到0-1背包问题和线性规划，共性数据的构建中将使用KMP算法和凸包问题的求解。可视化系统构建中将使用D3和JGraphis等可视化方法。通过以上数据模型的构建和算法的优化以及数据图形的生成，最终构建成可供三江源地区牧民以及工作站技术人员和三江源地区畜牧业的研究人员方便使用和技术支持的科学计算可视化智慧生态畜牧系统。该项目研究结果可为三江源牧区生产与生态保护计划的制定和科学研究提供理论与技术指导。

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