基于空间匹配度的区域粮食安全保障能力定量化评价方法与流程

本发明涉及粮食安全保障的，具体涉及一种基于空间匹配度的区域粮食安全保障能力定量化评价方法。

背景技术：

1、保障粮食安全是一个永恒的课题。当今世界粮食生产区域发展不平衡，市场价格波动等不确定因素增多，对我国粮食供给影响较大，自然灾害、病虫害频发，更增加了从外部市场保障粮食安全的难度。近些年来，人口的总量增长及快速的城市化进程使得粮食保障人口基数的不断增加，粮食需求量持续走高，自然灾害、病虫害频发，也对粮食安全保障储备总量、布局合理性、应急事件下的响应效率与响应能力等多个方面提出了更高的要求。

2、但是目前关于粮食安全能力评估方面多是停留在数值比对等方面和聚焦单个方面，缺乏定量化计算和均衡性评估分析方法，难以实现对于粮食安全进行综合性、区域性和定量化的保障能力评价。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种基于空间匹配度的区域粮食安全保障能力定量化评价方法，以解决现有技术中粮食安全能力评估方面多是停留在数值比对等方面和聚焦单个方面，缺乏定量化计算和均衡性评估分析方法，难以实现对于粮食安全进行综合性、区域性和定量化的保障能力综合评价的技术问题。

2、本发明提供了一种基于空间匹配度的区域粮食安全保障能力定量化评价方法，包括：

3、s1、收集粮食安全的多源数据并进行归纳形成粮食安全数据集合，对所述粮食安全数据集合进行标准化处理并形成粮食数据资源池；

4、s2、基于所述粮食数据资源池进行空间数据生成器的建设，通过所述空间数据生成器对所述粮食数据资源池进行空间化转换，生成空间信息数据库；

5、s3、基于所述空间信息数据库构建用于空间聚集度指标体系评价的加权核密度模型和重心模型；

6、s4、基于所述空间信息数据库构建用于空间匹配度指标体系评价的粮油储备与人口匹配度模型、粮油储备加工匹配度模型、保障网点与供应人口匹配度模型和应急保障中心交通通达模型；

7、s5、结合所述空间聚集度指标体系评价结果和空间匹配度指标体系评价结果对粮食安全保障能力进行定量化评价。

8、可选地，所述基于所述粮食数据资源池进行空间数据生成器的建设，包括：

9、将所述粮食数据资源池的数据分为空间数据和非空间数据，利用spatialreference函数读取空间数据的第一坐标系统，并将所述第一坐标系统转换为cgs2000坐标系统下；

10、并将非空间数据分类为含有坐标信息数据、含地址信息数据和纯属性信息数据；

11、判断所述含有坐标信息数据的第二坐标系统，通过makexyeventlayer_management函数进行空间点位生成，并将所述第二坐标系统转换到cgs2000坐标系统下；

12、利用地名地址库对所述含有地址信息数据进行文本相似度计算，获得对应地址的空间点位信息，并将空间点位信息和含有地址信息数据进行属性挂接融合；

13、读取所述纯属性信息数据，指定挂接字段，并与空间数据进行属性信息挂接。

14、可选地，所述加权核密度模型，包括：

15、以所述空间信息数据库中的人口点位数据、粮食仓储空间点位数据以及粮食加工空间单位数据作为输入的单位变量，分别进行核密度计算，获得人口布局核密度指标、粮食仓储核密度指标、粮食加工能力核密度指标三项核密度指标；

16、所述单位变量服从的概率密度函数的核密度计算公式表示为：

17、

18、式中：k(x)为核函数，且k(x)≥0，hn为窗口宽度，单位变量x的独立同分布样本为x1，x2，...，xn；

19、并计算(x,y)位置在空间图形上的预测密度计算公式表示为：

20、

21、for disti<radius

22、式中：i＝1，2，…，n是输入的数据，popi是i点的population字段值，disti是点i和(x,y)位置之间的距离，radius为搜索半径。

23、可选地，所述重心模型，包括：

24、分别获取人口重心，仓储规模重心和加工能力重心的重心指标，计算公式表示为：

25、

26、

27、

28、其中，x、y和z分别为空间现象中人口、仓储规模和加工能力的重心坐标，xi、yi和zi均为子区域几何中心，mi为空间现象属性值，n为子区域个数。

29、可选地，所述粮油储备与人口匹配度模型，包括：

30、粮油储备与人口匹配度的计算公式表示为：

31、

32、其中：match_igrain&pop_base为储备与人口匹配度指标，valuegrain_reserve为区域内粮食储备规模；

33、popbase＝popurban+15％*poprural

34、其中：popbase为粮油储备消耗人口基数，popurban为城镇人口数，poprural为乡村人口数。

35、可选地，所述粮油储备加工匹配度模型，包括：

36、所述粮油储备加工匹配度的计算公式表示为：

37、

38、式中：match_igrain&process为储备与加工匹配度指标，valuegrain_reserve为区域内粮食储备规模，valuegrain_process_daily为区域内粮油日加工能力。

39、可选地，所述保障网点与供应人口匹配度模型，包括：

40、计算点均保障人口基数，计算公式表示为：

41、

42、其中：ipressure(i)为第i个子区域的供应网点保障压力，即点均保障人口基数，popbase(i)为第i个子区域内的人口基数，gcount(i)第i个子区域内的保供网点数量统计，i为第i个子区对应的代码，n为子区域总个数；

43、计算路径成本，计算公式表示为：

44、furl_str(pori,pdes)＝‘https://......’+’origin＝’+str(lonori)+','+str(latori)+’

45、&destination＝’+str(londes)+','+str(latdes)

46、

47、

48、其中，isupport_path_cost_min(i,j)为区域内保供网点i向人口中心j进行保障的最小路径成本，isupport_time_cost_min(i,j)为区域内保供网点i向人口中心j进行保障的最小时间成本，furl_str(pori,pdes)为路径规划功能调用的url结构化生成函数，pori为起始点，pdes为终止点，m为保障中心总个数，n为人口中心总个数。

49、可选地，所述应急保障中心交通通达模型，包括：

50、计算应急保供中心交通通达能力指数，计算公式如下：

51、

52、

53、其中：icenter_path_cost(k,z)为保障中心设立在k区域时，对全域各区域进行保障时的路径成本指数，icenter_time_cost(k,z)为保障中心设立在k区域时，对全域各区域进行保障时的时间成本指数，n为区域总个数。

54、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

55、1、获取粮食安全的粮食安全数据集合并对其进行标准化处理，建立粮食安全数据资源池，避免了综合性评价片面化的问题。

56、2、设计空间数据生成器，粮食安全数据资源池中抽取数据进行空间化处理，构建空间数据库并对空间数据进行属性信息挂接，便于后续更新数据进行动态跟进更新。

57、3、构建指标评估体系并进行测算，在空间聚集度指标方面针对保障人口、粮食仓储规模和粮食加工能力，构建加权核密度模型和重心模型；在空间匹配度指标方面，从人口、仓储、加工、应急、运输多维度进行考虑，构建了人口匹配度模型、粮油储备加工匹配度模型、保障网点与供应人口匹配度模型和应急保障中心交通通达模型。

58、5、基于指数测算结果，进行综合评价，综合分析区域粮食安全保障能力及薄弱点，支撑服务粮食安全保障工作，实现了对粮食安全的综合性、区域性和定量化的保障能力评价。