CN103678707B - 一种行道树生态景观监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行道树生态景观监测系统和方法,其是基于实地调查搜集信息、通过数据库处理健康监测和鼠标键盘操作等交互方式相结合的行道树生态景观监测系统和方法，包括三大模块：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块。该方法通过几个过程实现，分别是：采集、收集监测信息；分析监测信息，修订监测标准；实地调查，搜集地图研制的相关资料，包括数据库管理系统；数据整理与分析；绘制电子地图的软件技术和操作。本发明能提供信息实时更正和浏览查询功能，及时迅速地提供更为直观和形象的数字化图像，进而为行道树的规划设计和养护、监控、管理提供更为有效、可靠的参考依据，提高工作的效率。
Description
技术领域
本发明通过将信息技术与可视化的软件应用程序相结合，编制一种关于城市建成区行道树生态景观监测的系统和方法。系统最终以动态可更新的行道树生态地图形式与用户进行交流，使传统表格数据图像化，并可达到数据及显示图像的实时更新。确切地说是涉及到行道树信息采集、生态景观健康监测和查询显示技术的人机交互技术领域。
背景技术
城市行道树生态景观的监测对于整个城市的环境以及城市整体形象特色有着至关重要的作用。行道树种植池过小、栽植地土质较贫瘠、道路环境污染、周围建构筑物影响及人为破坏是造成行道树生长状况不良、景观效果差的主要因素，当前对行道树生态景观的监测还主要以人工现场勘查和传统的文字加图表的方式来进行，后期研究和资料查询的过程也很繁琐，这种情况不利于有效地实时监测和反映行道树的生态景观状态。
在当今行道树的研究主要集中于植物及生态学相关领域的情况下，以城市建成区的行道树为研究对象，利用学科交叉，将信息技术运用于数据的整合及表达，创建行道树生态景观监测系统和方法，旨在及时、准确地监测行道树的健康状况，保持城市道路景观风貌，让管理部门随时了解行道树的健康状况，及早发现行道树的健康问题，并及时采取相关的规划设计和养护管理措施，使行道树最大程度发挥其生态、景观和社会效益。
发明内容
本发明旨在提供一种行道树生态景观监测系统和方法，利用人机交互界面，以图文并茂的形式向所需人群提供行道树基本知识、健康状况、景观效果及生境特征的详细资料；改变传统的文字加图表的行道树资料档案录入方式为数字信息库形式，并提供信息实时更正和浏览查询功能，减少传统形式的后期资料查询的繁琐过程，及时迅速地提供更为直观和形象的数字化图像；进而为行道树的规划设计和养护、监控、管理提供更为有效、可靠的参考依据，提高工作的效率。
行道树生态景观的实地调查内容分为三大项即植株体、道路的空间类型、行道树的养护措施，将搜集的资料进行分项整理，得出反映行道树生长状况的相关数据（树种、种植配置、景观效果等），为后期行道树生态景观地图的研制提供数据库数据。在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况。通过层次分析法（Analytic Hierarchy process）确定各项参数的相对权重，构建行道树健康状况计算公式。道路的空间类型以横向剖面图纸的形式进行数据量化和图像化，并辅助以多季节的景观影像进行记录。
本发明通过以下技术方案实现：行道树生态景观监测系统和方法，如图1所示，所述系统包括三个模块：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块。
1.信息收集模块,以行道树所在道路进行分类，对行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的调查信息进行分项收集整理录入，并根据后续调查结果的变更对已录入的信息进行更改以实现数据的实时更新。（如图2所示）。
植物本体信息包括行道树所在道路分布概况及行道树树种信息，前者包括以文字呈现的道路属性、道路绿化状况、群落配置方式及以照片形式呈现的道路绿化实景；后者包括道路所用行道树树种的基本信息及该路段行道树营养器官（树冠、树干、树根等）的状况，均以图文并茂的形式呈现。（如图3、4所示）
基地环境空间信息包括行道树所在道路的路面等级和断面设计，标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间的形态，道路的空间类型以横向剖面图纸的形式进行数据量化和图像化（如图6所示），并绘制出空间特征示意图（空间模型，如图7所示），凸显行道树的道路空间营造形式。基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，以四季实地调查所采集的照片的形式呈现（如图5所示）。
养护措施信息，包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪、浇灌方式和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰等，均以现场照片加文字说明的形式呈现。
2.健康监测模块,在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况。通过层次分析法（analytic hierarchy process）确定各参数的相对权重，构建行道树健康状况计算公式。层次系统包括：目标层（A）行道树健康程度；结构层（B）按照行道树的结构和外貌分为整体状况B1,树冠B2,树干B3；参数层（C）反应行道树健康状况的普遍性状。其中整体状况B1包括树势C1和（树木）倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项。运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供了技术支持。
行道树健康状况计算公式：
A1=C1×0.2591＋C2×0.2244＋C3×0.1137＋C4×0.0318＋C5×0.0817＋C6×0.0817＋C7×0.0200＋C8×0.0087＋C9×0.0904＋C10×0.0438＋C11×0.0188＋C12×0.0295＋C13×0.0603
根据该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查并计算出监测数值。行道树健康等级分布如图3所示。
3.查询与显示模块,在计算机软硬件的支持下，以地图数据库为基础，能够进行监测信息的存储、管理、分析和显示的计算机系统模块，构建了行道树生态景观监测数据库及以电子地图形式呈现的界面。系统开发的主要平台与工具是Visual Studio2012，它属于最流行的Windows平台应用程序开发环境，起着最为重要的作用。前台页面制作工具是Dreamweaver8，它简化了开发的过程，并让前台页面更加美观。SQL Server2008提供了数据库服务，是支撑网站运行的基石。chrome开发者工具帮助调试前台页面，提供了方便而强大的调试功能。行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的信息采用文字结合图片、图纸的方式来显示。监测地图的底图选用google底图。行道树生态景观监测地图通过重叠覆盖在道路上的宽色带的色彩来表明其整体优劣程度的等级，绿色代表优，黄色代表一般，红色代表差（如图3所示）。
附图说明
图1为监测系统的模块组织架构；
图2为信息收集分类图；
图3为监测系统的面板样例1；
图4为监测系统的面板样例2；
图5为某路段实景照片样例；
图6为某路段剖面图样例；
图7为某路段空间特征示意图样例；
图8为层次结构模型；
图9为YAAHP自动生成判断矩阵；
图10为判断矩阵；
图11为自动不一致调整判断矩阵；
图12为参数层C的各项权重；
图13为判断矩阵及特征向量Wi的计算结果；
图14为北京市海淀区行道树生态景观监测数值对比；
图15为行道树生态景观监测信息录入界面；
图16为行道树健康状况监测结果录入界面；
图17为查询与显示模块的组成结构、功能关系。
本发明的有益效果
通过前期的基础数据搜集分析，并与后期的软件相结合，可以对行道树生态景观生态信息和健康监测数据进行实时更新，方便地对各项数据信息进行浏览、更改，进而实现实时监控，还可提供舒适的人机交互页面，使使用者更容易地获取道路的即时相关信息，同时获得一定的科普知识。
1.生态层面
1）通过大量的数据收集整理，并进一步实现单调的数据可视化，直观地表现行道树的健康状况、栽培养护状况、生长环境、空间类型等参数。
2）通过方便快捷的搜索查询系统，针对行道树健康维护措施，为道路绿化建设的专职管理人员提供管理依据，为道路绿化设计的专业人员提供规划设计的依据，实现设计和管理精确化，及时发现出现问题的地点。
3）对数据覆盖区域的行道树可以实现直观、形象的动态管理，展现行道树的生态状况及探查行道树变化的总体趋势。
2.公众层面
1）使用Dreamweaver8.0制作友好的网站页面，为将来公众访问查询、科普宣传教育奠定了基础。
2）监测地图的数据源为开放性系统，既方便相关专业人士查询，亦方便社会各界人士浏览，提高公众对于道路绿化的参与度和积极性，为行道树的选择、栽植养护管理提供宝贵意见。
本发明还实现了以下优点：
1）通过动态可更新的行道树生态景观监测地图，使得传统对行道树生态研究的表格数据图像化；
2）以全新的视角切入，在当今行道树的研究主要集中于植物及生态学相关领域的情况下，利用学科交叉，将信息技术运用于数据的整合及表达；
3）行道树生态景观监测系统的展示方式使数据形象、直观，既方便相关专业人士查询，也方便社会各界人士浏览，进而达到科普教育及提高公众参与行道树健康维护的积极性的作用；
4）运用Visual Studio2012作为开发平台来编写程序，实现文字与数据的图像化；
5）运用Chrome开发者工具调试前台页面。
具体实施方式
以海淀区的行道树生态景观作为研究样例，采用抽样调查的方式选择了26条道路，道路等级涉及到城市快速路、城市主干道、城市次干道及城市支路，调查时段分为春夏秋冬四季，调查内容分为三大项，即植株本体、道路的空间类型、行道树的养护措施。将搜集的资料进行分项整理，为后期行道树生态景观地图的研制提供数据库的数据。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，行道树生态景观监测系统包括三个模块：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块。
整体实现过程如下:
1.采集、收集监测信息
搜集与行道树生态景观相关的资料，包括常用的行道树种类、生态习性、形态特征的基础资料、道路绿化空间结构。
2.分析监测信息，修订检测方法
在进行预调查后，对各调查项的权重进行重新调整，使计算后的结果对于行道树的健康状况更有准确性和可靠性。
3.实地调查，搜集地图研制的相关资料和数据库管理系统
选取各条城市道路中具有代表性的典型路段和行道树个体进行数据库的资料收集：对层次分析系统的各项目参数内容进行实测；利用实地摄影方式收集道路景观照片，照片拍摄需要沿道路主景方向进行；利用绘图软件对路段横向剖面图和空间示意图图纸进行制作表现，将通过上述方式搜集的实地基础数据，录入电脑；同时进行电子监测地图的前期准备工作，包括：底图的选择及相关软件Visual Studio2012、Dreamweaver8.0、SQLServer2008、chrome开发者工具的选取。
4.数据整理与分析
对图片数据和文字数据分别进行整理和分类。
5.绘制电子地图的软件技术和操作
电子地图的制作包括两大部分即前台行道树生态景观地图操作界面的制作及后台数据录入界面的制作及程序的编制。
上述各部分的具体实现过程如下。
1.监测信息采集、收集模块
该模块的实现过程如下所示：
（1.1）检查计算机是否具有视频输入设备、网络端口和联通设备；
（1.2）检查计算机是否具有图形处理软件和数据处理软件，如Photoshop、Cad、Mapgis等；
（1.3）检查是否配备分辨率在800万像素以上的摄影设备；
（1.4）采集植物本体信息
植物本体信息包括行道树树种的生物特征，包括如乔灌草类型、花期/果期、观赏特点等，还包括绿化状况、植物景观群落配置方式、行道树的营养器官状况，营养器官包括树冠、树干、树根等，均以摄影图片和说明文字并用的形式呈现；
（1.5）采集基地环境空间信息
基地环境空间信息包括行道树所在道路位置、名称、路面等级、断面设计和行道树空间结构特征。用图形语言表示行道树空间结构特征。使用AutoCAD软件对图形数据信息进行绘制，使用Photoshop软件对图形数据信息进行美化。图中标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间形态，并绘制出空间形式示意图（空间模型），显示行道树的道路空间营造特征。
基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，在春夏秋冬四季中以实地摄影方式采集景观照片，拍摄角度可以是正常视点透视，也可以是俯瞰或鸟瞰，取景景域要涵盖道路行道树及其两侧城市建筑空间；
（1.6）采集养护管理措施信息
养护措施信息包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰等，通过现场实测种植池/带形状的尺寸、摄影实景照片和文字表格记述的方式表现养护管理信息。
2.分析监测信息，修订监测算法
1）制定选择监测参数的原则
遵循以下原则选择监测参数：参数数量精简，简单易行，便于该监测方法的推广应用；避免选择需要精密仪器测量以及对树木健康造成伤害的项目参数，尽可能做到对行道树的零伤害；选择通过植物外部形态结构能观察、实测到的项目参数。
2）确定层次分析系统和项目内容
层次分析系统包括：目标层（A）行道树健康程度；结构层（B）按照行道树的结构和外貌，分为整体状况B1,树冠B2,树干B3,树根B4；参数层（C）反映行道树健康状况的普遍性状。各层之间依托各因子之间的重要性确定权重关系的大小，目标层（A）由结构层（B）决定，结构层（B）由参数层（C）决定。
经过对资料的调查，获得已有的研究成果——对园林树木进行健康状况监测的计算模型（如表1所示）。在此基础上，结合本地区的具体情况，有针对性地对行道树的特征进行参数设置及重新调整权重值。
表1园林树木健康状况计算模型
注:%为单位是指整体数量的百分比
（表格来源：Richard W H,James R C,Nelda P M.Arboriculture:integratedmanagement of landscape trees,shrubs,and vines[M],New Jersey,USA:PrenticeHall,Upper Saddle River,1999:536-591.）
从参数层C的选择来看,C1-C12、C14已经相当合理，予以保留。对于根部B4，根埋藏在土壤中，对城市行道树的调查监测应对植株零伤害并尽量少使用复杂精密仪器。根部损伤参数C13的监测方式过于主观和模糊，因此将其去除。
最终层次分析结构和项目参数有：
①整体状况B1 树势C1和（树木）倾斜C2；
②树冠B2 枯枝、腐枝C3；顶梢枯死C4；叶斑或变色C5；病害C6；虫害C7；寄生C8；
③树干B3 干基腐朽C9；洞穴C10；损伤C11；病虫害C12；
④树根B4 树根通气透水性C13。
3）监测参数的含义与等级标准的确定
整体状况树形端正、形体优美是行道树监测的重要标准。树体的整体形态也能反映树木的整体健康状况。整体状况包括树势和倾斜2个参数。
树势C1 主要指生长势，是树木树冠、枝叶、树干等各个部分的综合反映，是预示树木衰弱的重要参数。
倾斜C2 因为风吹、光照不均匀、土壤塌陷、栽植不规范及修剪不当等原因，树木会出现树干倾斜或偏冠的现象，影响树体的稳定性。以树冠的倾斜角度为依据。
树冠 树冠即乔木树干在最低一个分枝以上连同集生枝叶的部分，包括了枝和叶两部分。树冠参数有6项。
枯枝、腐枝C3 从底部向树冠方向枯死的枝条，同时也包括由于修剪不当而残留在树木上面的短截树枝。以枯枝、腐枝的数量占整体的比重来监测
顶梢枯死C4 树冠上部暴露在太阳下的嫩枝从末端往下逐渐死亡，是反映树木衰老和受胁迫的良好指标。树冠顶端枝条向树干方向衰亡的程度作为监测参数。
叶斑或变色C5 叶片斑点是叶组织局部坏死的表现，变色是指由于叶绿素发育受到破坏，而使叶片的颜色发生改变，变色的细胞本身并不死亡。以出现叶斑或变色的叶片数量占总量的百分比作为监测标准。
病害C6 枝叶病害是养护管理中最常遇见的问题，传染性病害会对园林树木群体的健康造成严重的危害。以出现病症的枝叶占枝叶总量的百分比作为监测标准。
虫害C7 以枝叶受到害虫破坏的比重作为监测标准。
寄生C8 寄生植物不仅影响园林树木的观赏性，且降低寄主植物的光合作用和同化作用，导致其生长不良和早衰，最终引致死亡。以寄生植物密度作为评分标准。
树干 树干是指树冠以下、根部以上的部分，树干上的腐朽、洞穴、损伤、病虫害等问题会影响树冠和根系之间营养物质的供给和交流，以及同化物质的运输和贮存，使树干的强度减弱，生长状况恶化。依据树干损伤的类型选择以下指标作为监测标准。
干基腐朽C9 发生在树干基部的腐朽症状，是一类重要的病害，因其危害的位置处于根颈部位。以发生腐朽的干基宽度占树干周长百分比作为监测标准。
洞穴C10 树穴的出现是由于疏忽或管理不当的结果，是人为或自然环境引起的树干伤害发展到一定程度的表现。以洞穴面积占树干面积百分比作为监测标准。
损伤C11 包括人为或自然条件引起的树干伤害。以树干损伤面积的大小作为监测标准。
病虫害C12 树干的病害主要为干腐病和溃疡病等，虫害以蛀干害虫为主。病害按其染病所占树干周长百分比计算，虫害按虫孔之间的距离所占树干周长百分比计算。
根部 根部是树木吸收水分和无机盐的重要器官，其健康状况直接影响了树木的生长。对于城市行道树来说，根部的通气透水性是影响树木根部健康的主要因素。
根部通气透水性C13 行道树的生长周边环境通常是硬质铺装，加上行人踩踏使土壤紧实，导致树木根系生长不良。以铺装程度及紧实土壤占根区的面积数量反应根部通气透水程度。
4）监测参数权重系数的确定
在已有的研究基础上，结合地区的实际情况及行道树的选择标准，运用层次分析法，借助软件YAAHP，重新建立参数C的判断矩阵，得出新的权重。
①建立判断矩阵
对参数层C的各个参数——C1-C13的重要程度进行判断，建立两两判断矩阵。
首先建立层次结构模型（如图8所示），YAAHP自动生成判断矩阵（如图9所示）。对参数层C的13项指标进行重要性判断，参数分为同样重要（N/A=1）、稍微重要（N/A=3）、比较重要（N/A=5）、十分重要（N/A=7）、绝对重要（N/A=9），当重要程度介于两者之间时，用N/A=2、4、6、8来表示。
将判断矩阵填写完整，如图10所示。
②计算各项目参数相对权重并进行一致性检验
经过一致性检测结果表明，判断矩阵不满足一致性要求。通过YAAHP提供的不一致判断矩阵自动修正功能，进行自动不一致调整判断矩阵（如图11所示），最终得出参数层C的各项权重（如图12所示）。
通过判断矩阵及特征向量Wi的计算结果得到的图表（如图13所示）来看，树势C1、（树木）倾斜C2、枯枝、腐枝C3、干基腐朽C9相对比重较高，它们是此模型中反映行道树生态景观监测的重要参数。树冠寄生C8、病害C6、树干损伤C11等参数所占比重较低。实地调查表明，对于行道树来说，树冠的寄生情况极少，树冠病害和树干损伤对于行道树的整体生态景观影响相对较小。
综上所述，得出行道树健康状况计算公式：
A1=C1×0.2591＋C2×0.2244＋C3×0.1137＋C4×0.0318＋C5×0.0817＋C6×0.0817＋C7×0.0200＋C8×0.0087＋C9×0.0904＋C10×0.0438＋C11×0.0188＋C12×0.0295＋C13×0.0603
利用该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查分析，并得出监测结果数值。
行道树健康程度A1值满分为5分,根据A1值划分为五类等级，在监测显示中，每一等级以不同数量的绿色块来区分。
1≤A1<2生长很差,存在严重问题
2≤A1<3生长差,存在较严重的问题
3≤A1<4生长一般,存在一定的问题
4≤A1<5基本健康,仅存在轻微的问题
5A1=5健康,不存在问题
③实施案例
针对北京地区行道树的特点，根据公式，对北京市海淀区有代表性的26条城市道路进行调查，并计算得出行道树健康状况监测计算分值（如表2所示）。这26条道路的级别涵盖了城市快速路、主干道、次干道、支路，周边环境有高校、生活区、商业区、城市绿地等，代表性地反映了北京市海淀区行道树健康状况的基本情况（如图14所示）。
表2北京市海淀区26条道路行道树健康状况监测计算分值
按照评价系统显示，26条道路中有24条道路得分处于2.5分至5分，即行道树健康状况为一般至非常健康；2条道路的得分位于1.5分至2.5分，即生长较差。通过比较分析，城市快速路的行道树健康状况较为一般，城市主干道的行道树生长相对良好。至于城市次干道和城市支路行道树健康得分无明显趋势。这可能是由于城市快速路车流量大，污染严重，对行道树健康造成了一定影响；园林部门对城市主干道行道树养护管理工作较为重视，城市主干道的行道树均处于优良的生长环境；城市次干道和城市支路受到相关部门重视程度低，养护管理措施良莠不齐，行道树生长状况差别也较大。
由表2可以得出，北京市海淀区行道树健康状况较好的道路有：学院路、知春路、清华西路、缘善街、清华西路、苏州街等。行道树健康状况较差的道路有：万泉河路、中关村北二街等。
3.实地调查，搜集与地图研制的相关资料包括数据库管理系统
选取各条城市道路中具有代表性的典型路段和行道树个体进行数据库的资料收集：利用常规测量手段对层次分析系统的各项目参数内容进行实测；利用实地摄影方式收集道路景观照片，照片拍摄需要沿道路主景方向的进行；利用绘图软件对路段横向剖面图和空间示意图图纸进行制作表现。将通过上述方式搜集的实地基础数据录入电脑。
同时进行电子监测地图的前期准备工作。电子地图的前期准备工作包括：底图的选择及相关软件Visual Studio2012、Dreamweaver8.0、SQL Server2008、chrome开发者工具的选取。行道树生态景观监测系统和方法中的监测地图所选用的底图为公众共享的Google地图实现，行道树生态景观监测地图的主要开发平台与工具是visual studio2012，大部分开发过程都是在visual studio上完成的。系统前台页面制作工具是Dreamweaver8软件，在开发过程中，运用其强大的功能简化整个系统开发过程，并让前台页面更加美观。系统开发的数据库服务软件是SQL Server2008，它提供可靠的、安全的、高效的服务，提供支撑网站运行的基石。chrome开发者工具用于调试前台页面，具有方便而强大的调试功能。
4.数据整理与分析
对图片资料和文字数据分别进行整理和分类。将图片数据按照各条道路名称建立文件夹并命名，将文字数据及分析结果按项目编制成EXCEL表格。制作表格样例如表3～6所示。
表3道路名称及对应行道树的种类
| 道路编号 | 道路名称 | 树种1 | 树种2 |
| 1 | 北三环西路 | 国槐 | 毛白杨 |
| 2 | 北四环西路 | 国槐 | 栾树 |
| 3 | 北四环中路 | 国槐 | 旱柳 |
| 4 | 北土城西路 | 国槐 | 小叶白蜡 |
表4道路所涉及到的行道树种类基本介绍及每个树种出现的道路范围
| 树种 | 学名 | 科 | 属 | 概述 | 树冠 | 树干 | 树根 | 出现范围 |
表5道路的属性及行道树概况
表6：道路调查的行道树健康状况监测计算结果
| 编号 | 道路名称 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | A1 |
| 1 | 北三环西路 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 4 | 2 | 4 | 3 | 2 | 2.716 |
| 2 | 北四环西路 | 2 | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2.724 |
| 3 | 北四环中路 | 3 | 5 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 4 | 3.463 |
5.绘制电子地图的软件技术和操作
（5.1）原始信息的录入
对新调查道路、新建道路的行道树生态景观监测信息可通过新建道路名称进入下一级目录进行录入。每新建一条道路名称，该道路对应的行道树信息所需录入项目就会相应增加，进而将调查所得信息进行分项录入即可。
行道树生态景观监测信息录入界面如图15所示。最上方的“要读取的数据编号”为要录入或更新数据的道路的编号，这个编号由录入者自己指定。中间的各类输入框对应着道路的各类属性以及在各个网页上不同位置的数据。如“道路名”，即可填入道路的名称；又如“中间分车绿带”，对应着道路行道树的中间分车绿带信息；还有如“B1左下文字描述”，则对应着名为B1的页面左下角的一个文本框的信息。不同输入栏输入的信息与道路信息或网页具体位置有着密切的联系，使用时应该一一对应填入。最下方的“提交”按钮为提交更改按钮。当对已有的编号的数据进行更新时，点击“提交”将会对已有数据更新；当试图创建新的道路信息时，点击“提交”，将会在数据库中创建新的道路信息。
（5.2）信息更新
对已录入行道树生态景观监测信息的道路进行再次调查后，若有信息变更情况也可实时更新原有行道树信息。如果要更新数据，则输入已有的道路编号，点击旁边的“提交”，即可读出已有的道路信息数据，并显示在下方的各类输入框里；如果要插入新的道路数据，则可以输入全新的数字编号，并在下方的输入框中录入道路信息数据。最后点击最下方的“提交”，即可插入新数据或更新已有数据。如调查道路名称改变可直接更改道路名称，若该道路已不存在可直接删除信息，若只是对子级项目进行编辑只要进入相应项目更改即可。
（5.3）健康状况监测数值录入
行道树健康状况监测结果录入界面如图16所示。最上方的“要读取的路名”文本框中应填入想要读取信息的路名，或是输入一个新的路名。当输入数据库中已有的路名时，点击旁边的“提交”，将会在下方的文本框中显示出欲查询的道路生态景观监测数值信息；当输入数据库中不存在的路名时，点击“提交”，将提示数据不存在。
中间是各类信息录入文本框，从c1-c10分别表示10项参数。用户可给道路的10项参数一一赋值。a1为道路的总得分，当输入c1-c10数值后，点击最下方“提交”，a1将自动计算并显示，无需用户手动计算。
最下方的“提交按钮”为提交更改按钮。当对已有的道路监测信息进行更新时，点击“提交”将会更新；当试图创建新的道路监测信息时，点击“提交”，将会在数据库中添加新的道路监测信息。
（5.4）查询与显示
在行道树生态景观监测地图界面（图3）上，可直接在左上角的搜索框内输入想要查询的道路名称或行道树树种名称，即可在监测地图上显示相应的道路分布位置、名称和行道树生态景观整体状况（以红、黄、绿三种颜色代表优劣程度），同时显示进一步查询的信息索引搜索框，点击信息索引的具体种类后，会在显示屏幕上出现具体的行道树生态景观信息，如图4所示。之后，再次依据屏幕信息索引提示，点击相关信息，直至逐渐完成全部信息的查询和显示。
查询与显示模块主要由查询部分与显示部分两块构成。查询部分负责根据显示部分的要求从数据库中读取道路信息并返回给显示部分；显示部分负责接收数据，并根据所接收的数据指示的路径从文件系统中读取需要的图片，最后将所有的数据显示在前台网页上。查询与显示模块的组成结构、功能关系（如图17所示）。
总之，本发明具有适用范围广、可维护性好、扩展性强等优点。此外，本发明研究从一个新的研究点切入传统的研究课题，既有对前人研究成果的继承与发展，也有留给以后的研究者很大的发挥空间，可行性高且社会意义良好。本发明把传统研究方式与当代科技手段结合，让人耳目一新。不仅如此，本发明也可为其他领域的静态数据库数据转成为动态显示的图像技术提供了借鉴价值。
本发明未详细阐述部分属于本领域共知技术。
Claims (5)
1.一种行道树生态景观监测系统，其特征在于包括：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块；其中：
信息收集模块，包括视频输入设备、网络端口和联通设备；对行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的信息进行收集整理；植物本体信息包括种类和习性、形态、配植方式、分布位置；基地环境空间信息包括行道树所在道路的路面等级和断面设计，标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间形态，并绘制出空间特征示意图，凸显行道树的道路空间营造形式，基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，以照片的形式体现；养护措施信息以现场照片的形式反映，包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰；
健康监测模块，包括计算机，用于在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法确定各参数的相对权重，层次系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌分为整体状况B1,树冠B2,树干B3；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；根据权重确定行道树健康状况计算公式，并利用公式计算得出健康监测数值结果；
查询与显示模块，包括显示器，以地图数据库为基础，能够进行空间信息的存储、管理、分析和显示的计算机系统模块，构建了行道树景观生态监测数据库和以电子地图形式呈现的界面；查询与显示模块包括查询部分与显示部分,查询部分负责根据显示部分的要求从数据库中读取道路信息并返回给显示部分；显示部分负责接收数据，并根据所接收的数据指示的路径从文件系统中读取需要的图片，最后将所有的数据显示在前台网页上；
其中，在行道树基本信息调研的基础上，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法(Analytic Hierarchy process)确定各参数的相对权重；层次分析系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌，分为整体状况B1,树冠B2,树干B3,树根B4；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；其中整体状况B1包括树势C1和树木倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项；各层之间依托各项目因子之间的重要性确定权重关系的大小，目标层(A)由结构层(B)决定，结构层(B)由参数层(C)决定；运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供技术支持；
行道树健康状况计算公式：
A1＝C1×0.2591+C2×0.2244+C3×0.1137+C4×0.0318+C5×0.0817+C6×0.0817+C7×0.0200+C8×0.0087+C9×0.0904+C10×0.0438+C11×0.0188+C12×0.0295+C13×0.0603
根据该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查并计算出监测数值，得出行道树健康等级和分布状况。
2.根据权利要求1所述的行道树生态景观监测系统，其特征在于：以图文并茂的形式向所需人群提供行道树基本知识、健康状况、景观效果及生境特征的资料；将传统的文字加表格的行道树档案资料记录方式改变为数字信息库方式，具备动态更新的功能，并提供信息实时更正和浏览查询功能。
3.一种行道树生态景观监测的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)采集、收集监测信息
搜集与行道树生态景观相关的资料，包括常用的行道树种类、生态习性、形态特征的基础资料、道路绿化空间结构；
(2)分析监测信息
参照园林树木健康状况分析方法来制定行道树健康状况监测方法，具体如下：
(2.1)选择监测参数
避免选择需要精密仪器测量以及对树木健康造成伤害的项目参数，尽可能对行道树零伤害；选择通过植物外部形态结构能观察、实测到的项目参数；
(2.2)确定层次分析系统和项目内容
在行道树基本信息调研的基础上，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法(Analytic Hierarchy process)确定各参数的相对权重；层次分析系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌，分为整体状况B1,树冠B2,树干B3,树根B4；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；其中整体状况B1包括树势C1和树木倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项；各层之间依托各项目因子之间的重要性确定权重关系的大小，目标层(A)由结构层(B)决定，结构层(B)由参数层(C)决定；运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供技术支持；
行道树健康状况计算公式：
A1＝C1×0.2591+C2×0.2244+C3×0.1137+C4×0.0318+C5×0.0817+C6×0.0817+C7×0.0200+C8×0.0087+C9×0.0904+C10×0.0438+C11×0.0188+C12×0.0295+C13×0.0603
根据该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查并计算出监测数值，得出行道树健康等级和分布状况；
(3)实地调查，搜集地图研制的相关资料
选取各条城市道路中具有代表性的典型路段和行道树个体进行数据库的资料收集：对层次分析系统的各项目参数内容进行实测；利用实地摄影方式收集道路景观照片，照片拍摄需要沿道路主景方向进行；利用绘图软件对路段横向剖面图和空间示意图图纸进行制作表现，将通过上述方式搜集的实地基础数据，录入电脑；同时进行电子监测地图的前期准备工作；
(4)数据整理与分析
对图片资料和文字数据分别进行整理和分类；将图片数据按照道路名称做顺序命名后，建立相应文件夹，并将文字数据及分析结果按项目分类编制成EXCEL表格；
(5)绘制电子地图的软件技术和操作
电子地图的制作包括两大部分，即前台行道树生态景观地图操作界面的制作及后台数据录入系统的制作；制作过程包括四个步骤：原始信息的录入；信息更新；健康状况监测数值录入；查询与显示。
4.根据权利要求3所述的行道树生态景观监测的方法，其特征在于：所述采集、收集监测信息的具体实施步骤如下：
(1.1)检查计算机是否具有视频输入设备、网络端口和联通设备；
(1.2)检查计算机是否具有图形处理软件和数据处理软件；
(1.3)检查是否配备分辨率在800万像素以上的摄影设备；
(1.4)采集植物本体信息
植物本体信息包括行道树树种的生物特征，包括乔灌草类型、花期/果期、观赏特点，还包括绿化状况、植物景观群落配置方式、行道树的营养器官状况，营养器官包括树冠、树干、树根的状况，均以摄影图片和说明文字并用的形式呈现；
(1.5)采集基地环境空间信息
基地环境空间信息包括行道树所在道路位置、名称、路面等级、断面设计和行道树空间结构特征，用图形语言表示行道树空间结构特征，使用AutoCAD软件对图形数据信息进行绘制，使用Photoshop软件对图形数据信息进行美化，图中标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间形态，并绘制出空间形式示意图，显示行道树的道路空间营造特征；基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，在春夏秋冬四季中以实地摄影方式采集景观照片，拍摄角度包括正常视点透视，也可以是俯瞰或鸟瞰，取景景域要涵盖道路行道树及其两侧城市建筑空间；
(1.6)采集养护管理措施信息
养护措施信息包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰，通过现场实测种植池/带形状的尺寸、摄影实景照片和文字表格记述的方式表现养护管理信息。
5.根据权利要求3所述的行道树生态景观监测的方法，其特征在于所述绘制电子地图的软件技术和操作具体包括如下步骤：
(5.1)原始信息的录入
对新调查道路、新建道路的行道树生态景观监测信息可通过新建道路名称进入下一级目录进行录入，每新建一条道路名称，该道路对应的行道树信息所需录入项目就会相应增加，进而将调查所得信息进行分项录入即可；
行道树生态景观监测信息录入界面最上方的“要读取的数据编号”为要录入或更新数据的道路的编号，这个编号由录入者自己指定；中间的各类输入框对应着道路的各类属性以及在各个网页上不同位置的数据；同输入框输入的信息与道路信息或网页具体位置有着密切的联系，使用时应该一一对应填入；最下方的“提交”按钮为提交更改按钮；当对已有的编号的数据进行更新时，点击“提交”将会对已有数据更新；当试图创建新的道路信息时，点击“提交”，将会在数据库中创建新的道路信息；
(5.2)信息更新
对已录入行道树生态景观监测信息的道路进行再次调查后，若有信息变更情况也可实时更新原有行道树信息；如果要更新数据，则输入已有的道路编号，点击旁边的“提交”，即可读出已有的道路信息数据，并显示在下方的各类输入框里；如果要插入新的道路数据，则可以输入全新的数字编号，并在下方的输入框中录入道路信息数据；最后点击最下方的“提交”，即可插入新数据或更新已有数据；如调查道路名称改变可直接更改道路名称，若该道路已不存在可直接删除信息，若只是对子级项目进行编辑只要进入相应项目更改即可；
(5.3)健康状况监测数值录入
行道树健康状况监测结果录入界面最上方的“要读取的路名”文本框中应填入想要读取信息的路名，或是输入一个新的路名；当输入数据库中已有的路名时，点击旁边的“提交”，将会在下方的文本框中显示出欲查询的道路生态景观监测数值信息；当输入数据库中不存在的路名时，点击“提交”，将提示数据不存在；中间是各类信息录入文本框，从c1-c10分别表示10项参数；给道路的10项参数一一赋值；a1为道路的总得分，当输入c1-c10数值后，点击最下方“提交”，a1将自动计算并显示，无需用户手动计算；
最下方的“提交按钮”为提交更改按钮；当对已有的道路监测信息进行更新时，点击“提交”将会更新；当试图创建新的道路监测信息时，点击“提交”，将会在数据库中添加新的道路监测信息；
(5.4)查询与显示
在行道树生态景观监测地图界面上，直接在左上角的搜索框内输入想要查询的道路名称或行道树树种名称，即在监测地图上显示相应的道路分布位置、名称和行道树生态景观整体状况，以红、黄、绿三种颜色代表优劣程度，同时显示进一步查询的信息索引搜索框，点击信息索引的具体种类后，会在显示屏幕上出现具体的行道树生态景观信息，之后，再次依据屏幕信息索引提示，点击相关信息，直至逐渐完成全部信息的查询和显示。
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Citations (1)
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Family Cites Families (1)
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-
2013
- 2013-12-30 CN CN201310746095.7A patent/CN103678707B/zh active Active
Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Geographic Information Systems:Foreword;Merchant J W et al.;《PhEngRS》;19961231;第62卷(第11期);1243-1244 * |
| 基于MAPGIS和AutoCAD构建泉州市行道树数据库管理系统;王奇志 等;《北方园艺》;20101231(第12期);228-230 * |
| 用层次分析法构建园林树木健康评价体系;翁殊斐;《西北林学院学报》;20091231;第24卷(第1期);177-181 * |
Also Published As
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