CN105701976A - 基于卫星遥感图像的水土保持监测系统 - Google Patents

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罗兆楠
罗本壁
彭天祺
毛峰
王海鹏
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Abstract

一种基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，包括：无线传感网络系统；通信系统，与无线传感网络系统信息连接；数据处理中心，与通信系统信息连接；预警系统，与数据处理中心信息连接。其中，所述无线传感网络系统包括多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点。本发明提供的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，能够综合多种灾害因素，将含沙量信息、水位信息和流速信息整合在一起，在遥感图像提供的目标区域地势情况的基础上，预测水土保持的情况及水土流失的发生概率，对灾情分析更全面、准确及权威。

Description

基于卫星遥感图像的水土保持监测系统
技术领域
本发明涉及水土保持临灾预警系统技术领域，具体的，涉及一种基于卫星遥感图像的水土保持监测系统。
背景技术
地质灾害研究是一项系统工程，包括地质灾害的勘察、监测、预防预报和防治。地质灾害研究的目的在于防治，将灾害损害减小到最低限度。防治地质灾害要以预防为主，预防与治理相结合。要有效地预防地质灾害，或者合理地超前治理地质灾害，都需要对地质灾害进行及时准确的时空预测预报。为此，必须在勘察的基础上，对地质灾害的发展动态进行长期系统的监测。只有在对大量可靠的监测资料进行科学分析的基础上，才能做出及时准确的预测预报。地质灾害监测不仅是地质灾害研究的重点工作和关键环节，而且是有效防治地质灾害的必要前提和关键措施。加强地质灾害监测，提高监测的科学性和监测资料的可靠性，一靠增强地质灾害意识，二靠投入，三靠科学技术。其中，努力实现监测技术、方法和手段的现代化，是至关重要的。近年来，世界上许多国家都在充分利用现代科学技术，大力加强地质灾害监测技术、方法和手段的研究。现代化的地质灾害监测新技术、新方法和新手段不断出现，并且正在向着自动化、电脑化和系统化的方向迅速发展。
水土流失的原因主要有自然因素和人为因素，自然因素主要有地形、降雨、土壤以及植被四个方面：(1)地形：地面坡度越陡，地表径流的流速越快，对土壤的冲刷侵蚀力就越强，坡面越长，汇集地表径流量越多，冲刷力也越强；(2)降雨：产生水土流失的降雨，一般是强度较大的降雨，降雨强度超过土壤入渗强度会产生地表径流，造成对地表的冲刷侵蚀；(3)土壤，即地面物质组成，其会影响到土质的疏松程度，进而会影响到水土流失的发生概率；(4)植被：达到一定郁闭度的林草植被有保护土壤不被侵蚀的作用。郁闭度越高，保持水土的能力越强。人为因素主要涉及人类对土地的不合理利用，破坏了地面植被和稳定的地形，以致造成严重的水土流失。
水土流失会冲毁土地、破坏耕田；剥蚀土壤，使土壤肥力减退；造成生态失调，旱涝灾害频繁；淤积水库、堵塞河道；破坏土地资源，蚕食农田，威胁人类生存。因此，对水土流失灾害的预防非常必要。
目前已有的水土保持监测预警系统，多集中于通过土壤水分、含沙量等数据预测未来水土流失的发生概率，然而，这些预警系统有一个共同的缺陷，没有考虑到地形地貌对水土流失的影响。
发明内容
为克服现有技术的不足，提供一种能够综合各方面指标和地貌地形因素来判断水土流失发生概率的预警系统，本发明提供一种基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，包括：
无线传感网络系统；
通信系统，与无线传感网络系统信息连接；
数据处理中心，与通信系统信息连接；
预警系统，与数据处理中心信息连接；
其中，所述无线传感网络系统包括多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点。
其中，所述多个传感器节点都集成在无线传感网络系统中的网络监测节点上。
其中，所述无线传感网络系统还包括多个用来汇聚多个传感器节点信息的汇聚节点。
其中，所述通信系统包括数据通信系统和图像通信系统。
其中，所述数据通信系统包括无线信息监测站、无线网桥以及CORS系统，所述无线信息监测站与CORS系统和无线网桥信息连接，所述无线网桥与数据处理中心信息连接。
其中，所述图像通信系统包括遥感卫星和信息发射组件，所述遥感卫星和信息发射组件信息连接，所述信息发射组件与数据处理中心信息连接。
其中，所述遥感卫星和信息发射组件之间还依次信息连接有滤波输入放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器以及滤波输出放大器。
其中，所述遥感卫星为高分二号卫星。
其中，所述流速传感器节点为径流流速传感器节点。
本发明提供的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，能够综合多种灾害因素，将含沙量信息、水位信息和流速信息整合在一起，在遥感图像提供的目标区域地势情况的基础上，预测水土保持的情况及水土流失的发生概率，对灾情分析更全面、准确及权威。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的无线传感网络系统的结构示意图；
图3：本发明的数据通信系统的结构示意图；
图4：本发明的图像通信系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。
如图1-图2所示，为本发明的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统的结构示意图及无线传感网络系统结构示意图，本发明的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统包括：
无线传感网络系统，所述无线传感网络系统包括多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点，较优的，所述流速传感器节点为径流流速传感器节点；所述多个传感器节点都集成在无线传感网络系统中的网络监测节点上；所述无线传感网络系统还包括多个用来汇聚多个传感器节点信息的汇聚节点。
通信系统，与无线传感网络系统信息连接。
数据处理中心，与通信系统信息连接；
预警系统，与数据处理中心信息连接，用于在数据处理中心发送预警信息的时候，根据不同的预警标准发出不同的预警信号，从而提醒工作人员采取相应防范措施。
其中，所述通信系统包括数据通信系统和图像通信系统。
图3所示为本发明的数据通信系统的结构示意图，如图所示，所述数据通信系统包括无线信息监测站、无线网桥以及CORS系统，所述无线信息监测站与CORS系统和无线网桥信息连接，所述无线网桥与数据处理中心信息连接。
进一步的，所述无线信息监测站包括信息接收机以及网络传输组件，所述信息接收机用于接收CORS系统发出的定位信息，同时整合无线传感系统中多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点发送的含沙量信息、水位信息以及流速信息，并将整合后的信息通过无线网桥发送给数据处理中心。
图4所示为本发明的图像通信系统的结构示意图，如图所示，所述图像通信系统包括遥感卫星和信息发射组件，所述遥感卫星和信息发射组件信息连接，所述信息发射组件与数据处理中心信息连接。
数据处理中心将数据通信系统和图像通信系统发过来的数据信息和图像信息整合，进一步分析出水土流失的发生几率，从而本发明提供的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，能够综合多种灾害因素，将含沙量信息、水位信息以及流速信息整合在一起，在遥感图像提供的目标区域地势情况的基础上，预测水土流失的发生概率，对灾情分析更全面、准确及权威。
较优的，所述遥感卫星和信息发射组件之间还依次信息连接有滤波输入放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器以及滤波输出放大器。滤波输入放大器用于对遥感卫星采集到的信号进行滤波放大，大步进数控衰减器用于对信号进行大步进的定量衰减，幅度调制模块用于信号进行正弦幅度调制，小步进数控衰减器用于对信号进行相应的微量衰减，滤波输出放大器用于对信号进行滤波、放大后输出。通过此结构的设计，能够保证整个通信系统的生命周期，节省通信开销。
较优的，所述遥感卫星为高分二号卫星。
综上，本发明提供的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，能够综合多种灾害因素，将含沙量信息、水位信息和流速信息整合在一起，在遥感图像提供的目标区域地势情况的基础上，预测水土保持的情况及水土流失的发生概率，对灾情分析更全面、准确及权威。
虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于，包括：
无线传感网络系统；
通信系统，与无线传感网络系统信息连接；
数据处理中心，与通信系统信息连接；
预警系统，与数据处理中心信息连接；
其中，所述无线传感网络系统包括多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点。
2.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述无线传感网络系统中的网络监测节点上都集成有所述无线传感网络系统的多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点。
3.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述无线传感网络系统还包括多个用来汇聚多个含沙量传感器节点、水位传感器节点以及流速传感器节点信息的汇聚节点。
4.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述通信系统包括数据通信系统和图像通信系统。
5.如权利要求4所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述数据通信系统包括无线信息监测站、无线网桥以及CORS系统，所述无线信息监测站与CORS系统和无线网桥信息连接，所述无线网桥与数据处理中心信息连接。
6.如权利要求4所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述图像通信系统包括遥感卫星和信息发射组件，所述遥感卫星和信息发射组件信息连接，所述信息发射组件与数据处理中心信息连接。
7.如权利要求6所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述遥感卫星和信息发射组件之间还依次信息连接有滤波输入放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器以及滤波输出放大器。
8.如权利要求6所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述遥感卫星为高分二号卫星。
9.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的水土保持监测系统，其特征在于：所述流速传感器节点为径流流速传感器节点。
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