CN107145988A - 森林管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种森林管理系统，包括人机操作模块、视频数据采集模块、卫星视频采集模块、卫星可见光监测模块、卫星热红外监测模块、卫星微波监测模块、森林空间信息监测模块，用于通过固定高程校正点获取森林空间信息、数据处理模块、危险动作判定模块、中央处理器、预测分析模块、专家评估模块、物理模型构建模块、虚拟作动器、森林面积计算模块、树木品种识别统计模块和报警模块。本发明利用卫星可见光、热红外、微波影像获取森林环境信息、热信息和空间信息，通过信息融合与综合分析，实现低成本，高效率的森林监测工作，实现了森林面积、树木分布数据的自动统计，大大减轻了工作人员的工作量。
Description
技术领域
本发明涉及森林管理技术领域，具体涉及一种森林管理系统。
背景技术
目前，收集用于评价森林状态的信息的过程是非常耗时和复杂的。且当收集信息时，通常依赖于采样，由于缺乏足够的信息收集和分析而可能出现误差。
为此，现有技术中涌现出了大量的森林管理系统，但普遍存在误差较大、探测成本较高，不能大面积、多期次使用，且所检测到的数据均为静态的数值，不具有可视性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种森林管理系统，利用卫星可见光、热红外、微波影像获取森林环境信息、热信息和空间信息，通过信息融合与综合分析，实现低成本，高效率的森林监测工作，协同通过物理模型构建模块以及各计算模块的自定义实现了森林面积、树木分布数据的自动统计，大大减轻了工作人员的工作量；且系统自带预测分析预警功能，使用方便。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
森林管理系统，包括
人机操作模块，用于用户登录，输入待监测点森林基本信息数据和控制命令；
视频数据采集模块，通过按一定的距离架设在森林内的摄像头进行周围视频数据的采集；
卫星视频采集模块，用于实时采集森林的视频数据，并将采集到的数据发送到数据处理模块；
卫星可见光监测模块，用于获取森林地表燃烧点信息、获取森林地表燃烧面积信息、获取森林地表燃烧速度信息；
卫星热红外监测模块，用于获取森林地表温度信息；
卫星微波监测模块，用于获取森林地表强烟尘信息、获取森林地表中烟尘信息和获取森林地表低烟尘信息；
森林空间信息监测模块，用于通过固定高程校正点获取森林空间信息；；
数据处理模块，用于通过kinect深度传感器数据进行人体深度信息以及骨骼信息获取，并将获取的数据发送到人脸识别模块；还用于消除所得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；
危险动作判定模块，用于将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与危险动作姿态数据库内录制的危险动作标准姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为是，否则认为不是；
中央处理器，用于接收危险动作判定模块的识别结果，并根据识别结果进行报警模块的启闭；用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并按照预设的算法将这些命令发送到对应的模块；用于接收卫星可见光监测模块、卫星热红外监测模块、卫星微波监测模块、森林空间信息监测模块以及卫星视频采集模块发送的数据，将这些数据发送到数据库进行储存，并发送到预测分析模块和专家评估模，并将这些数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
预测分析模块，用于根据接收到的数据进行森林情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
专家评估模块，用于储存各类典型的森林相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于通过Flac3D根据接收到的中央处理器发送的监测数据进行森林物理模型的建立；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使尾矿库物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行森林物理模型的分解、切割、放大和缩小；
森林面积计算模块，用于通过预设的算法对所构建的森林物理模型面积的计算，并转换成实际森林面积数据发送到显示屏进行显示；
树木品种识别统计模块，内设有各种树木物理模型和统计模块，用于通过数据挖掘模块在所建立的森林物理模型内进行相似模型的挖掘，并通过统计模块进行该模型数量的统计，将统计结果发送到显示屏进行显示；
报警模块，用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警，并根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端；发送的短信至少包括监测点所在位置以及目前各监测模块所检测到的数据。
优选地，还包括一数据共享模块，用于下载或打印的方式进行数据库内数据的共享。
优选地，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所监测到数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
优选地，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点推进的变化规律。
优选地，人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块.
优选地，图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏
优选地，还包括一显示屏，用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于监测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
优选地，所述待监测点森林基本信息数据至少包括待监测点森林地理位置信息、森林开采相关数据、往年相关管理数据。
优选地，还包括一计算分析模块，内设算法编辑模块，用于通过各种算法进行目标数据的获取。
本发明具有以下有益效果：
利用卫星可见光、热红外、微波影像获取森林环境信息、热信息和空间信息，通过信息融合与综合分析，实现低成本，高效率的森林监测工作，协同通过物理模型构建模块以及各计算模块的自定义实现了森林面积、树木分布数据的自动统计，大大减轻了工作人员的工作量；且系统自带预测分析预警功能，使用方便；通过危险动作识别模块的设置，实现了人为危险动作的自动识别报警，从而很大程度上避免了森林乱砍乱伐以及森林火灾的发生。
附图说明
图1本发明实施例一种森林管理系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种森林管理系统，包括
人机操作模块，用于用户登录，输入待监测点森林基本信息数据和控制命令；具体的，所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块.图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏；
视频数据采集模块，通过按一定的距离架设在森林内的摄像头进行周围视频数据的采集；
卫星视频采集模块，用于实时采集森林的视频数据，并将采集到的数据发送到数据处理模块；
卫星可见光监测模块，用于获取森林地表燃烧点信息、获取森林地表燃烧面积信息、获取森林地表燃烧速度信息；
卫星热红外监测模块，用于获取森林地表温度信息；
卫星微波监测模块，用于获取森林地表强烟尘信息、获取森林地表中烟尘信息和获取森林地表低烟尘信息；
森林空间信息监测模块，用于通过固定高程校正点获取森林空间信息；；
数据处理模块，用于通过kinect深度传感器数据进行人体深度信息以及骨骼信息获取，并将获取的数据发送到人脸识别模块；还用于消除所得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；
危险动作判定模块，用于将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与危险动作姿态数据库内录制的危险动作标准姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为是，否则认为不是；
中央处理器，用于接收危险动作判定模块的识别结果，并根据识别结果进行报警模块的启闭；用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并按照预设的算法将这些命令发送到对应的模块；用于接收卫星可见光监测模块、卫星热红外监测模块、卫星微波监测模块、森林空间信息监测模块以及卫星视频采集模块发送的数据，将这些数据发送到数据库进行储存，并发送到预测分析模块和专家评估模，并将这些数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
预测分析模块，用于根据接收到的数据进行森林情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；具体的，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所监测到数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点推进的变化规律。
专家评估模块，用于储存各类典型的森林相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于通过Flac3D根据接收到的中央处理器发送的监测数据进行森林物理模型的建立；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使尾矿库物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行森林物理模型的分解、切割、放大和缩小；
森林面积计算模块，用于通过预设的算法对所构建的森林物理模型面积的计算，并转换成实际森林面积数据发送到显示屏进行显示；
树木品种识别统计模块，内设有各种树木物理模型和统计模块，用于通过数据挖掘模块在所建立的森林物理模型内进行相似模型的挖掘，并通过统计模块进行该模型数量的统计，将统计结果发送到显示屏进行显示；
报警模块，用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警，并根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端；发送的短信至少包括监测点所在位置以及目前各监测模块所检测到的数据；
显示屏，用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于监测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
计算分析模块，内设算法编辑模块，用于通过各种算法进行目标数据的获取。
数据共享模块，用于下载或打印的方式进行数据库内数据的共享。
所述待监测点森林基本信息数据至少包括待监测点森林地理位置信息、森林开采相关数据、往年相关管理数据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.森林管理系统，其特征在于，包括：
人机操作模块，用于用户登录，输入待监测点森林基本信息数据和控制命令；
视频数据采集模块，通过按一定的距离架设在森林内的摄像头进行周围视频数据的采集；
卫星视频采集模块，用于实时采集森林的视频数据，并将采集到的数据发送到数据处理模块；
卫星可见光监测模块，用于获取森林地表燃烧点信息、获取森林地表燃烧面积信息、获取森林地表燃烧速度信息；
卫星热红外监测模块，用于获取森林地表温度信息；
卫星微波监测模块，用于获取森林地表强烟尘信息、获取森林地表中烟尘信息和获取森林地表低烟尘信息；
森林空间信息监测模块，用于通过固定高程校正点获取森林空间信息；；
数据处理模块，用于通过kinect深度传感器数据进行人体深度信息以及骨骼信息获取，并将获取的数据发送到人脸识别模块；还用于消除所得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；
危险动作判定模块，用于将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与危险动作姿态数据库内录制的危险动作标准姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为是，否则认为不是；
中央处理器，用于接收危险动作判定模块的识别结果，并根据识别结果进行报警模块的启闭；用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并按照预设的算法将这些命令发送到对应的模块；用于接收卫星可见光监测模块、卫星热红外监测模块、卫星微波监测模块、森林空间信息监测模块以及卫星视频采集模块发送的数据，将这些数据发送到数据库进行储存，并发送到预测分析模块和专家评估模，并将这些数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
预测分析模块，用于根据接收到的数据进行森林情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
专家评估模块，用于储存各类典型的森林相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于通过Flac3D根据接收到的中央处理器发送的监测数据进行森林物理模型的建立；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使尾矿库物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行森林物理模型的分解、切割、放大和缩小；
森林面积计算模块，用于通过预设的算法对所构建的森林物理模型面积的计算，并转换成实际森林面积数据发送到显示屏进行显示；
树木品种识别统计模块，内设有各种树木物理模型和统计模块，用于通过数据挖掘模块在所建立的森林物理模型内进行相似模型的挖掘，并通过统计模块进行该模型数量的统计，将统计结果发送到显示屏进行显示；
报警模块，用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警，并根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端；发送的短信至少包括监测点所在位置以及目前各监测模块所检测到的数据。
2.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，还包括一数据共享模块，用于下载或打印的方式进行数据库内数据的共享。
3.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，所述预测分析模块包括：
图形绘制模块，用于根据所监测到数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
4.如权利要求3所述的森林管理系统，其特征在于，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点推进的变化规律。
5.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块。
6.如权利要求5所述的森林管理系统，其特征在于，图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏。
7.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，还包括一显示屏，用于进行监测数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于监测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
8.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，所述待监测点森林基本信息数据至少包括待监测点森林地理位置信息、森林开采相关数据、往年相关管理数据。
9.如权利要求1所述的森林管理系统，其特征在于，还包括一计算分析模块，内设算法编辑模块，用于通过各种算法进行目标数据的获取。
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