CN111220210A - 一种水土保持多指标动态实时监测系统 - Google Patents

一种水土保持多指标动态实时监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水土保持多指标动态实时监测系统,包括监控系统以及分布于待监测土地的数据采集装置;待监测土地按土地特性分隔为多个待监测区,数据采集装置分布于每一待监测区内,数据采集装置包括采集模块、风能光能俘获模块、数据预处理模块与传输模块。采集模块用于采集待监测区的监测信息以及将监测信息发送至数据预处理模块;数据预处理模块用于接收采集模块发送的监测信息,并对监测信息进行整合处理,整合处理后形成与该待监测区对应的监测关联数据,并将监测关联数据发送至监控系统。本发明能结合气象环境因素、土壤本身因素、植被因素与泥沙量因素,对水土保持进行风险预警,在观测数据指标上更加全面具体,提高水土流失监测精度。

Description

一种水土保持多指标动态实时监测系统
技术领域
本发明属于水土流失保持的技术领域,尤其涉及一种水土保持多指标动态实时监测系统。
背景技术
土地利用是人类依据土地的自然属性与规律,利用一定的生产方式对土地及相关的自然资源进行改造和利用的活动。土地利用是人地关系最直接的物质反映,是全球可持续发展的重要议题。人类活动不仅会改变局部地区地球陆地表面原有土地覆被构成,甚至会影响区域乃至全球的水循环系统与生态系统,带来一系列如大气质量下降、水土流失、地表水污染、地下水过度开采、地面沉降等围绕城市区的环境问题。在土地利用变化中,城市作为人类经济、政治、社会等活动的重要场所,其变化最为快速,环境影响最为剧烈。虽然城市区域覆盖面积只占地球表面中很小的一部分,但长期以来,城市都是土地利用变化所关注的焦点。
水土保持监测处理系统已经广泛应用于各省市的水土保持措施当中,但各个省市的地形、地质、气候环境各不相同,水土保持监测的工作实施也各有差异,但都存在观测数据指标过少,数据信息系统不够全面问题,且不能实施动态分析。
发明内容
基于以上现有技术的不足,本发明所解决的技术问题在于提供一种水土保持多指标动态实时监测系统,能够对水土保持进行风险预警,在观测数据指标上更加全面具体,进一步提高水土流失监测精度。
为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种水土保持多指标动态实时监测系统,包括监控系统以及分布于待监测土地的数据采集装置;所述待监测土地按土地特性分隔为多个待监测区,所述数据采集装置分布于每一待监测区内,所述数据采集装置包括采集模块、风能光能俘获模块、数据预处理模块与传输模块。
优选的,所述采集模块用于采集待监测区的监测信息以及将监测信息发送至所述数据预处理模块,所述采集模块包括:
土壤监测单元,用于监测土壤的水分、理化性质、养分以及有机质含量;植被监测单元,包括植被种类检测部件、植被高度检测部件与植被覆盖率检测部件,用于监测土壤的植被种类、高度以及植被覆盖率;环境监测单元,用于监测待监测区的气象环境因素,且气象环境因素包括风、气温、湿度、降水量;定位单元,用于获取待监测区的位置信息;泥沙量检测单元,用于监测待监测区的水土流失泥沙量。
进一步的,所述数据预处理模块与所述采集模块连接,所述数据预处理模块用于接收所述采集模块发送的监测信息,并对监测信息进行整合处理,整合处理后形成与该待监测区对应的监测关联数据;所述数据预处理模块与传输模块连接并基于所述传输模块将监测关联数据发送至监控系统。
可选的,所述监控系统包括接收处理模块、监测模块与水土保持模块,所述接收处理模块用于接收并汇聚多个待监测区内的采集模块发送的监测关联数据,并将监测关联数据传输至所述监测模块。
可选的,所述监测模块具有水土流失监测预警模型,所述水土流失监测预警模型基于各采集模块采集的监测关联数据作为影响因子计算发生水土流失与保持的风险。
进一步的,所述水土保持模块置于待监测区内且包括引流渠单元、沉降池单元与泥沙回馈单元,所述引流渠单元用于将待监测区尾水集中,所述引流渠单元与沉降池单元连通,所述沉降池单元的地势低于所述引流渠单元;所述引流渠单元设有引流闸门,所述沉降池单元内设有所述泥沙回馈单元,所述泥沙回馈单元用于将沉降池单元底部沉淀的泥沙回馈至待监测区。
可选的,所述土地特性包括土地地面坡度陡峭、土体的性质松软易蚀与有无林草植被覆盖。
可选的,所述风能光能俘获模块与所述采集模块、数据预处理模块、传输模块电连接且用于向所述采集模块、数据预处理模块、传输模块提供电力支持;所述风能光能俘获模块包括风能俘获发电装置与光能俘获发电装置,且所述风能俘获发电装置、光能俘获发电装置分别为风能收集器与太阳能发电板。
由上,本发明的水土保持多指标动态实时监测系统能结合气象环境因素、土壤本身因素、植被因素与泥沙量因素,对水土保持进行风险预警,在观测数据指标上更加全面具体,进一步提高水土流失监测精度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下结合优选实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明的水土保持多指标动态实时监测系统的框架结构示意图;
图2为本发明的数据采集装置的模块结构示意图;
图3为本发明的监控系统的模块结构示意图。
图中:1、采集模块;101、土壤监测单元;102、植被监测单元;103、环境监测单元;104、定位单元;105、泥沙量检测单元;2、风能光能俘获模块;3、数据预处理模块;4、传输模块;5、接收处理模块;6、监测模块;7、水土保持模块;701、引流渠单元;702、沉降池单元;703、泥沙回馈单元。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本发明的原理,本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中,不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
如图1至图3所示,本发明提供了一种水土保持多指标动态实时监测系统,包括监控系统以及分布于待监测土地的数据采集装置,所述待监测土地按土地特性分隔为多个待监测区,土地特性包括土地地面坡度陡峭、土体的性质松软易蚀与有无林草植被覆盖等。数据采集装置分布于每一待监测区内,数据采集装置包括采集模块1、风能光能俘获模块2、数据预处理模块3与传输模块4。
本发明的采集模块1用于采集待监测区的监测信息以及将监测信息发送至数据预处理模块3,采集模块1包括土壤监测单元101、植被监测单元102、环境监测单元103、定位单元104与泥沙量检测单元105,土壤监测单元101用于监测土壤的水分、理化性质、养分以及有机质含量;所述植被监测单元102包括植被种类检测部件、植被高度检测部件与植被覆盖率检测部件,植被监测单元102用于监测土壤的植被种类、高度以及植被覆盖率;所述环境监测单元103用于监测待监测区的气象环境因素,且气象环境因素包括风、气温、湿度、降水量;所述泥沙量检测单元105用于监测待监测区的水土流失泥沙量;所述定位单元104用于获取待监测区的位置信息。
本发明的数据预处理模块3与采集模块1连接,数据预处理模块3用于接收采集模块1发送的监测信息,并对监测信息进行整合处理,整合处理后形成与该待监测区对应的监测关联数据,数据预处理模块3与传输模块4连接并基于传输模块4将监测关联数据发送至监控系统。
本发明的监控系统包括接收处理模块5、监测模块6与水土保持模块7,接收处理模块5接收并汇聚多个待监测区内采集模块1发送的监测关联数据,并将监测关联数据传输至监测模块6。进一步的,监测模块6具有水土流失监测预警模型,水土流失监测预警模型基于各采集模块1采集的监测关联数据作为影响因子计算发生水土流失与保持的风险。水土保持模块7置于待监测区内且包括引流渠单元701、沉降池单元702与泥沙回馈单元703,引流渠单元701用于将待监测区尾水集中,引流渠单元701与沉降池单元702连通,沉降池单元702的地势低于引流渠单元701,引流渠单元701设有引流闸门,沉降池单元702内设有泥沙回馈单元703,泥沙回馈单元703用于将沉降池单元702底部沉淀的泥沙回馈至待监测区。
另外,本发明的风能光能俘获模块2与采集模块1、数据预处理模块3、传输模块4电连接且用于向采集模块1、数据预处理模块3、传输模块4提供电力支持,风能光能俘获模块2包括风能俘获发电装置与光能俘获发电装置,且风能俘获发电装置、光能俘获发电装置分别为风能收集器与太阳能发电板。风能光能俘获模块2能为采集模块1、数据预处理模块3、传输模块4供电,避免用电消耗。
本发明的水土保持监控系统能结合气象环境因素、土壤本身因素、植被因素与泥沙量因素,对水土保持进行风险预警,在观测数据指标上更加全面具体,进一步提高水土流失监测精度。
以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,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,还可以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,包括监控系统以及分布于待监测土地的数据采集装置;
所述待监测土地按土地特性分隔为多个待监测区,所述数据采集装置分布于每一待监测区内,所述数据采集装置包括采集模块(1)、风能光能俘获模块(2)、数据预处理模块(3)与传输模块(4)。
2.如权利要求1所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述采集模块(1)用于采集待监测区的监测信息以及将监测信息发送至所述数据预处理模块(3),所述采集模块(1)包括:
土壤监测单元(101),用于监测土壤的水分、理化性质、养分以及有机质含量;
植被监测单元(102),包括植被种类检测部件、植被高度检测部件与植被覆盖率检测部件,用于监测土壤的植被种类、高度以及植被覆盖率;
环境监测单元(103),用于监测待监测区的气象环境因素,且气象环境因素包括风、气温、湿度、降水量;
定位单元(104),用于获取待监测区的位置信息;
泥沙量检测单元(105),用于监测待监测区的水土流失泥沙量。
3.如权利要求1或2所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述数据预处理模块(3)与所述采集模块(1)连接,所述数据预处理模块(3)用于接收所述采集模块(1)发送的监测信息,并对监测信息进行整合处理,整合处理后形成与该待监测区对应的监测关联数据;
所述数据预处理模块(3)与传输模块(4)连接并基于所述传输模块(4)将监测关联数据发送至监控系统。
4.如权利要求1所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述监控系统包括接收处理模块(5)、监测模块(6)与水土保持模块(7),所述接收处理模块(5)用于接收并汇聚多个待监测区内的采集模块(1)发送的监测关联数据,并将监测关联数据传输至所述监测模块(6)。
5.如权利要求4所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述监测模块(6)具有水土流失监测预警模型,所述水土流失监测预警模型基于各采集模块(1)采集的监测关联数据作为影响因子计算发生水土流失与保持的风险。
6.如权利要求4所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述水土保持模块(7)置于待监测区内且包括引流渠单元(701)、沉降池单元(702)与泥沙回馈单元(703),所述引流渠单元(701)用于将待监测区尾水集中,所述引流渠单元(701)与沉降池单元(702)连通,所述沉降池单元(702)的地势低于所述引流渠单元(701);
所述引流渠单元(701)设有引流闸门,所述沉降池单元(702)内设有所述泥沙回馈单元(703),所述泥沙回馈单元(703)用于将沉降池单元(702)底部沉淀的泥沙回馈至待监测区。
7.如权利要求1所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述土地特性包括土地地面坡度陡峭、土体的性质松软易蚀与有无林草植被覆盖。
8.如权利要求1所述的水土保持多指标动态实时监测系统,其特征在于,所述风能光能俘获模块(2)与所述采集模块(1)、数据预处理模块(3)、传输模块(4)电连接且用于向所述采集模块(1)、数据预处理模块(3)、传输模块(4)提供电力支持;
所述风能光能俘获模块(2)包括风能俘获发电装置与光能俘获发电装置,且所述风能俘获发电装置、光能俘获发电装置分别为风能收集器与太阳能发电板。
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