CN113711820A - 一种古树名木管理保护系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种古树名木管理保护系统，属于园林绿化的技术领域，其包括：输入端、接收输入端信号的中控端、根据输入信号作出相关反馈的输出端和观测行政区域内所有古树名木保护情况的监管网络；一种古树名木管理保护方法，包括：监测破坏行为功能，宣传功能，智能学习功能。具有自我判断能力，可识别对古树名木有害的情况，并自动作出报警，大大减少了人工防护成本；具有学习能力，长期保留破坏人员信息并不断充实，可对破坏行为有震慑预防的作用；具有宣传能力，对古树名木的信息作出介绍宣传，提高了旅游价值，同时，强调了古树名木的文化、纪念价值等，削弱了主观上破坏古树名木的意愿，有利于形成人主观上想要保护古树名木的观念。
Description
技术领域
本申请涉及园林绿化的领域，尤其是涉及一种古树名木管理保护系统和方法。
背景技术
在风景旅游胜地，我们经常可以见到一些树上挂有“古树名木”的小牌子。据我国有关部门规定，一般树龄在百年以上的大树即为古树；而那些树种稀有、名贵或具有历史价值、纪念意义的树木则可称为名木。在人类历史过程中保存下来的年代久远或具有重要科研、历史、文化价值
根据《城市古树名木保护管理办法》，第十三条规定：严禁下列损害城市古树名木的行为：（一）在树上刻划、张贴或者悬挂物品；（二)在施工等作业时借树木作为支撑物或者固定物；(三）攀树、折枝、挖根摘采果实种子或者剥损树枝、树干、树皮；（四）距树冠垂直投影5米的范围内堆放物料、挖坑取土、兴建临时设施建筑、倾倒有害污水、污物垃圾，动用明火或者排放烟气；（五）擅自移植、砍伐、转让买卖。
CN201810134556公开了一种新型古树名木管理系统，它的技术方案为：一种新型古树名木管理系统包括：监控模块、鉴定模块、信息采集模块、主控模块、数据库模块、定位模块、专业评估 模块、报警模块；通过监控模块对古树名木进行实时监控；通过鉴定模块对古树进行扫描，确定古树健康状况；通过信息采集模块扫描树木标签二维码，将养护信息，包括 养护时间、养护人员、养护措施等发送到数据库模块进行存储；主控模块调度定位模块对古树名木进行定位；接着，通过专业评估模块对采集古树视频进行在线评估；如果评估的古树生长状况不佳，则通过报警模块通知工作人员进行及时防护措施。
该新型古树名木管理系统具有以下优点：通过监控模块可以实现视频远程监控古树的现场状况；同时通过专业评估模块聚集专家对古树的生长状况进行评估，如果古树生长状况不佳，则通过报警模块及时通知工作人员进行现场护养，降低古树死亡率。
但是新型古树名木管理系统也具有以下不足之处：所谓对古树名木进行视频远程监控，其实仍然依赖人工，需要人工进行24小时观察，系统无法自行作出判断，并未解决实际人工维护成本过高的问题；仅考虑到古树自身生长状况，并未考虑到外界破坏行为对古树的威胁，如人为破坏、害鸟破坏等，对古树的保护措施不够完善，无法解决人为破坏古树的问题。
因此，需要一种既能够监测古树名木状况并作出自主判断，又能够针对威胁破坏行为作出报警的管理保护系统，同时能够对游客做科普宣传教育。
发明内容
为了解决人工维护成本高、系统无自主判断能力、对古树的保护措施不够完善的问题，本申请提供一种古树名木管理保护系统和方法。
本申请提供一种古树名木管理保护系统，包括输入端、接收输入端信号的中控端、根据输入信号作出相关反馈的输出端和观测行政区域内所有古树名木保护情况的监管网络：
所述输入端包括：定位模块，图像采集模块，图像分析模块，计时器，控制模块；
所述中控端包括：控制模块，通讯模块，防拆模块；
所述输出端包括：报警模块，语音模块；
所述定位模块固定设置在古树名木树干处，与控制模块连接，用于对古树名木的进行实时定位。
进一步的，所述报警模块与控制模块连接，用于接收控制模块信号并发出警报。
所述语音模块与控制模块连接，用于接收控制模块信号并语音播报古树名木相关信息。
进一步的，所述防拆模块与定位模块和控制模块连接，用于监测定位模块是否被拆除，并向控制模块传输信号。
进一步的，所述图像采集模块包括：第一摄像头，设置在古树名木的树冠处，镜头朝向斜上方，用于监测古树名木上方情况；第二摄像头，设置在古树名木的树干处，镜头朝向斜下方，用于监测古树名木的下方情况。
所述图像分析模块与图像采集模块和控制模块连接，通过通讯模块与互联网连接，用于接入互联网上的图像分析接口，分析来自图像采集模块的图像，并向控制模块传输信号。
进一步的，所述计时器同时与通讯模块和控制模块连接，通过通讯模块与互联网同步时间，用于向控制模块传输时间信息。
进一步的，所述监管网络与通讯模块连接，通过通讯模块与控制模块、图像采集模块和图像分析模块传输数据，用于实时监测并存储图像采集模块的图像信息，保存系统报警记录。
一种古树名木管理保护方法，其特征在于，包括：监测破坏行为功能，宣传功能，智能学习功能。
进一步的，所述监测破坏行为功能包括：
监测有害飞鸟，通过第一摄像头监测古树名木上方飞鸟，将图像传输给图像分析模块，图像分析模块通过通讯模块与互联网图像分析技术相连，对飞鸟品种进行识别，若识别出为对古树名木有害的飞鸟，则向控制模块传输信号，控制报警模块发出驱鸟噪音；
监测伐木行为，通过第二摄像头监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块，图像分析模块通过通讯模块与互联网图像分析技术相连，对人脸信息和穿着等进行识别，若识别到靠近者携带伐木工具，向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报，吓退伐木者并通知防护人员进行阻止，并将第二摄像头采集到的伐木者人脸信息传输给监管网络；
监测拆除行为，通过防拆模块监测定位模块是否被拆除，若监测到定位模块被拆除，向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报，并通过第二摄像头采集拆除者的人脸信息传输给监管网络。
进一步的，所述智能学习功能包括黑名单智能补充和白名单补充；所述监管网络设置有黑名单和白名单：将监管网络收集的伐木者和定位模块拆除者的人脸信息录入监管网络黑名单，持续收集到的人脸信息不断增加，自动补充黑名单，当黑名单内的人员进入园林后，图像采集模块将图像信息传输给图像分析模块，图像分析模块甄别人员身份，与监管网络内的黑名单图像信息进行对比，确认黑名单，向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报；通过图像采集模块将园林防护人员人脸信息录入监管网络白名单，可及时手动补充白名单信息，当防护人员在进行日常防护工作时，图像采集模块将图像信息传输给图像分析模块，图像分析模块甄别防护人员身份，与监管网络内的白名单图像信息进行对比，确保不会误报警。
进一步的，所述宣传功能，通过第二摄像头监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块，图像分析模块通过通讯模块与互联网图像分析技术相连，并与监管网络内的黑名单图像信息进行对比，确认非黑名单内人员，则向控制模块传输信号，控制语音模块进行语音播报，对古树名木的相关信息进行介绍，并且对古树名木的保护工作进行宣传。
关于图像分析技术，可直接使用市场上已经商用的成熟的图像分析技术方案，如华为云的图像识别（Image Recognition）方案、百度AI开放平台的图像识别方案等，并根据古树名木的实际情况进行优化，尤其提高对飞鸟品种、伐木工具等的识别率，针对性提升图像分析技术应用在古树名木管理保护工作中的实用性。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.具有自我判断能力，可识别对古树名木有害的情况，并自动作出报警，吓退破坏古树名木者，阻止破坏过程，大大减少了人工防护成本；
2.具有学习能力，随着系统的持续使用，监管网络上的黑名单人员信息不断增加，可增强人员识别的能力，并且破坏古树名木者被记入黑名单后，人员信息长期保留，可对破坏行为有震慑预防的作用；
3.具有宣传能力，对古树名木的信息作出介绍宣传，提高了旅游价值，同时，通过对古树名木的介绍宣传，强调了古树名木的文化、纪念价值等，削弱了主观上破坏古树名木的意愿，有利于形成人主观上想要保护古树名木的观念。
附图说明
图1是本申请实施例的一种古树名木管理保护系统的结构图。
附图标记说明：
定位模块1，
图像采集模块2，第一摄像头21，第二摄像头22，
图像分析模块3，
计时器4，
通讯模块5，互联网51，
控制模块6，
防拆模块7，
报警模块8，
语音模块9，
监管网络10。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本申请的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。为方便说明，本申请提及方向以附图所示方向为准。
参照图1所示，一种古树名木管理保护系统，包括输入端、接收输入端信号的中控端、根据输入信号作出相关反馈的输出端和观测行政区域内所有古树名木保护情况的监管网络10：
所述输入端包括：定位模块1，图像采集模块2，图像分析模块3，计时器4，控制模块6；
所述中控端包括：控制模块6，通讯模块5，防拆模块7；
所述输出端包括：报警模块8，语音模块9；
所述定位模块1固定设置在古树名木树干处，与控制模块6连接，用于对古树名木的进行实时定位。
所述报警模块8与控制模块6连接，用于接收控制模块6信号并发出警报。
所述语音模块9与控制模块6连接，用于接收控制模块6信号并语音播报古树名木相关信息。
所述防拆模块7与定位模块1和控制模块6连接，用于监测定位模块1是否被拆除，并向控制模块6传输信号。
所述图像采集模块2包括：第一摄像头21，设置在古树名木的树冠处，镜头朝向斜上方，用于监测古树名木上方情况；第二摄像头22，设置在古树名木的树干处，镜头朝向斜下方，用于监测古树名木的下方情况。
所述图像分析模块3与图像采集模块2和控制模块6连接，通过通讯模块5与互联网51连接，用于接入互联网51上的图像分析接口，分析来自图像采集模块2的图像，并向控制模块6传输信号。
所述计时器4同时与通讯模块5和控制模块6连接，通过通讯模块5与互联网51同步时间，用于向控制模块6传输时间信息。
所述监管网络10与通讯模块5连接，通过通讯模块5与控制模块6、图像采集模块2和图像分析模块3传输数据，用于实时监测并存储图像采集模块2的图像信息，保存系统报警记录。
一种古树名木管理保护方法，包括：
监测破坏行为功能，宣传功能，智能学习功能。
所述监测破坏行为功能包括：
监测有害飞鸟，通过第一摄像头21监测古树名木上方飞鸟，将图像传输给图像分析模块3，图像分析模块3通过通讯模块5与互联网51图像分析技术相连，对飞鸟品种进行识别，若识别出为对古树名木有害的飞鸟，则向控制模块6传输信号，控制报警模块8发出驱鸟噪音；
监测伐木行为，通过第二摄像头22监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块3，图像分析模块3通过通讯模块5与互联网51图像分析技术相连，对人脸信息和穿着等进行识别，若识别到靠近者携带伐木工具，向控制模块6传输信号，控制报警模块8发出警报，吓退伐木者并通知防护人员进行阻止，并将第二摄像头2采集到的伐木者人脸信息传输给监管网络10；
监测拆除行为，通过防拆模块7监测定位模块1是否被拆除，若监测到定位模块1被拆除，向控制模块6传输信号，控制报警模块8发出警报，并通过第二摄像头2采集拆除者的人脸信息传输给监管网络10。
所述智能学习功能包括黑名单智能补充和白名单补充；
所述监管网络10设置有黑名单和白名单：将监管网络10收集的伐木者和定位模块拆除者的人脸信息录入监管网络10黑名单，持续收集到的人脸信息不断增加，自动补充黑名单，当黑名单内的人员进入园林后，图像采集模块2将图像信息传输给图像分析模块3，图像分析模块3甄别人员身份，与监管网络10内的黑名单图像信息进行对比，确认黑名单，向控制模块6传输信号，控制报警模块8发出警报；通过图像采集模块2将园林防护人员人脸信息录入监管网络10白名单，可及时手动补充白名单信息，当防护人员在进行日常防护工作时，图像采集模块2将图像信息传输给图像分析模块3，图像分析模块3甄别防护人员身份，与监管网络10内的白名单图像信息进行对比，确保不会误报警。
所述宣传功能，通过第二摄像头22监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块3，图像分析模块3通过通讯模块5与互联网51图像分析技术相连，并与监管网络10内的黑名单图像信息进行对比，确认非黑名单内人员，则向控制模块6传输信号，控制语音模块9进行语音播报，对古树名木的相关信息进行介绍，并且对古树名木的保护工作进行宣传。
本申请中，一种古树名木管理保护系统的工作原理为：
使用时，树冠处的第一摄像头实时监测古树名木上方情况，当侦测到飞鸟时，将图像传输给图像分析模块，图像分析模块通过通讯模块与互联网图像分析技术相连，对飞鸟品种进行识别：若识别出为如啄木鸟之类对古树名木有害的飞鸟，则向控制模块传输信号，控制报警模块发出驱鸟噪音，将害鸟驱赶走，从而达到保护古树名木不受害鸟危害的目的；若未识别出害鸟，则不作反馈。
树干处的第二摄像头实时监测古树名木下方情况，当侦测到人类靠近时，将图像传输给图像分析模块，图像分析模块通过通讯模块与互联网图像分析技术相连，对人类穿着、外貌等进行识别：若识别到靠近者携带伐木工具，如斧头、电锯等，则向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报，吓退伐木者并通知防护人员进行阻止，在防护人员进行确认其伐木目的后将伐木者人脸图像保留，下次再次识别到该伐木者时直接发出警报；若识别到靠近者无威胁时，则向控制模块传输信号，控制语音模块进行语音播报，对古树名木的树龄、品种、历史资料等分别进行介绍，并且对古树名木的保护进行宣传。
当图像分析模块侦测到伐木者时，计时器将报警的时间日期发送给监管网络，并向监管网络传输伐木者图像信息，后续可在监管网络查看伐木者信息进行身份甄别，以便后续预防工作，同时将该名伐木者拉入园林黑名单，后续在园林内发现该名伐木者时直接进行报警，禁止进入园林。监管网络实时记录并存储图像采集模块采集到的图像信息，方便随时观察古树名木周围情况，并查看古树名木先前的周围情况，有利于追溯异常情况。
防拆模块与定位模块连接，当发现定位模块被拆除时，向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报，通知防护人员进行阻止和追责。同时，图像采集模块拍下拆除者的图像，并向监管网络传输拆除者的图像信息，同时将该名拆除者拉入园林黑名单，后续在园林内发现该名拆除者时直接进行报警，禁止进入园林。
关于图像分析技术，可直接使用市场上已经商用的成熟的图像分析技术方案，如华为云的图像识别（Image Recognition）方案、百度AI开放平台的图像识别方案等，并根据古树名木的实际情况进行优化，尤其提高对飞鸟品种、伐木工具等的识别率，针对性提升图像分析技术应用在古树名木管理保护工作中的实用性。
监管网络内有黑名单和白名单。首先将园林防护人员人脸信息通过图像采集模块录入监管网络白名单，防止防护人员对古树名木进行日常防护工作时，系统误报警，当防护人员在进行日常防护工作时，图像采集模块将图像信息传输给图像分析模块，图像分析模块甄别防护人员身份，与监管网络内的白名单图像信息进行对比，确认白名单，不会启动报警模块。而黑名单主要为定位模块拆除者和伐木者，由图像采集模块进行录入收集，随着行政区域内各处古树名木发现的黑名单人员汇总，行政区域内所有园林禁止黑名单内人员进入。当黑名单内的人员进入园林后，图像采集模块将图像信息传输给图像分析模块，图像分析模块甄别人员身份，与监管网络内的黑名单图像信息进行对比，确认黑名单，向控制模块传输信号，控制报警模块发出警报。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限与此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种古树名木管理保护系统，其特征在于，包括输入端、接收输入端信号的中控端、根据输入信号作出相关反馈的输出端和观测行政区域内所有古树名木保护情况的监管网络（10）：
所述输入端包括：定位模块（1），图像采集模块（2），图像分析模块（3），计时器（4），控制模块（6）；
所述中控端包括：控制模块（6），通讯模块（5），防拆模块（7）；
所述输出端包括：报警模块（8），语音模块（9）；
所述定位模块（1）固定设置在古树名木树干处，与控制模块（6）连接，用于对古树名木的进行实时定位。
2.根据权利要求1所述的一种古树名木管理保护系统，其特征在于：
所述报警模块（8）与控制模块（6）连接，用于接收控制模块（6）信号并发出警报；
所述语音模块（9）与控制模块（6）连接，用于接收控制模块（6）信号并语音播报古树名木相关信息。
3.根据权利要求2所述的一种古树名木管理保护系统，其特征在于：
所述防拆模块（7）与定位模块（1）和控制模块（6）连接，用于监测定位模块（1）是否被拆除，并向控制模块（6）传输信号。
4.根据权利要求1所述的一种古树名木管理保护系统，其特征在于：
所述图像采集模块（2）包括：第一摄像头（21），设置在古树名木的树冠处，镜头朝向斜上方，用于监测古树名木上方情况；第二摄像头（22），设置在古树名木的树干处，镜头朝向斜下方，用于监测古树名木的下方情况；
所述图像分析模块（3）与图像采集模块（2）和控制模块（6）连接，通过通讯模块（5）与互联网（51）连接，用于接入互联网（51）上的图像分析接口，分析来自图像采集模块（2）的图像，并向控制模块（6）传输信号。
5.根据权利要求1所述的一种古树名木管理保护系统，其特征在于：
所述计时器（4）同时与通讯模块（5）和控制模块（6）连接，通过通讯模块（5）与互联网（51）同步时间，用于向控制模块（6）传输时间信息。
6.根据权利要求1所述的一种古树名木管理保护系统，其特征在于：
所述监管网络（10）与通讯模块（5）连接，通过通讯模块（5）与控制模块（6）、图像采集模块（2）和图像分析模块（3）传输数据，用于实时监测并存储图像采集模块（2）的图像信息，保存系统报警记录。
7.一种古树名木管理保护方法，其特征在于，包括：
监测破坏行为功能，宣传功能，智能学习功能。
8.根据权利要求7所述的一种古树名木管理保护方法，其特征在于：
所述监测破坏行为功能包括：
监测有害飞鸟，通过第一摄像头（21）监测古树名木上方飞鸟，将图像传输给图像分析模块（3），图像分析模块（3）通过通讯模块（5）与互联网（51）图像分析技术相连，对飞鸟品种进行识别，若识别出为对古树名木有害的飞鸟，则向控制模块（6）传输信号，控制报警模块（8）发出驱鸟噪音；
监测伐木行为，通过第二摄像头（22）监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块（3），图像分析模块（3）通过通讯模块（5）与互联网（51）图像分析技术相连，对人脸信息和穿着等进行识别，若识别到靠近者携带伐木工具，向控制模块（6）传输信号，控制报警模块（8）发出警报，吓退伐木者并通知防护人员进行阻止，并将第二摄像头（2）采集到的伐木者人脸信息传输给监管网络（10）；
监测拆除行为，通过防拆模块（7）监测定位模块（1）是否被拆除，若监测到定位模块（1）被拆除，向控制模块（6）传输信号，控制报警模块（8）发出警报，并通过第二摄像头（2）采集拆除者的人脸信息传输给监管网络（10）。
9.根据权利要求7所述的一种古树名木管理保护方法，其特征在于：
所述智能学习功能包括黑名单智能补充和白名单补充；
所述监管网络（10）设置有黑名单和白名单：将监管网络（10）收集的伐木者和定位模块拆除者的人脸信息录入监管网络（10）黑名单，持续收集到的人脸信息不断增加，自动补充黑名单，当黑名单内的人员进入园林后，图像采集模块（2）将图像信息传输给图像分析模块（3），图像分析模块（3）甄别人员身份，与监管网络（10）内的黑名单图像信息进行对比，确认黑名单，向控制模块（6）传输信号，控制报警模块（8）发出警报；通过图像采集模块（2）将园林防护人员人脸信息录入监管网络（10）白名单，可及时手动补充白名单信息，当防护人员在进行日常防护工作时，图像采集模块（2）将图像信息传输给图像分析模块（3），图像分析模块（3）甄别防护人员身份，与监管网络（10）内的白名单图像信息进行对比，确保不会误报警。
10.根据权利要求7所述的一种古树名木管理保护方法，其特征在于：
所述宣传功能，通过第二摄像头（22）监测靠近古树名木的人，将图像传输给图像分析模块（3），图像分析模块（3）通过通讯模块（5）与互联网（51）图像分析技术相连，并与监管网络（10）内的黑名单图像信息进行对比，确认非黑名单内人员，则向控制模块（6）传输信号，控制语音模块（9）进行语音播报，对古树名木的相关信息进行介绍，并且对古树名木的保护工作进行宣传。
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