CN114399200A - 一种用于园林植物环境监测的生态评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于园林植物生境监测技术领域，公开了一种用于园林植物环境监测的生态评价系统，包括：遥感影像采集模块、图像采集模块、数据采集模块、中央控制模块、图像预处理模块、数据处理模块、空气分析模块、土壤分析模块、遥感生态指数确定模块、评价模块以及输出模块。本发明通过进行园林植物生长环境的光照、温度、湿度、土壤、空气、植物类型结合遥感数据进行整体生态评价，不仅能够全面的了解和确定植物生长环境中存在的问题，同时能够直观的展现园林植物的生长状态，起到园林植物环境监测的效果，能够为园林植物的生长管理与规划及植物多样性保护提供更多数据支持以及决策依据。本发明智能化程度高，节省人力成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明属于园林植物生境监测技术领域，尤其涉及一种用于园林植物环境监测的生态评价系统。
背景技术
生态环境是影响人类生存和发展的一切外部环境条件的总和，是自然—社会—经济复合生态系统的整体，既包括区域自然生态环境，也包括区域经济生态环境、社会生态环境以及为社会经济服务的相应基础设施。
生态环境评价通过对生态环境进行分析、预测和评估，进而提出减少影响或改善生态环境的对策和措施，是预防生态环境问题、资源合理开发利用、制定生态环境规划方案和生态环境保护对策的重要依据。
生态环境进行评价结果不仅可为环境管理与决策提供科学合理的定量依据，同时也对区域可持续发展有重要指导意义。现有技术虽然具备针对区域的生态环境进行评价的技术或手段，但是没有针对园林植物进行生态评价的内容；且现有的园林植物环境监测更多是依靠人力结合部分数据处理实现的，智能化程度较低，且监测不全面，难以为城镇园林规划与管理及植物多样性保护提供更多数据支持。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术虽然具备针对区域的生态环境进行评价的技术或手段，但是缺乏针对园林植物进行生态评价的内容；且现有的园林植物环境监测更多是依靠人力结合部分数据处理实现的，智能化程度较低，且监测不全面，难以为城镇园林规划与管理及植物多样性保护提供更多数据支持。
发明内容
针对现有技术不足的问题，本发明提供了一种用于园林植物环境监测的生态评价系统。
本发明是这样实现的，一种用于园林植物环境监测的生态评价系统，所述用于园林植物环境监测的生态评价系统包括：
遥感影像采集模块、图像采集模块、数据采集模块、中央控制模块、图像预处理模块、数据处理模块、空气分析模块、土壤分析模块、遥感生态指数确定模块、评价模块以及输出模块；
遥感影像采集模块，与中央控制模块连接，用于采集园林的多光谱遥感影像；
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于获取植物生长环境的相关图像数据；
数据采集模块，与中央控制模块连接，用于进行植物生长环境的各个数据的采集；
空气分析模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的空气样本进行植物生长环境的空气分析，得到空气分析结果；
土壤分析模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的土壤样本进行植物生长环境的土壤分析，得到土壤分析结果；
遥感生态指数确定模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数；
评价模块，与中央控制模块连接，用于基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据以及遥感生态指数进行生态评价；
所述评价模块基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据以及遥感生态指数进行生态评价包括：
将温度、湿度、土壤、空气、光照、植物类型以及生态指数作为生态评价指标，并确定各个生态评价指标的权重；
将所述各个生态评价指标进行标准归一化处理，基于归一化处理的各个生态评价指标及其权重建立评价模型A，进行生态评价；
其中，bi表示第i个评价指标标准化后的值；wi表示第i种指标的权重；
进一步，所述数据采集模块包括：
土壤样本采集单元，用于进行植物生长土壤的样本采集；
温度数据采集单元，用于采集植物生长环境的温度数据；
湿度数据采集单元，用于采集植物生长环境的湿度数据；
空气样本采集单元，用于采集植物生长环境的空气样本；
光照数据采集单元，用于采集植物生长过程的光照强度以及光照时间数据；
植物类型采集单元，用于采集不同类型的植物样本。
进一步，所述用于园林植物环境监测的生态评价系统还包括：
中央控制模块，与遥感影像采集模块、图像采集模块、数据采集模块、图像预处理模块、数据处理模块、空气分析模块、土壤分析模块、遥感生态指数确定模块、评价模块以及输出模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
图像预处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的植物生长环境的相关图像数据进行预处理；
数据处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的相关数据进行去噪、去异常、归一化处理；
输出模块，与中央控制模块连接，用于将处理后的数据以及各个分析结果、评价结果进行可视化展示与输出。
进一步，所述遥感生态指数确定模块基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数包括：
对采集的遥感影像数据进行预处理，得到预处理后的遥感影像；确定所述生态指数计算涉及到的参数；
基于所述参数进行遥感影像的波段组合选择，并对所述遥感影像进行几何校正、辐射校正；
基于校正后的遥感影像以及选择的波段计算相应的参数，基于各个参数计算结果得到最终的生态指数。
进一步，所述生态指数计算涉及到的参数包括光照、湿度、温度、土壤、植物的类型、植物数量以及植物空间分布特征。
进一步，所述对遥感影像进行几何校正包括：
对所述遥感影像进行分割，得到的多个分割后的遥感部分图像；根据所述多个遥感部分图像从数据库中匹配对应的校正参数；
根据所述匹配的校正参数对所述多个遥感部分图像进行归一化校正处理，将校正处理后的遥感部分图像进行融合，即可得校正后的遥感影像。
进一步，所述对遥感影像进行辐射校正包括：
获取遥感影像采集装置在采集对应影像时的参数，根据所述参数对几何校正后的遥感影像进行辐射校正。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端应用实现所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过进行园林植物生长环境的光照、温度、湿度、土壤、空气、伴生植物结合遥感数据进行整体生态评价，不仅能够全面的了解和确定植物生长环境中存在的问题，同时能够直观的展现园林植物的生长状态，起到园林植物环境监测的效果，能够为园林植物的管理与规划以及植物多样性保护提供更多数据支持以及决策依据。本发明智能化程度高，节省了大量人力与物力成本，提高了经济效益，同时提高了园林环境监测与管理及植物多样性保护的科学性、实用性与可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用于园林植物环境监测的生态评价系统结构示意图；
图中：1、遥感影像采集模块；2、图像采集模块；3、数据采集模块；4、中央控制模块；5、图像预处理模块；6、数据处理模块；7、空气分析模块；8、土壤分析模块；9、遥感生态指数确定模块；10、评价模块；11、输出模块。
图2是本发明实施例提供的数据采集模块结构示意图；
图中：31、土壤样本采集单元；32、温度数据采集单元；33、湿度数据采集单元；34、空气样本采集单元；35、光照数据采集单元；36、植物数据采集单元。
图3是本发明实施例提供的遥感生态指数确定模块基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的对遥感影像进行几何校正的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的评价模块基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据、植物类型数据以及遥感生态指数进行生态评价的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案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。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于园林植物环境监测的生态评价系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细的描述。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供的用于园林植物环境监测的生态评价系统包括：
遥感影像采集模块1，与中央控制模块4连接，用于采集园林的多光谱遥感影像；
图像采集模块2，与中央控制模块4连接，用于获取植物生长环境的相关图像数据；
数据采集模块3，与中央控制模块4连接，用于进行植物生长环境的各个数据的采集；
中央控制模块4，与遥感影像采集模块1、图像采集模块2、数据采集模块3、图像预处理模块5、数据处理模块6、空气分析模块7、土壤分析模块8、遥感生态指数确定模块9、评价模块10以及输出模块11连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
图像预处理模块5，与中央控制模块4连接，用于对采集的植物生长环境的相关图像数据进行预处理；
数据处理模块6，与中央控制模块4连接，用于对采集的相关数据进行去噪、去异常、归一化处理；
空气分析模块7，与中央控制模块4连接，用于基于采集的空气样本进行植物生长环境的空气分析，得到空气分析结果；
土壤分析模块8，与中央控制模块4连接，用于基于采集的土壤样本进行植物生长环境的土壤分析，得到土壤分析结果；
遥感生态指数确定模块9，与中央控制模块4连接，用于基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数；
评价模块10，与中央控制模块4连接，用于基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据、植物类型数据以及遥感生态指数进行生态评价；
输出模块11，与中央控制模块4连接，用于将处理后的数据以及各个分析结果、评价结果进行可视化展示与输出。
实施例2：
如图2所示，本发明实施例提供的数据采集模块3包括：
土壤样本采集单元31，用于进行植物生长土壤的样本采集；
温度数据采集单元32，用于采集植物生长环境的温度数据；
湿度数据采集单元33，用于采集植物生长环境的湿度数据；
空气样本采集单元34，用于采集植物生长环境的空气样本；
光照数据采集单元35，用于采集植物生长过程的光照强度以及光照时间数据；
植物类型采集单元36，用于采集不同类型的植物样本。
实施例3：
如图3所示，本发明实施例提供的遥感生态指数确定模块基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数包括：
S101，对采集的遥感影像数据进行预处理，得到预处理后的遥感影像；确定所述生态指数计算涉及到的参数；
S102，基于所述参数进行遥感影像的波段组合选择，并对所述遥感影像进行几何校正、辐射校正；
S103，基于校正后的遥感影像以及选择的波段计算相应的参数，基于各个参数计算结果得到最终的生态指数。
本发明实施例提供的生态指数计算涉及到的参数包括湿度、温度、光照、土壤、植物的类型、植物数量以及植物空间分布特征。
实施例4：
如图4所示，本发明实施例提供的对遥感影像进行几何校正包括：
S201，对所述遥感影像进行分割，得到的多个分割后的遥感部分图像；根据所述多个遥感部分图像从数据库中匹配对应的校正参数；
S202，根据所述匹配的校正参数对所述多个遥感部分图像进行归一化校正处理，将校正处理后的遥感部分图像进行融合，即可得校正后的遥感影像。
本发明实施例提供的对遥感影像进行辐射校正包括：
获取遥感影像采集装置在采集对应影像时的参数，根据所述参数对几何校正后的遥感影像进行辐射校正。
实施例5：
如图5所示，本发明实施例提供的评价模块基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据、植物类型数据以及遥感生态指数进行生态评价包括：
S301，将温度、湿度、土壤、空气、光照、植物类型以及生态指数作为生态评价指标，并确定各个生态评价指标的权重；
S302，将所述各个生态评价指标进行标准归一化处理，基于归一化处理的各个生态评价指标及其权重建立评价模型，进行生态评价。
本发明实施例提供的评价模型A如下：
其中，bi表示第i个评价指标标准化后的值；wi表示第i种指标的权重；
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、变换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述用于园林植物环境监测的生态评价系统包括：
遥感影像采集模块、图像采集模块、数据采集模块、中央控制模块、图像预处理模块、数据处理模块、空气分析模块、土壤分析模块、遥感生态指数确定模块、评价模块以及输出模块；
遥感影像采集模块，与中央控制模块连接，用于采集园林的多光谱遥感影像；
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于获取植物生长环境的相关图像数据；
数据采集模块，与中央控制模块连接，用于进行植物生长环境的各个数据的采集；
空气分析模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的空气样本进行植物生长环境的空气分析，得到空气分析结果；
土壤分析模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的土壤样本进行植物生长环境的土壤分析，得到土壤分析结果；
遥感生态指数确定模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数；
评价模块，与中央控制模块连接，用于基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据、植物类型数据以及遥感生态指数进行生态评价；
所述评价模块基于得到的温度数据、湿度数据、土壤样本分析结果、空气分析结果、光照数据、植物类型数据以及遥感生态指数进行生态评价包括：
将温度、湿度、土壤、空气、光照、植物类型以及生态指数作为生态评价指标，并确定各个生态评价指标的权重；
将所述各个生态评价指标进行标准归一化处理，基于归一化处理的各个生态评价指标及其权重建立评价模型A，进行生态评价；
其中，bi表示第i个评价指标标准化后的值；wi表示第i种指标的权重。
2.如权利要求1所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：
土壤样本采集单元，用于进行植物生长土壤的样本采集；
温度数据采集单元，用于采集植物生长环境的温度数据；
湿度数据采集单元，用于采集植物生长环境的湿度数据；
空气样本采集单元，用于采集植物生长环境的空气样本；
光照数据采集单元，用于采集植物生长过程的光照强度以及光照时间数据；
植物类型采集单元，用于采集不同类型的植物样本。
3.如权利要求1所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述用于园林植物环境监测的生态评价系统还包括：
中央控制模块，与遥感影像采集模块、图像采集模块、数据采集模块、图像预处理模块、数据处理模块、空气分析模块、土壤分析模块、遥感生态指数确定模块、评价模块以及输出模块连接，用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作；
图像预处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的植物生长环境的相关图像数据进行预处理；
数据处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的相关数据进行去噪、去异常、归一化处理；
输出模块，与中央控制模块连接，用于将处理后的数据以及各个分析结果、评价结果进行可视化展示与输出。
4.如权利要求1所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述遥感生态指数确定模块基于采集的遥感影像数据计算相应的遥感生态指数包括：
对采集的遥感影像数据进行预处理，得到预处理后的遥感影像；确定所述生态指数计算涉及到的参数；
基于所述参数进行遥感影像的波段组合选择，并对所述遥感影像进行几何校正、辐射校正；
基于校正后的遥感影像以及选择的波段计算相应的参数，基于各个参数计算结果得到最终的生态指数。
5.如权利要求4所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述生态指数计算涉及到的参数包括光照、湿度、温度、土壤的类型、植物的类型、植物数量以及植物空间分布特征。
6.如权利要求4所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述对遥感影像进行几何校正包括：
对所述遥感影像进行分割，得到的多个分割后的遥感部分图像；根据所述多个遥感部分图像从数据库中匹配对应的校正参数；
根据所述匹配的校正参数对所述多个遥感部分图像进行归一化校正处理，将校正处理后的遥感部分图像进行融合，即可得校正后的遥感影像。
7.如权利要求4所述用于园林植物环境监测的生态评价系统，其特征在于，所述对遥感影像进行辐射校正包括：
获取遥感影像采集装置在采集对应影像时的参数，根据所述参数对几何校正后的遥感影像进行辐射校正。
8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1-7任意一项所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以应用如权利要求1-7任意一项所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1-7任意一项所述用于园林植物环境监测的生态评价系统。
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2022
- 2022-01-14 CN CN202210044196.9A patent/CN114399200A/zh not_active Withdrawn
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