CN115469079A - 一种水土流失动态监测方法及系统 - Google Patents

一种水土流失动态监测方法及系统 Download PDF

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CN115469079A CN202211037755.XA CN202211037755A CN115469079A CN 115469079 A CN115469079 A CN 115469079A CN 202211037755 A CN202211037755 A CN 202211037755A CN 115469079 A CN115469079 A CN 115469079A
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Abstract

本申请涉及监测技术领域，尤其涉及一种水土流失动态监测方法及系统，方法包括：获取待监测区域的初始监测数据；对初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；根据分类后的待监测区域调整监测机制。通过采集待监测区域的初始监测数据，将初始监测数据进行筛选处理，并进行分析，根据土壤年流失量以及防治强度对待监测区域进行分类，并根据分类区域进行对应监测机制的调整，有利于随时采集数据，并及时发现水土流失情况。

Description

一种水土流失动态监测方法及系统
技术领域
本申请涉及监测的技术领域，尤其是涉及一种水土流失动态监测方法及系统。
背景技术
水土流失是指“在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀和水土损失，亦称水土损失。严重的水土流失，会造成耕地面积减少、土壤肥力下降、农作物产量降低。因此，需要对水土流失情况进行密切的监测。
现有技术中，对水土流失进行监测包括使用卫星遥感进行水土流失监测和通过人工定期实地测量的方式来进行水土流失监测。但是采用卫星遥感的方式容易受到大气光的影响和卫星上的遥感镜头的尺寸等因素的影响，监测结果不够准确。而通过人工定期进行测量的方式，则是不能及时了解水土流失的情况，而如果密集地采用人工测量的方式，显然人力成本会非常高。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供一种水土流失动态监测方法及系统。
第一方面，本申请提供的一种水土流失动态监测方法，采用如下的技术方案：
一种水土流失动态监测方法，包括：
获取待监测区域的初始监测数据；
对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；
根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；
根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；
根据分类后的待监测区域调整监测机制。
通过采用上述技术方案，通过采集待监测区域的初始监测数据，将初始监测数据进行筛选处理，并进行分析，根据土壤年流失量以及防治强度对待监测区域进行分类，并根据分类区域进行对应监测机制的调整，有利于随时采集数据，并及时发现水土流失情况。
可选的，所述获取待监测区域的初始监测数据步骤，包括：
利用设置在待监测区域内的多个无线传感器节点采在位置的初始监测数据。
可选的，所述对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据步骤，包括：
将任意一个无线传感器节点采集的所述初始监测数据与预设范围内的其他无线传感器节点采集的初始监测数据进行融合计算，得到对比参数；
将所述对比参数与预设的参数阈值进行对比，判断该无线传感器节点采集的所述初始监测数据初始监测数据是否为错误数据；
如果是，则剔除错误数据，获得实用监测数据。
可选的，所述根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量步骤，包括：
基于定量遥感监测模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
，计算得到土壤年流失量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
为使
Figure 536033DEST_PATH_IMAGE004
的单位转换为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
的常数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
为降雨侵蚀力因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
为土壤可蚀性因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE014
为坡度因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE016
为坡长因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子。
可选的，所述根据所述实用监测数据得到待监测区域的防治强度步骤，包括：
根据防治预报模型
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE022
，计算防治强度Y；
其中，
Figure 404501DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure 202693DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子，为使Y的单位转换为
Figure 729489DEST_PATH_IMAGE008
的常数。
可选的，所述根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类步骤，包括：
在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为良好治理区；
在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为预防监督区；
在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为流失治理区；
在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为急需重点治理区。
可选的，所述根据分类后的待监测区域调整监测机制步骤，包括：
在所述待监测区域为急需重点治理区的情况下，发出预警提示，并增加待监测区域内无线传感器节点的数量；
在所述待监测区域为流失治理区的情况下，发出预警提示；
在所述预警监督区或良好治理区的情况下，无反应。
可选的，所述发出预警提示，包括：
通过弹窗或短信的方式向相关工作人员发出预警信息，其中，预警信息包括待监测区域的位置。
第二方面，本申请提供的一种水土流失动态监测系统，采用如下的技术方案：
一种水土流失动态监测系统，包括：
获取模块，用于获取待监测区域的初始监测数据；
筛选模块，用于对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；
分析模块，用于根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；
分类模块，用于根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；
调整模块，用于根据分类后的待监测区域调整监测机制。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过采集待监测区域的初始监测数据，将初始监测数据进行筛选处理，并进行分析，根据土壤年流失量以及防治强度对待监测区域进行分类，并根据分类区域进行对应监测机制的调整，有利于随时采集数据，并及时发现水土流失情况；
2.在待监测区域为急需重点治理区的情况下，增加待监测区域内无线传感器节点的数量，即在原有待监测区域内无线传感器节点的基础上，另外增加无线传感器节点，以增加数据检测的准确性。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种水土流失动态监测方法，包括以下步骤：
100，获取待监测区域的初始监测数据。
其中，步骤100包括：
利用均匀设置在待监测区域内的多个无线传感器节点采在位置的初始监测数据；其中，初始监测数据包括土壤含水量、土壤下渗量、泥沙含量等。
200,对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据。
其中，步骤200包括：
201，将任意一个无线传感器节点采集的所述初始监测数据与预设范围内的其他无线传感器节点采集的初始监测数据进行融合计算，得到对比参数；
202，将所述对比参数与预设的参数阈值进行对比，判断该无线传感器节点采集的所述初始监测数据初始监测数据是否为错误数据；
203，如果是，则剔除错误数据，获得实用监测数据。
具体的，对于无线传感器节点a，将处于以无线传感器节点a为中心，半径为r的圆形区域内的所有其他无线传感器节点采集的初始监测数据加入集合，并计算无线传感器节点a采集的初始监测数据的对比参数。
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE024
Figure DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为无线传感器节点a与其他无线传感器节点i之间的对比参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为无线传感器节点a采集的初始监测数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为其他无线传感器节点i采集的初始监测数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为无线传感器节点a与其他无线传感器节点之间的空间距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure DEST_PATH_IMAGE040
为预设的权重参数。
根据无线传感器节点a与其他无线传感器节点之间的空间距离的不同，对应的权重参数不同，其权重参数由工作人员提前预设。
需要说明的是，在计算对比参数时，在空间距离和初始监测数据两方面考虑了当前进行判断的无线传感器节点a与其他节点之间的重要程度关系，距离无线传感器节点a的其他节点越近，采集的初始监测数据与无线传感器节点a采集的初始监测数据差异越小，则重要程度越高，对对比参数的贡献则越大。
300,根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度。
其中，步骤300包括：
301，基于定量遥感监测模型
Figure 433921DEST_PATH_IMAGE002
，计算得到土壤年流失量
Figure 958443DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 243931DEST_PATH_IMAGE006
为使
Figure 512101DEST_PATH_IMAGE004
的单位转换为
Figure 301065DEST_PATH_IMAGE008
的常数，
Figure 262068DEST_PATH_IMAGE010
为降雨侵蚀力因子，
Figure 34852DEST_PATH_IMAGE012
为土壤可蚀性因子，
Figure 841134DEST_PATH_IMAGE014
为坡度因子，
Figure 15763DEST_PATH_IMAGE016
为坡长因子，
Figure 882088DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure 938906DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子。
需要说明的是，降雨侵蚀力因子、土壤侵蚀力因子、坡度因子、坡长因子、植被覆盖因子、保土措施因子均根据采集到的实用监测数据计算而得，其计算方式采用现有技术。
302，根据防治预报模型
Figure 548879DEST_PATH_IMAGE022
，计算防治强度Y；
其中，
Figure 578015DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure 880820DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为使Y的单位转换为
Figure 893776DEST_PATH_IMAGE008
的常数。
400,根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区。
其中，步骤400包括：
401，在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为良好治理区；
402，在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为预防监督区；
403，在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为流失治理区；
404，在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为急需重点治理区。
需要说明的是，步骤401、步骤402、步骤403以及步骤404不分先后顺序，可以并列执行。
500,根据分类后的待监测区域调整监测机制。
其中，步骤500包括：
501，在所述待监测区域为急需重点治理区的情况下，发出预警提示，并增加待监测区域内无线传感器节点的数量；
502，在所述待监测区域为流失治理区的情况下，发出预警提示；
503，在所述预警监督区或良好治理区的情况下，无反应。
需要说明的是，在待监测区域为急需重点治理区或流失治理区的情况下，发出预警提示，即通过弹窗或短信的方式向相关工作人员发出预警信息，其中，预警信息包括待监测区域的位置。
并在待监测区域为急需重点治理区的情况下，增加待监测区域内无线传感器节点的数量，即在原有待监测区域内无线传感器节点的基础上，另外增加无线传感器节点，以增加数据检测的准确性。
基于上述水土流失动态监测方法，本申请实施例还提供了一种水土流失动态监测系统。
作为水土流失动态监测系统的一种实施方式，包括：
获取模块，用于获取待监测区域的初始监测数据；
筛选模块，用于对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；
分析模块，用于根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；
分类模块，用于根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；
调整模块，用于根据分类后的待监测区域调整监测机制。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水土流失动态监测方法，其特征在于，包括：
获取待监测区域的初始监测数据；
对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；
根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；
根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；
根据分类后的待监测区域调整监测机制。
2.根据权利要求1所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述获取待监测区域的初始监测数据步骤，包括：
利用设置在待监测区域内的多个无线传感器节点采在位置的初始监测数据。
3.根据权利要求2所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据步骤，包括：
将任意一个无线传感器节点采集的所述初始监测数据与预设范围内的其他无线传感器节点采集的初始监测数据进行融合计算，得到对比参数；
将所述对比参数与预设的参数阈值进行对比，判断该无线传感器节点采集的所述初始监测数据初始监测数据是否为错误数据；
如果是，则剔除错误数据，获得实用监测数据。
4.根据权利要求1所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量步骤，包括：
基于定量遥感监测模型
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，计算得到土壤年流失量
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为使
Figure 63305DEST_PATH_IMAGE004
的单位转换为
Figure DEST_PATH_IMAGE008
的常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为降雨侵蚀力因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为土壤可蚀性因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为坡度因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为坡长因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子。
5.根据权利要求1所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述根据所述实用监测数据得到待监测区域的防治强度步骤，包括：
根据防治预报模型
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，计算防治强度Y；
其中，
Figure 682243DEST_PATH_IMAGE018
为植被覆盖因子，
Figure 993139DEST_PATH_IMAGE020
为保土措施因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为使Y的单位转换为
Figure 185086DEST_PATH_IMAGE008
的常数。
6.根据权利要求1所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类步骤，包括：
在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为良好治理区；
在所述土壤年流失量小于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为预防监督区；
在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度大于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为流失治理区；
在所述土壤年流失量大于流失阈值，且防治强度小于防治阈值的情况下，确定该待监测区域为急需重点治理区。
7.根据权利要求6所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述根据分类后的待监测区域调整监测机制步骤，包括：
在所述待监测区域为急需重点治理区的情况下，发出预警提示，并增加待监测区域内无线传感器节点的数量；
在所述待监测区域为流失治理区的情况下，发出预警提示；
在所述预警监督区或良好治理区的情况下，无反应。
8.根据权利要求7所述的一种水土流失动态监测方法，其特征在于：所述发出预警提示，包括：
通过弹窗或短信的方式向相关工作人员发出预警信息，其中，预警信息包括待监测区域的位置。
9.一种水土流失动态监测系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待监测区域的初始监测数据；
筛选模块，用于对所述初始监测数据进行筛选处理，获取实用监测数据；
分析模块，用于根据所述实用监测数据得到待监测区域的土壤年流失量以及防治强度；
分类模块，用于根据所述土壤年流失量以及防治强度，对待监测区域进行分类；其中，所述分类后的待监测区域包括良好治理区、预防监督区、流失治理区以及急需重点治理区；
调整模块，用于根据分类后的待监测区域调整监测机制。
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