一种空地一体化红树林监测系统及控制方法与流程

本发明属于监测系统技术领域，尤其涉及一种空地一体化红树林监测系统及控制方法。

背景技术：

目前，红树林指生长在热带、亚热带低能海岸潮间带上部，受周期性潮水淹没，以红树植物为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地土木生物群落。现有技术中，利用遥感技术对红树林进行监测；但是通过遥感监测技术，监测的数据不够全面，不能正确反映红树林的状态；红树林的监测采用传统的监测模式，不仅监测的内容较少，而且监测的准确度较低，导致养护部门在养护的过程中存在较多的障碍。

综上所述，现有技术存在的问题是：

通过遥感监测技术，监测的数据不够全面，不能正确反映红树林的状态。

红树林的监测采用传统的监测模式，不仅监测的内容较少，而且监测的准确度较低，导致养护部门在养护的过程中存在较多的障碍。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空地一体化红树林监测系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种空地一体化红树林监测系统监测方法，具体包括以下步骤：

步骤一，通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，分析红树林的结构分布；通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测；同时利用卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据；

步骤二，根据步骤一检测的数据，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数量；

步骤三，根据步骤一检测的数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测；同时利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类；

步骤四，控制系统将上述检测的数据和得出的结果，传递到显示屏进行显示。

进一步，所述步骤三中，对图像纹理提取的具体过程，如下：

将虫害特征片段图像进行分类，对分类完成的图像，提取适当的几何特征指数；

按照一定的剔除规则，对分类完成的图像剔除与病虫害无关的特征元素，得到有关病虫害的特征元素，根据相应的病虫害的特征元素，进行分析。

进一步，所述步骤一中，对红树林的结构分布进行分析的具体过程，如下：

首先，在红树林中设置相应的样地，对红树林上的特征进行选取；

利用无人机高空拍摄对红树林的结构分布进行拍摄，根据拍摄到的图像信息，对红树林的结构频数进行统计分析；

选择统计软件中的统计分布假设检验功能进行检测，从软件提供的12种检验分布中选择5种连续分布，检测方法均为卡方检验。

进一步，所述步骤三中，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类具体过程，如下：

在红树林中选择合适的野生动物调查地点，采用样线调查法，在所围样方的对角线进行；

同时根据不同兽类的活动习性，分别在黄昏、中午、傍晚样样地线一定速度前进，统计遇到的动物、尸体、毛发及粪便，记录其距离样线的距离及数量；

将动物的种类名录，汇入附表中，根据相应的公式分钟计算个体数，结果记录在相应的数据库中。

本发明提供的另一目的在于提供一种实施所述空地一体化红树林监测系统监测方法的空地一体化红树林监测系统包括：

红树林数量监测模块，与传输模块连接，通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数量；

红树林地域水文气象监测模块，与传输模块连接，通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测；

红树林虫害监测模块，与传输模块连接，卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测；

红树林结构分布监测模块，与传输模块连接，通过无人机高空拍摄对红树林的结构分布进行拍摄，并传输到传输模块；

红树林野生动物种类监测模块，与传输模块连接，利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类。

进一步，所述传输模块与显示模块连接，通过利用显示屏显示红树林相关的检测信息；

传输模块，与传输模块连接，通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行。

进一步，所述通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行的传输模块包括：

红树林相关数据接收模块，利用相关的程序，接收各个模块中的检测终端采集的与红树林相关的各种数据信息；

红树林相关数据统计分析模块，利用分布式数据库对储存的大量数据进行普通的分析和分类汇总；

红树林相关数据挖掘模块，在计算中输入相关的数据提取特征，对数据库中的信息进行特征匹配提取；

红树林相关数据导入模块，将提取的信息，导入到显示模块终端，进行显示。

进一步，所述通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行的传输模块包括：

红树林图像灰度增强模块，根据设定的图像增强参数，对红树林图像整体进行颜色灰度处理；

红树林图像直方图增强模块，根据设定的图像增强参数，对红树林原图像的宽和高，进行扫描图像的像素点并进行灰度统计；根据扫描的结果，直方图均衡化和规定化；

红树林图像滤波模块，根据设定的图像增强参数，对采集的红树林图像进行平滑或者锐化滤波；

进一步，所述通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测的红树林地域水文气象监测模块包括：

红树林样地温湿度检测模块，利用温湿度检测空气或者土壤中的温湿度，并将检测到数据信息传递到控制模块；

红树林样地风速风向检测模块，将相应的风速传感器安装在红树林样地的各个方向，检测各个方向的风速，并求采集数据的平均值，并将检测到数据信息传递到控制模块；

红树林样地雨量检测模块，在红树林样地中设置相应的雨量器，采用相应的雨量信息，并将检测到数据信息传递到控制模块。

进一步，所述红树林虫害监测模块包括：

红树林虫害图像变换模块，通过图像变换方法，例如：傅立叶变换、离散余弦，将空间域转换为变换域处理。

红树林虫害图像压缩模块，将上述变域的红树林虫害图像，利用图像压缩程序，对图像进行压缩。

红树林虫害图像增强复原模块，将压缩完成的图像进行复原增强，对红树林虫害图像进行分析，对红树林去噪，提高图像的清晰度。

红树林虫害图像分割模块，将复原增强的红树林虫害图像利用分割技术对图像进行分析，提取相应的虫害特征片段。

红树林虫害图像描述模块，对虫害特征片段图像，将纹理图像采用二维纹理特征描述。

本发明的优点及积极效果为：

本发明采用遥感信息技术进行红树林的监测及信息的传输，不仅提高了监测的质量，而且提高了监测的效率，增加了虫害监测模块，极大的为养护部门提供了防治虫害的便利。

本发明传输模块利用图像灰度和直方图进行图像增强，使分析的图像便于提取相应的特征，根据提取的特征数据，进行分析；同时在传输模块对采集的红树林图像进行平滑或者锐化滤波，可以提取较大的目标前过滤去除较小的细节或将目标内的小间断连接起来，增强图像中被模糊的细节或景物的边缘。本发明通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数，提高了检测的精度。本发明通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测，使得到的数据更加全面准确。

本发明卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测。本发明利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，能对整体的红树林内的动作种类作出正确的评估，得出动物种类。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空地一体化红树林监测系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的空地一体化红树林监测系统监测方法流程图。

图中：1、显示模块；2、传输模块；3、红树林数量监测模块；4、红树林地域水文气象监测模块；5、红树林虫害监测模块；6、红树林结构分布监测模块；7、红树林野生动物种类监测模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的空地一体化红树林监测系统包括：

显示模块1，与传输模块2连接，通过利用显示屏显示红树林相关的检测信息。

传输模块2，与传输模块2连接，通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行。

红树林数量监测模块3，与传输模块2连接，通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数量。

红树林地域水文气象监测模块4，与传输模块2连接，通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测。

红树林虫害监测模块5，与传输模块2连接，卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测。

红树林结构分布监测模块6，与传输模块2连接，通过无人机高空拍摄对红树林的结构分布进行拍摄，并传输到传输模块2。

红树林野生动物种类监测模块7，与传输模块2连接，利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类。

本发明实施例提供的通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行的传输模块2包括：

红树林相关数据接收模块，利用相关的程序，接收各个模块中的检测终端采集的与红树林相关的各种数据信息。

红树林相关数据统计分析模块，利用分布式数据库对储存的大量数据进行普通的分析和分类汇总。

红树林相关数据挖掘模块，在计算中输入相关的数据提取特征，对数据库中的信息进行特征匹配提取。

红树林相关数据导入模块，将提取的信息，导入到显示模块终端，进行显示。

本发明实施例提供的通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行的传输模块2包括：

红树林图像灰度增强模块，根据设定的图像增强参数，对红树林图像整体进行颜色灰度处理；

红树林图像直方图增强模块，根据设定的图像增强参数，对红树林原图像的宽和高，进行扫描图像的像素点并进行灰度统计；根据扫描的结果，直方图均衡化和规定化。

红树林图像滤波模块，根据设定的图像增强参数，对采集的红树林图像进行平滑或者锐化滤波。

本发明实施例提供的通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测的红树林地域水文气象监测模块4包括：

红树林样地温湿度检测模块，利用温湿度检测空气或者土壤中的温湿度，并将检测到数据信息传递到控制模块。

红树林样地风速风向检测模块，将相应的风速传感器安装在红树林样地的各个方向，检测各个方向的风速，并求采集数据的平均值，并将检测到数据信息传递到控制模块。

红树林样地雨量检测模块，在红树林样地中设置相应的雨量器，采用相应的雨量信息，并将检测到数据信息传递到控制模块。

本发明实施例提供的红树林虫害监测模块5包括：

红树林虫害图像变换模块，通过图像变换方法，例如：傅立叶变换、离散余弦，将空间域转换为变换域处理。

红树林虫害图像压缩模块，将上述变域的红树林虫害图像，利用图像压缩程序，对图像进行压缩。

红树林虫害图像增强复原模块，将压缩完成的图像进行复原增强，对红树林虫害图像进行分析，对红树林去噪，提高图像的清晰度。

红树林虫害图像分割模块，将复原增强的红树林虫害图像利用分割技术对图像进行分析，提取相应的虫害特征片段。

红树林虫害图像描述模块，对虫害特征片段图像，将纹理图像采用二维纹理特征描述。

所述红树林虫害图像描述模块对图像纹理提取的具体过程，如下：

将虫害特征片段图像进行分类，对分类完成的图像，提取适当的几何特征指数；按照一定的剔除规则，对分类完成的图像剔除与病虫害无关的特征元素，得到有关病虫害的特征元素，根据相应的病虫害的特征元素，进行分析。

本发明实施例提供的红树林结构分布监测模块6对红树林的结构分布进行分析的具体过程，如下：

首先，在红树林中设置相应的样地，对红树林上的特征进行选取；

利用无人机高空拍摄对红树林的结构分布进行拍摄，根据拍摄到的图像信息，对红树林的结构频数进行统计分析；

选择统计软件中的统计分布假设检验功能进行检测，从软件提供的12种检验分布中选择5种连续分布，检测方法均为卡方检验。

本发明利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计的红树林野生动物种类监测模块7，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类具体过程，如下：

在红树林中选择合适的野生动物调查地点，采用样线调查法，在所围样方的对角线进行；

同时根据不同兽类的活动习性，分别在黄昏、中午、傍晚样样地线一定速度前进，统计遇到的动物、尸体、毛发及粪便，记录其距离样线的距离及数量；

将动物的种类名录，汇入附表中，根据相应的公式分钟计算个体数，结果记录在相应的数据库中。

如图所示，本发明实施例提供的空地一体化红树林监测系统监测方法，具体包括以下步骤：

s101：通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，分析红树林的结构分布；通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测；同时利用卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据。

s102：根据步骤一检测的数据，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数量。

s103：根据步骤一检测的数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测；同时利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类。

s104：控制系统将上述检测的数据和得出的结果，传递到显示屏进行显示。

本发明的工作原理：

红树林数量监测模块3通过无人机或者其他航拍手段获取统计目标区域的高分辨率航空影像，用高分影像树冠提取软件打开图像进行处理，与原有图像进行对比，确定红树林数量。红树林地域水文气象监测模块4通过采集水文、气象环境因子对所在地域进行气象水文的检测。红树林虫害监测模块5中卫星影像和实地调查红树林虫害状况数据，结合影像光谱与纹理特征，采用多元逐步回归分析方法对红树林虫害状况进行估测。红树林结构分布监测模块6通过无人机高空拍摄对红树林的结构分布进行拍摄，并传输到传输模块2。红树林野生动物种类监测模块7利用统计学系统抽样原理，对单块区域的红树林对野生动物进行种类统计，根据检测动物种类数量，对整体的红树林内的动作种类进行评估，得出动物种类。

根据上述的监测数据，传输模块2通过利用数据处理器对采集到的红树林数据进行处理，并协调各个模块的运行。显示模块1通过利用显示屏显示红树林相关的检测信息。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。