基于大数据的林业维护管理系统的制作方法

1.本发明涉及林业智能维护技术领域，具体为一种基于大数据的林业维护管理系统。


背景技术：

2.林区环境信息的有效获取对林业生长尤为重要，所以对林区进行监测维护是大势所趋，有效的信息能大幅度减少林业资源损失，提高林业产量，维护林业发展的健康与稳定。但传统的林业维护管理多是采取人工巡检的手段，该工作需要耗费大量的人力物力进行实地勘测，其工作量大，成本高，采集的数据分散，难以做到持续性的实时监测，这使得森林中的环境数据难以被人们及时获取。这种情况下，当森林里发生火灾或是虫害时，人们难以在灾难发生的初期及时发现，而火灾或虫害的规模一旦扩大，这将会对森林资源造成极大的损失。因此，现在亟需一种能够对林业数据进行及时采集并分析的管理系统。


技术实现要素：

3.本发明的技术问题在于传统林业维护管理难以做到持续性的实时监测，当森林里发生火灾或是虫害时，人们难以在灾难发生的初期及时发现，而火灾或虫害的规模一旦扩大，这将会对森林资源造成极大的损失。
4.本发明提供的基础方案：基于大数据的林业维护管理系统，包括数据库、无人机、数据处理模块、区域划分模块、巡检设置模块、分析模块和警报模块；
5.所述区域划分模块用于对林区进行巡检区域划分；所述巡检设置模块用于预设无人机的定时巡检区域；所述无人机用于采集巡检区域的遥感图像数据；
6.所述数据处理模块用于对遥感图像数据进行预处理，获得巡检区域的遥感图像；所述数据库用于存储巡检区域的遥感图像；所述分析模块用于根据遥感图像分析林区异常情况；所述警报模块用于根据林区异常情况发出相应的警报。
7.本发明的原理及优点在于：本方案中通过无人机定时自动巡检，使得无人机自动采集目标区域的遥感图像数据，以此替代了现有的人工巡检方式，减少了工作人员的工作量的同时，还提高了数据采集的实时性；采集的遥感图像数据经预处理后得到遥感图像，根据遥感图像能够对林区的实时环境进行分析处理，当出现异常情况时，还能通过警报模块向工作人员发出警报提醒，让工作人员在林区发生异常情况时能够及时获取到消息，从而采取对应的措施，避免林区资源遭到过多损失。
8.进一步，所述巡检设置模块包括巡检预设模块和指定巡检模块；
9.所述巡检预设模块用于预设无人机的定时巡检区域；
10.所述指定巡检模块用于控制无人机进行指定区域的即时巡检。
11.有益效果：本方案通过预设无人机的定时巡检区域让无人机能够自动对目标区域进行定时巡检，减少了工作人员的工作量的同时，也提高了巡检效率，让林区环境数据能够及时被更新；而指定巡检模块则使得工作人员能够控制无人机进行即时巡检，用以处理突
发事件需要对目标林区进行环境数据的即时采集。
12.进一步，所述数据库中还存储有树种的光谱特征；所述分析模块包括树种分析模块，所述树种分析模块用于根据树种的光谱特征识别遥感图像中的树种信息。
13.有益效果：通过光谱特征对树种信息进行识别，使得工作人员不必通过人工的方式对树种进行识别记录，减少了工作人员的工作量。
14.进一步，所述分析模块还包括虫害分析模块，所述虫害分析模块用于根据识别出的树种信息和树种的光谱特征分析目标区域的虫害情况。
15.有益效果：树种的植被指数与病虫害存在着关联，以植被指数的形式对光谱特征进行分析时能够获取到目标树种的虫害情况，由此，本方案通过光谱特征对目标区域的虫害情况进行分析，使得工作人员能够及时了解到林区的虫害情况。
16.进一步，所述无人机还用于检测目标区域包括温度、湿度和光照强度在内的环境数据；所述分析模块还包括火情分析模块，所述火情分析模块用于根据环境数据分析目标区域的火情隐患等级。
17.有益效果：通过对火灾隐患等级进行评估，让工作人员能够提前对目标区域进行火灾防范处理，提前避免火灾的发生。
18.进一步，所述火情分析模块包括隐患分析模块和火灾分析模块；
19.所述隐患分析模块用于根据环境数据分析目标区域的火情隐患等级；
20.所述火灾分析模块用于在火灾发生时根据环境数据以及目标区域的树种信息分析火情蔓延趋势。
21.有益效果：通过对火情蔓延趋势进行预测分析，帮助用户对火情进行预判并及时作出相应措施进行灭火工作。
22.进一步，所述警报模块包括两种类型的警报，分别为虫害警报和火情警报。
23.有益效果：通过警报对工作人员进行提醒，防止工作人员错过消息，避免消息为传达至工作人员处而导致森林资源损失过多。
附图说明
24.图1为本发明基于大数据的林业维护管理系统的逻辑框图。
具体实施方式
25.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
26.具体实施过程如下：
27.实施例一
28.实施例一基本如附图1所示，一种基于大数据的林业维护管理系统，包括数据库、无人机、数据处理模块、区域划分模块、巡检设置模块、分析模块和警报模块。所述区域划分模块用于对林区进行巡检区域划分，用户能够根据自身意向对林区范围进行规划，让无人机对规划出的巡检区域进行遥感图像数据采集；所述巡检设置模块包括巡检预设模块和指定巡检模块；所述巡检预设模块用于预设无人机的定时巡检区域，用户设置了无人机的定时巡检区域后，无人机将根据预设的时间对目标区域进行定时巡检，采集目标区域的遥感图像数据；所述指定巡检模块用于控制无人机进行目标区域的即时巡检，无人机被指定后
将会对目标区域进行实时遥感图像数据采集，该功能通常用于处理突发事件，用于即时采集目标区域的遥感图像数据。采集到的遥感图像数据经过数据处理模块进行进行数据整理、数据预处理、影像拼图及正射投影校正后，得到目标区域的遥感图像。
29.本实施例中，所述无人机还用于检测目标区域包括温度、湿度和光照强度在内的环境数据；所述数据库用于存储遥感图像、环境数据、历史火灾环境数据以及树种的光谱特征。所述分析模块包括树种分析模块、虫害分析模块和火情分析模块；所述树种分析模块用于根据树种的光谱特征识别遥感图像中的树种信息。所述虫害分析模块用于根据树种信息以及目标树种的光谱特征，通过植被指数形式对目标树种的光谱特征进行分析，获取到目标树种的虫害情况，本实施例中的虫害情况包括五个等级，包括轻发生、偏轻发生、中等发生、偏重发生和大发生五个等级，前两个等级的病虫害程度为防治指标，当虫害情况高于前两个等级时，目标区域将会被标记为虫害防治区域，警报模块将会向用户发出虫害警报。
30.所述火情分析模块包括隐患分析模块和火灾分析模块，所述隐患分析模块用于根据目标区域的温度数据、湿度数据和光照强度数据评估目标区域的火情隐患等级，所述隐患分析模块用于根据温度数据、湿度数据和光照强度数据对火灾隐患等级进行评估，所述火情隐患等级包括无火险、较高火险、高火险和极高火险，当火情隐患等级不处于无火险时，所述警报模块均会根据火情隐患等级向用户发出对应的火情隐患预警。具体的，所述火情隐患等级包括无火险、较高火险、高火险和极高火险；所述隐患分析模块中包括bp神经网络模块，用于根据采集的数据，生成火情隐患等级。bp神经网络模块包括bp神经网络模型，bp神经网络模块使用bp神经网络技术来对目标区域的火情隐患等级进行评估，具体的首先构建一个三层的bp神经网络模型，包括输入层、隐层和输出层，本实施例中，以温度数据、湿度数据和光照强度数据作为输入层的输入，因此输入层有3个节点，而输出是对目标区域火情隐患等级的评估，因此共有1个节点；针对于隐层，本实施例使用了以下公式来确定隐层节点的数量：其中l为隐层的节点数，n为输入层的节点数，m为输出层的节点数，a为1至10之间的一个数，本实施例中取为6，因此隐层共有8个节点。bp神经网络通常采用sigmoid可微函数和线性函数作为网络的激励函数。本方案选择s型正切函数tansig作为隐层神经元的激励函数。预测模型选取s型对数函数tansig作为输出层神经元的激励函数。在bp网络模型构建完毕后，利用历史火灾环境数据作为样本对模型进行训练，通过历史火灾环境数据训练完成后得到的模型可以取得较为准确的评定结果。
31.实施例二
32.实施例二与实施例一的区别仅在于，实施例二中还包括林区搜救模块、音频识别模块和若干监测终端，所述监测终端包括音频采集模块、定位模块和通信模块，所述监测端通过音频采集模块和定位模块采集音频数据和定位数据，所述监测端能够通过通信模块形成自组网，所述监测端采集的数据通过通信模块传输至数据处理模块；所述数据处理模块还用于对音频数据进行预处理，通过现有的预处理技术对音频进行降噪和增益，提升其识别率。
33.所述林区搜救模块包括目标标记模块和活动追踪模块，所述音频识别模块用于根据采集的音频数据，通过现有的音频识别技术来分析目标区域存在的人类活动数据，所述人类活动数据包括人声数据和脚步声数据；当分析出人类活动数据时，所述目标标记模块将会根据该人类活动数据中的人声数据进行分析，获得目标声色并生成对应的活动目标；
当人声数据不足时，所述目标标记模块也会根据脚步声数据生成对应的活动目标；所述活动追踪模块用于根据定位数据和音频数据对声源进行定位并生成定位信息，之后根据活动目标的定位信息对活动目标进行时空间追踪记录。所述时空间追踪记录能够用于在有人员进入林区失联时对目标进行位置追踪，锁定目标人员的实时位置，帮助用户找寻到该人员。
34.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。