一种基于滨海湿地植被碳储量的外界干预改善方法与流程

本发明涉及碳储量评估，具体为一种基于滨海湿地植被碳储量的外界干预改善方法。

背景技术：

1、碳储量即碳的储备量，通常指一个碳库(森林、海洋、土地等)中碳的数量。碳密度即为单位面积的碳储量。碳储量的估算方法包括样地清查、遥感估测和模型模拟等诸多方法。

2、目前，国内外学者对森林生态系统的碳储量研究较多，其中材积源生物量法在估算林分生物量方面具有良好的效果，是目前研究植被碳储量的重要方法之一，该方法采用生物量转换连续函数法确认，某一树种的单位面积生物量乘以总面积来评定。评定时利用无人机在上方飞行时对植被数量进行扫描，以此来确定植被覆盖量。但这种评定方式只考虑到植被数量，没有考虑到植被的整体大小和叶片大小，这两种指标越大碳储量也越大。

3、同时现有技术中，无人机可用于外源物质(包括营养与病虫害药剂)的投放，但是往往只会进行粗略的喷洒，无法根据植物的具体生长状况调节有机物的投放量，因此，设计评定全面的一种基于滨海湿地植被碳储量的外界干预改善方法是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于滨海湿地植被碳储量的外界干预改善方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于滨海湿地植被碳储量的外界干预改善方法，该方法采用碳储量评估系统，该系统包括情况监察模块、情况判断模块和自动调节模块，其特征在于：所述情况监察模块用于在植株生长过程中对观看情况进行监察，所述情况判断模块用于判断植株植物生长过程中的健康状况从而评估碳储量，所述自动调节模块用于根据植株植物生长的情况自动调节评估无人机和滨海湿地区域的外源物质喷洒，所述情况监察模块与情况判断模块电连接，所述情况判断模块与自动调节模块电连接。

3、根据上述技术方案，所述情况监察模块包括红外扫描模块、图像映射模块和叶片识别模块，所述红外扫描模块用于探测红外能量并将其转换为电信号进行红外扫描，所述图像映射模块用于在无人机下方朝滨海湿地区域处图像映射植株画面，所述叶片识别模块与图像映射模块电连接，所述叶片识别模块用于根据图像映射模块成像画面实时追踪锁定植株的叶片；

4、所述情况判断模块包括形态判断模块和叶片大小确认模块，所述形态判断模块与红外扫描模块电连接，所述形态判断模块用于识别和标记植株的位置，并判断植株植物生长时的长势形态，所述叶片大小确认模块与叶片识别模块电连接，所述叶片大小确认模块用于判断确认植株植物生长过程中的叶片生长度；

5、所述自动调节模块包括碳含量评估模块、速度改变模块、喷洒调节模块和喷洒量控制模块，所述碳含量评估模块用于评估湿地植被的碳源含量，所述速度改变模块用于调节评估无人机的飞行速度，所述喷洒调节模块用于调节无人机外源物质喷洒开关，所述喷洒量控制模块用于对滨海湿地区域上方喷头的喷洒量进行评估。

6、根据上述技术方案，主要包括以下步骤：

7、步骤s1：植株生长在滨海湿地，启动无人机后开始植物生长监察，无人机启动后按照规定路线折返飞行于植被上方，并且路线覆盖到每一处植被，位于无人机下方处的情况监察模块启动；

8、步骤s2：情况监察模块开始扫描监察无人机下方的植株情况；

9、步骤s3：情况判断模块实时对植株植物生长的情况进行判断，并实时判断当前植株植物生长的健康状况；

10、步骤s4：自动调节模块根据情况判断的结果，判断此时植株生长状况，并进行自动植被碳含量情况评估。

11、根据上述技术方案，所述步骤s2进一步包括以下步骤：

12、步骤s21：安装在无人机下方处的红外扫描模块在无人机启动后按照规定路线折返飞行于植被上方，识别并标记植株，探测红外能量并将其转换为电信号进行红外扫描，获取植株的红外扫描画面；

13、步骤s22：同时图像映射模块对着无人机下方的滨海湿地区域方向开始图像映射画面，并将得到的画面信息电信号传输至叶片识别模块；

14、步骤s23：叶片识别模块在图像映射画面中，根据设定叶片特征锁定追踪叶片画面信息。

15、根据上述技术方案，所述步骤s3进一步包括以下步骤：

16、步骤s31：形态判断模块以植株所在的滨海湿地区域位置处建立标准长势形态；

17、步骤s32：通过红外扫描画面，描绘出植株的长势形态区域，并与建立的标准长势形态进行轮廓大小对比；

18、步骤s33：通过轮廓大小区域与建立标准长势形态的比值换算处当前植株植物生长时的长势形态合理大小程度；

19、步骤s34：叶片大小确认模块在无人机打开，叶片识别模块刚锁定叶片画面信息时，标定当前叶片绿色区域面积进行确认得到标准叶片大小s；

20、步骤s35：在随后的植株生长过程中，叶片大小确认模块不断根据叶片识别模块的画面信息对叶片的面积进行确认得到某植株上的叶片平均大小s当；

21、步骤s36：叶片大小确认模块用某植株上的叶片平均大小s当与标准叶片大小s的比值确认得到植株生长过程中的实时叶片大小。

22、根据上述技术方案，所述步骤s33中当前植株植物生长时的长势形态合理大小程度的确认公式为：

23、

24、其中，w正为植株的长势形态与标准长势形态的大小比例值，w为建立的标准长势形态面积值，k为合理大小程度转换系数，q为长势形态合理大小程度值，式中大小比例值与长势形态合理大小程度值成正比，当大小比例值越大时，表明长势越茂盛，植物生长时营养较充足，且未受病虫害危害，反之当大小比例值越小时，表明长势弱小，则植物生长时营养较不充足，或受病虫害危害。

25、根据上述技术方案，所述步骤s36中植株生长过程中的实时叶片大小确认公式为：

26、

27、其中，x为植株生长过程中的实时叶片平均大小值，式中当某植株上的叶片平均大小越大时，表明叶片营养充足，植物生长时营养较充足，且未受病虫害危害，反之则营养越不充足或受病虫害危害，当某植株上的叶片平均大小为0时，则监察不到叶片，则表明当前植株已经枯萎或无植株，植物生长时的健康状况为0。

28、根据上述技术方案，所述步骤s4中进一步包括以下步骤：

29、步骤s41：当叶片大小确认模块实时测得叶片平均大小值x≥80％时，但形态判断模块测得长势形态合理大小程度值q小于50％时，情况判断模块判断此时植株长势残缺，但不存在营养不良或病虫害危害，湿地植被存在希望碳含量不足的问题，触发电信号至喷洒量控制模块，对不合理长势的植株进行位置标记，自动使碳缺失滨海湿地区域变为碳丰富的状态，利用喷洒量控制模块评估滨海湿地区域碳含量时电信号调节碳含量评估模块，使无人机储备碳源在滨海湿地区域碳含量评估过程中小剂量跟随喷洒；

30、步骤s42：当叶片大小确认模块实时测得叶片平均大小值10％≤x<80％时，情况判断模块判断此时植株产生叶片营养不良或受病虫害危害，湿地植被希望植被保持正常生长情况且又不希望无人机能耗太高，触发电信号至喷洒量控制模块，对不合理长势的植株进行位置标记，自动使碳缺失滨海湿地区域变为碳丰富程度，同时调节无人机速度减小至当前设定速度的50％，供湿地植被接受加大剂量的外源物质喷洒过程；

31、步骤s43：当叶片大小确认模块实时测得叶片平均大小值0％≤z<10％时，情况判断模块判断此时植株已经枯萎，则电信号传输喷洒调节模块关闭无人机的外源物质喷洒，节约碳储备且避免干扰植株正常生长。

32、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过红外成像画面实时追踪锁定植株的叶片和扫描下方的各个植株，来判断植株的生长状况和营养状况，从而得出湿地植被碳含量状况，当叶片大小确认模块实时测得叶片平均大小值，根据碳含量状况控制外源物质的喷洒，从而对植被碳含量进行准确的补充。