一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法及管理分析系统

1.本发明属于植物绿化领域，涉及荒漠修复技术，具体是一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法及管理分析系统。


背景技术：

2.绿化是指栽种植物以改善环境的活动。绿化指的是栽植防护林、路旁树木、农作物以及居民区和公园内的各种植物等。绿化包括国土绿化、城市绿化、四旁绿化和道路绿化等。绿化可改善环境卫生并在维持生态平衡方面起多种作用。
3.现有技术中，荒漠生态修复措施和方式往往处于荒漠形成阶段，可见，现有的荒漠生态修复并没有建立起合理的预警防治制度，没有结合区域的环境因素、污染因素等因素对荒漠化做到及时预警，为此，我们提出一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法及管理分析系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法及管理分析系统。
5.本发明所要解决的技术问题为：
6.(1)如何有效结合区域的环境因素、污染因素等因素，建立合理化的荒漠预警防治制度。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种基于植物绿化的荒漠生态修复管理分析系统，包括数据采集模块、生态圈定模块、环境监测模块、污染监测模块、荒漠鉴定模块、用户终端以及服务器，所述数据采集模块用于地面的图片数据、环境数据、污染数据并发送至服务器，所述服务器将图片数据发送至生态圈定模块、将环境数据发送至环境监测模块、将污染数据发送至污染监测模块；所述生态圈定模块用于对地面进行荒漠鉴定，得到生态区域的生态级别和对应的生态系数α，所述生态圈定模块将生态区域的生态级别以及对应的生态系数反馈至服务器，所述环境监测模块用于对生态区域的环境进行监测，监测得到生态区域的外部影响值wyu和内部影响值nyu，所述环境监测模块将生态区域的内部影响值和外部影响值反馈至服务器；所述污染监测模块用于对生态区域的污染进行监测，监测得到生态区域的污染影响值wryu，所述污染监测模块将生态区域的污染影响值反馈至服务器，所述服务器将生态区域的生态系数、外部影响值、内部影响值和污染影响值发送至荒漠鉴定模块，所述荒漠鉴定模块用于对生态区域的生态情况进行鉴定，鉴定生态区域为生态安全区域、生态考察区域或生态修复区域；
9.所述荒漠鉴定模块将生态安全区域、生态考察区域和生态修复区域反馈至服务器，所述服务器接收到生态修复区域时生成生态修复信号加载至生态修复模块，所述生态修复模块用于对对应的生态区域进行荒漠修复，所述服务器接收到生态考察区域时生成生态考察信号加载至用户终端，所述用户终端处的工作人员接收到生态考察信号后用于对对
应的生态区域进行生态考察。
10.进一步地，图片数据为地面的拍摄图片；环境数据为地面的温度值、湿度值、光照值、风力值、植被数和土壤表观黏度；污染数据为地面的沙尘暴次数、放牧次数、矿采次数和人员走动次数。
11.进一步地，所述生态圈定模块的工作过程具体如下：
12.步骤一：将地面划分为若干个生态区域u，u＝1，2，
……
，z，z为正整数；获取每个生态区域的图片数据；
13.步骤二：生态区域的图片数据放置在背景为全黑的区域，对图片数据进行二进制处理得到二进制图像；
14.步骤三：计算生态区域的面积，去除生态区域图片数据中的杂点，得到生态区域图片数据中每个颜色的像素点；
15.步骤四：统计每个生态区域图片数据的绿色像素点占比lzbu；
16.步骤五：若lzbu＜x1，则将生态区域的生态级别为三级生态级别，并设定生态系数α；
17.若x1≤lzbu＜x2，则将生态区域的生态级别为二级生态级别，并设定生态系数α；
18.若x2≤lzbu，则将生态区域的生态级别为一级生态级别，并设定生态系数α；其中，x1和x2均为黄色像素点占比阈值，且x1＜x2。
19.进一步地，三级生态级别的第一评定系数小于二级生态级别的生态系数，二级生态级别的第一评定系数小于一级生态级别的生态系数。
20.进一步地，所述环境监测模块的监测过程具体如下：
21.步骤s1：获取生态区域的天气预报数据，得到生态区域中未来十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值；
22.步骤s2：十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值相加求和取平均值后得到生态区域的温度均值jwdu、湿度均值jsdu、降雨均值jjyu、光照均值jgzu和风力均值jflu；
23.步骤s3：通过公式计算得到生态区域的外部影响值wyu；式中，a1、a2和a3均为固定数值的比例系数，且a1、a2和a3的取值均大于零，e为自然常数；
24.步骤s4：获取生态区域当前的植被数，并将植被数标记为zbu；通过土壤黏性测定仪获取生态区域的土壤表观黏度，并将土壤表观黏度标记tnu；将植被数zbu和土壤表观黏度tnu代入计算式计算得到生态区域的内部影响值nyu，计算式具体如下：
25.式中，a4和a5均为固定数值的比例系数，且a4和a5的取值均大于零。
26.进一步地，所述污染监测模块的监测步骤具体如下：
27.步骤ss1：获取生态区域的沙尘暴次数，并将沙尘暴次数标记为scu；获取生态区域的放牧次数，并将放牧次数标记为fmu；
28.步骤ss2：获取生态区域的矿采次数，并将矿采次数标记为kcu；获取生态区域的人
员走动数，并将人员走动数标记为rzu；
29.步骤ss3：通过公式wryu＝scu
×
b1+fmu
×
b2+kcu
×
b3+rzu
×
b4计算得到生态区域的污染影响值wryu；式中，b1、b2、b3和b4均为固定数值的权重系数，且b1、b2、b3和b4的取值均大于零。
30.进一步地，所述荒漠鉴定模块的鉴定过程具体如下：
31.步骤p1：获取上述计算得到的生态系数α、外部影响值wyu、内部影响值nyu和污染影响值wryu；
32.步骤p2：结合公式计算得到生态区域的荒漠鉴定值hju；式中，c1、c2和c3均为固定数值的比例系数，且c1、c2和c3的取值均大于零；
33.步骤p3：荒漠鉴定值hju比对荒漠鉴定阈值；
34.步骤p4：若hju＜y1，则生态区域为生态安全区域；
35.若y1≤hju＜y2，则生态区域为生态考察区域；
36.若y2≤hju，则生态区域为生态修复区域；其中，y1和y2均为荒漠鉴定阈值，且y1＜y2。
37.一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法，方法包括以下具体步骤：
38.步骤一，利用生态圈定模块对地面进行荒漠鉴定，得到生态区域的生态级和对应的生态系数；
39.步骤二，环境监测模块对生态区域的环境进行监测，得到生态区域的外部影响值和内部影响值，污染监测模块对生态区域的污染进行监测，得到生态区域的污染影响值；
40.步骤三，生态区域的生态系数、外部影响值、内部影响值和污染影响值发送至荒漠鉴定模块，荒漠鉴定模块对生态区域的生态情况进行鉴定，判定生态区域为生态安全区域、生态考察区域或生态修复区域；
41.步骤四，若生态区域为生态修复区域，则通过生态修复模块对生态区域进行荒漠修复，若生态区域为生态考察区域，则通过用户终端对生态区域进行生态考察；
42.步骤五，围绕荒漠化生态区域的周边区域建立植被防护带，植被防护带建立定期的养护措施；
43.步骤六，采用由外向内的构造方式，植被防护带呈递进式向荒漠化生态区域中心区域建立。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
45.1、本发明利用生态圈定模块对地面进行荒漠鉴定，得到生态区域的生态级和对应的生态系数，并结合环境监测模块对生态区域的环境进行监测得到生态区域的外部影响值和内部影响值，结合污染监测模块对生态区域的污染进行监测，得到生态区域的污染影响值，而后通过荒漠鉴定模块对生态区域的生态情况进行鉴定，判定生态区域为生态安全区域、生态考察区域或生态修复区域，本发明结合区域的环境因素、污染因素等因素，建立合理化的荒漠预警防治制度；
46.2、本发明中生态区域为生态修复区域时，通过生态修复模块对生态区域进行荒漠修复，围绕荒漠化生态区域的周边区域建立植被防护带，植被防护带建立定期的养护措施，有效防止荒漠化的外延和加剧，在植被防护带稳定后，采用由外向内的方式，植被防护带呈
递进式向荒漠化生态区域中心区域建立。
附图说明
47.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
48.图1为本发明的整体系统框图；
49.图2为本发明的工作流程图框图。
具体实施方式
50.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
51.请参阅图1所示，一种基于植物绿化的荒漠生态修复管理分析系统，包括数据采集模块、生态圈定模块、环境监测模块、污染监测模块、荒漠鉴定模块、用户终端以及服务器；
52.所述数据采集模块用于地面的图片数据、环境数据、污染数据，并将图片数据、环境数据、污染数据发送至服务器，本实施例中的地面特指潜在发生荒漠的区域，所述服务器将图片数据发送至生态圈定模块，所述服务器将环境数据发送至环境监测模块，所述服务器将污染数据发送至污染监测模块；
53.其中，图片数据为地面的拍摄图片；环境数据为地面的温度值、湿度值、光照值、风力值、植被数、土壤表观黏度等；污染数据为地面的沙尘暴次数、放牧次数、矿采次数、人员走动次数等；
54.所述生态圈定模块接收到服务器发送的图片数据后，所述生态圈定模块用于对地面进行荒漠鉴定，工作过程具体如下：
55.步骤一：将地面划分为若干个生态区域u，u＝1，2，
……
，z，z为正整数；获取每个生态区域的图片数据；
56.步骤二：生态区域的图片数据放置在背景为全黑的区域，通过opencv对图片数据进行二进制处理得到二进制图像；
57.步骤三：通过cvcontourarea计算得到生态区域的面积，去除生态区域图片数据中的杂点，通过cvget2d()获取得到生态区域图片数据中每个颜色的像素点pixel；其中pixel.val0.……
1.……
[2]分别表示rgb通道值；
[0058]
步骤四：统计每个生态区域图片数据的绿色像素点占比lzbu；
[0059]
步骤五：若lzbu＜x1，则将生态区域的生态级别为三级生态级别，并设定生态系数α；
[0060]
若x1≤lzbu＜x2，则将生态区域的生态级别为二级生态级别，并设定生态系数α；
[0061]
若x2≤lzbu，则将生态区域的生态级别为一级生态级别，并设定生态系数α；其中，x1和x2均为黄色像素点占比阈值，且x1＜x2；
[0062]
需要具体说明的是，三级生态级别的第一评定系数小于二级生态级别的生态系数，二级生态级别的第一评定系数小于一级生态级别的生态系数；
[0063]
所述生态圈定模块将生态区域的生态级别以及对应的生态系数反馈至服务器，所
述环境监测模块用于对生态区域的环境进行监测，监测过程具体如下：
[0064]
步骤s1：获取生态区域的天气预报数据，得到生态区域中未来十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值；
[0065]
步骤s2：十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值相加求和取平均值后得到生态区域的温度均值jwdu、湿度均值jsdu、降雨均值jjyu、光照均值jgzu和风力均值jflu；
[0066]
步骤s3：通过公式计算得到生态区域的外部影响值wyu；式中，a1、a2和a3均为固定数值的比例系数，且a1、a2和a3的取值均大于零，e为自然常数；
[0067]
步骤s4：获取生态区域当前的植被数，并将植被数标记为zbu；通过土壤黏性测定仪获取生态区域的土壤表观黏度，并将土壤表观黏度标记tnu；将植被数zbu和土壤表观黏度tnu代入计算式计算得到生态区域的内部影响值nyu，计算式具体如下：
[0068]
式中，a4和a5均为固定数值的比例系数，且a4和a5的取值均大于零；
[0069]
所述环境监测模块将生态区域的内部影响值和外部影响值反馈至服务器；所述污染监测模块用于对生态区域的污染进行监测，监测步骤具体如下：
[0070]
步骤ss1：获取生态区域的沙尘暴次数，并将沙尘暴次数标记为scu；获取生态区域的放牧次数，并将放牧次数标记为fmu；
[0071]
步骤ss2：获取生态区域的矿采次数，并将矿采次数标记为kcu；获取生态区域的人员走动数，并将人员走动数标记为rzu；
[0072]
步骤ss3：通过公式wryu＝scu
×
b1+fmu
×
b2+kcu
×
b3+rzu
×
b4计算得到生态区域的污染影响值wryu；式中，b1、b2、b3和b4均为固定数值的权重系数，且b1、b2、b3和b4的取值均大于零；
[0073]
所述污染监测模块将生态区域的污染影响值反馈至服务器，所述服务器将生态区域的生态系数、外部影响值、内部影响值和污染影响值发送至荒漠鉴定模块，所述荒漠鉴定模块用于对生态区域的生态情况进行鉴定，鉴定过程具体如下：
[0074]
步骤p1：获取上述计算得到的生态系数α、外部影响值wyu、内部影响值nyu和污染影响值wryu；
[0075]
步骤p2：结合公式计算得到生态区域的荒漠鉴定值hju；式中，c1、c2和c3均为固定数值的比例系数，且c1、c2和c3的取值均大于零；
[0076]
步骤p3：荒漠鉴定值hju比对荒漠鉴定阈值；
[0077]
步骤p4：若hju＜y1，则生态区域为生态安全区域；
[0078]
若y1≤hju＜y2，则生态区域为生态考察区域；
[0079]
若y2≤hju，则生态区域为生态修复区域；其中，y1和y2均为荒漠鉴定阈值，且y1＜y2；
[0080]
所述荒漠鉴定模块将生态安全区域、生态考察区域和生态修复区域反馈至服务器，所述服务器接收到生态修复区域时生成生态修复信号加载至生态修复模块，所述生态修复模块用于对对应的生态区域进行荒漠修复，所述服务器接收到生态考察区域时生成生态考察信号加载至用户终端，所述用户终端处的工作人员接收到生态考察信号后用于对对应的生态区域进行生态考察；
[0081]
一种基于植物绿化的荒漠生态修复管理分析系统，工作时，通过数据采集模块地面的图片数据、环境数据、污染数据，并将图片数据、环境数据、污染数据发送至服务器，本服务器将图片数据发送至生态圈定模块，服务器将环境数据发送至环境监测模块，服务器将污染数据发送至污染监测模块，生态圈定模块对地面进行荒漠鉴定，将地面划分为若干个生态区域，生态区域的图片数据放置在背景为全黑的区域，对图片数据进行二进制处理得到二进制图像，计算得到生态区域的面积，去除生态区域图片数据中的杂点，得到生态区域图片数据中每个颜色的像素点，统计每个生态区域图片数据的绿色像素点占比lzbu，若lzbu＜x1，则将生态区域的生态级别为三级生态级别，并设定生态系数α，若x1≤lzbu＜x2，则将生态区域的生态级别为二级生态级别，并设定生态系数α，若x2≤lzbu，则将生态区域的生态级别为一级生态级别，并设定生态系数α，生态圈定模块将生态区域的生态级别以及对应的生态系数反馈至服务器；
[0082]
通过环境监测模块对生态区域的环境进行监测，获取生态区域的天气预报数据，得到生态区域中未来十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值，十五天的温度值、湿度值、降雨值、光照值和风力值相加求和取平均值后得到生态区域的温度均值jwdu、湿度均值jsdu、降雨均值jjyu、光照均值jgzu和风力均值jflu，通过公式计算得到生态区域的外部影响值wyu，而后获取生态区域当前的植被数zbu和土壤表观黏度tnu，代入计算式计算得到生态区域的内部影响值nyu，环境监测模块将生态区域的内部影响值和外部影响值反馈至服务器；
[0083]
通过污染监测模块对生态区域的污染进行监测，依据生态区域的沙尘暴次数scu、放牧次数fmu、矿采次数kcu和人员走动数rzu，结合公式wryu＝scu
×
b1+fmu
×
b2+kcu
×
b3+rzu
×
b4计算得到生态区域的污染影响值wryu，污染监测模块将生态区域的污染影响值反馈至服务器，服务器将生态区域的生态系数、外部影响值、内部影响值和污染影响值发送至荒漠鉴定模块，通过荒漠鉴定模块对生态区域的生态情况进行鉴定，依据计算得到的生态系数α、外部影响值wyu、内部影响值nyu和污染影响值wryu，结合公式计算得到生态区域的荒漠鉴定值hju，荒漠鉴定值hju比对荒漠鉴定阈值，若hju＜y1，则生态区域为生态安全区域，若y1≤hju＜y2，则生态区域为生态考察区域，若y2≤hju，则生态区域为生态修复区域，荒漠鉴定模块将生态安全区域、生态考察区域和生态修复区域反馈至服务器，服务器接收到生态修复区域时生成生态修复信号加载至生态修复模块，通过生态修复模块对对应的生态区域进行荒漠修复，服务
器接收到生态考察区域时生成生态考察信号加载至用户终端，用户终端处的工作人员接收到生态考察信号后用于对对应的生态区域进行生态考察。
[0084]
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；
[0085]
如公式：
[0086]
由本领域技术人员采集生态区域的植被数和土壤表观黏度，并对植被数、土壤表观黏度设定对应的比例系数；将设定的比例系数和采集的植被数、土壤表观黏度代入公式进行，计算得到生态区域的内部影响值；
[0087]
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
[0088]
基于同一发明的又一构思，请参阅图2所示，现提出一种基于植物绿化的荒漠生态修复方法，其特征在于，方法包括以下具体步骤：
[0089]
步骤一，利用生态圈定模块对地面进行荒漠鉴定，得到生态区域的生态级和对应的生态系数；
[0090]
步骤二，环境监测模块对生态区域的环境进行监测，得到生态区域的外部影响值和内部影响值，污染监测模块对生态区域的污染进行监测，得到生态区域的污染影响值；
[0091]
步骤三，生态区域的生态系数、外部影响值、内部影响值和污染影响值发送至荒漠鉴定模块，荒漠鉴定模块对生态区域的生态情况进行鉴定，判定生态区域为生态安全区域、生态考察区域或生态修复区域；
[0092]
步骤四，若生态区域为生态修复区域，则通过生态修复模块对生态区域进行荒漠修复，若生态区域为生态考察区域，则通过用户终端对生态区域进行生态考察；
[0093]
步骤五，围绕荒漠化生态区域的周边区域建立植被防护带，植被防护带中种植的植被为适宜生态区域种植的植物，植被防护带建立定期的养护措施，防止荒漠化的外延和加剧；
[0094]
步骤六，采用由外向内的构造方式，植被防护带呈递进式向荒漠化生态区域中心区域建立。
[0095]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。