一种基于生态数据分析的植物生长风险评估系统的制作方法

本发明涉及植物生长风险评估，尤其涉及一种基于生态数据分析的植物生长风险评估系统。

背景技术：

1、随着人们生活水平的不断提高，苗木种植行业的发展速度逐渐提升，而随着科技的发展和劳动人口的逐渐减少，我国的苗木产业由传统的老苗木园模式逐渐向规模化、标准化、现代化苗木园的方向发展，在农业中添加了现代化元素能大大提高农业生产能力；

2、但是，现代化户外种植苗木的方式，存在监管力度低和精准性差的问题，无法精准判断土壤对苗木生长的影响等级，极易造成土壤治理效果差，因而造成苗木成活率低的现象，不利于苗木的正常生长，且无法对采集的数据准确性进行验证，极易出现分析结果异常的问题，进而无法合理、精准的根据土壤因素综合评估苗木生长风险情况，极易造成管理不当的问题，降低苗木的成活率；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于生态数据分析的植物生长风险评估系统，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过从土质和苗木自身生成状态两个角度进行深入式分析，且通过深入式、符号的标定以及公式化的方式进行全面、递进式分析，判断土壤对苗木生长的影响等级，进而及时的对土壤进行治理，有助于苗木的正常生长，提高苗木的成活率，并判断苗木种植区苗木整体生成情况是否正常，以提高对苗木的监管力度，同时根据外部土壤影响系数和自身生长状态系数两个维度综合评估户外苗木种植区内苗木整体的生长风险等级，进而合理、有效的对苗木的生长进行管理，提高户外苗木种植区内苗木的成活率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于生态数据分析的植物生长风险评估系统，包括生长评估平台，土质监管反馈单元、生长状态监管单元、验证校准分析单元、评估分析单元、预警单元以及管理单元；

3、当生长评估平台生成运行指令时，并将运行指令发送至土质监管反馈单元和生长状态监管单元，土质监管反馈单元在接收到运行指令时，立即采集苗木种植区的土壤数据，土壤数据包括土壤的湿度值、含氧值以及重金属含量值，并对土壤数据进行分析，将得到的风险信号发送至验证校准分析单元，土壤影响系数tw经生长评估平台发送至评估分析单元，并将得到的一级影响信号、二级影响信号以及三级影响信号发送至预警单元；

4、验证校准分析单元在接收到风险信号后，立即采集风险区域内各个湿度传感器的运行温度值，并对运行温度值进行分析，将得到的异常信号发送至土质监管反馈单元；

5、生长状态监管单元在接收到运行指令时，采集苗木的状态数据，状态数据包括苗木的生成高度和苗木的枯叶值，并对状态数据进行分析，并将得到的治理信号和正常信号经生长评估平台发送至管理单元；

6、评估分析单元在接收到土壤影响系数tw时，立即对土壤影响系数tw进行深入式分析，并将得到的一级生长风险信号、二级生长风险信号以及三级生长风险信号发送至预警单元，预警单元在接收到一级生长风险信号、二级生长风险信号以及三级风险信号后，立即做出一级生长风险信号、二级生长风险信号以及三级风险信号所对应的预设预警方案。

7、优选的，所述土质监管反馈单元的土壤数据分析过程如下：

8、步骤一：采集到户外苗木种植区苗木种植后一段时间的时长，并将其标记为时间阈值，将苗木种植区域划分为k个子区域块，k为大于零的自然数，在各个子区域块内设置湿度采集点，获取到时间阈值内各个子区域块湿度采集点所采集的湿度值，并将湿度值与预设湿度值区间进行比对分析，将湿度值位于预设湿度值区间之外所对应的区域标记为风险区域，同时生成风险信号，将湿度值位于预设湿度值阈值之内所对应的区域标记为正常区域，获取到风险区域和正常区域的个数，以此获取到风险区域的个数与正常区域的个数的比值，并将其标记为土壤湿度比ts；

9、步骤二：获取到时间阈值内各个子区域块中土壤的含氧值，获取到含氧值小于预设含氧值阈值所对应的子区域块，并将其标记为缺氧区域块，获取到时间阈值内缺氧区域块的平均含氧值，并将平均含氧值与预设达标平均含氧值阈值进行比对分析，进而获取到平均含氧值少于预设达标平均含氧值阈值的部分，并将其标记为风险缺氧值，同时获取到缺氧区域块的总个数，并将缺氧区域块的总个数与风险缺氧值的积标记为风险含氧系数fo；

10、步骤三：获取到时间阈值内各个子区域块中土壤的重金属含量值，获取到重金属含量值超出预设重金属含量值阈值所对应的部分，并将其标记为重金属污染值，构建重金属污染值的集合b，获取到集合b中的最大子集和最小子集，并将最大子集和最小子集之间的差值标记为最大金属污染跨度值zw。

11、优选的，所述土质监管反馈单元的土壤数据比对分析过程如下：

12、并经过公式得到土壤影响系数tw，并将土壤影响系数tw与其内部录入存储的预设土壤影响系数区间进行比对分析：

13、若土壤影响系数tw大于预设土壤影响系数区间中的最大值，则生成一级影响信号；

14、若土壤影响系数tw位于预设土壤影响系数区间之内，则生成二级影响信号；

15、若土壤影响系数tw小于预设土壤影响系数区间中的最小值，则生成三级影响信号。

16、优选的，所述验证校准分析单元的运行温度值分析过程如下：

17、获取到时间阈值内风险区域内各个湿度传感器的运行温度值，并将运行温度值与其内部录入存储的预设运行温度值阈值进行比对分析，若运行温度值大于等于预设运行温度值阈值，则获取到运行温度值超出预设运行温度值阈值所对应的湿度传感器在时间阈值内的工作电流变化曲线图，并从工作电流变化曲线图中获取到湿度传感器的最大工作电流值，并将最大工作电流值与其内部录入存储的预设安全工作电流值进行比对分析：

18、若最大工作电流值小于等于预设安全工作电流值，则不生成任何信号；

19、若最大工作电流值大于预设安全工作电流值，则生成异常信号。

20、优选的，所述生长状态监管单元的状态数据分析过程如下：

21、第一步：获取到时间阈值内各个子区域块内各个苗木的生成高度，进而获取到各个子区域块内各个苗木去除最大生成高度和最小生成高度后的均值，并将其标记为整合生成高度值，标号为gdi，构建整合生成高度值gdi的集合a{gd1，gd2，gd3，...，gdi}，进而获取到时间阈值内集合a中的最大子集和最小子集，并将最大子集和最小子集之间的差值标记为最大整合高度值zg；

22、第二步：获取到时间阈值内各个子区域块内各个苗木的枯叶值，枯叶值指的是苗木树叶颜色带有黄色的叶子，进而获取到各个子区域块内苗木的平均枯叶值，构建平均枯叶值的集合b，获取到集合b中平均枯叶值大于预设平均枯叶值阈值所对应子集的个数，以此获取到大于预设平均枯叶值阈值所对应子集的总个数与所有子集的比值，并将其标记为异常比yb，并将最大整合高度值zg和异常比yb与其内部录入存储的预设最大整合高度值阈值和预设异常比阈值进行比对分析：

23、若最大整合高度值zg小于预设最大整合高度值阈值，且异常比yb小于预设异常比阈值，则生成正常信号；

24、若最大整合高度值zg大于等于预设最大整合高度值阈值，或异常比yb大于等于预设异常比阈值，则生成治理信号。

25、优选的，所述评估分析单元的土壤影响系数tw深入式分析过程如下：

26、s1：获取到时间阈值内土壤影响系数tw，同时从生长状态监管单元调取最大整合高度值zg和异常比yb，并经过公式得到生长状态系数sz；

27、s2：并经过公式得到生长风险评估系数，其中，c1和c2分别为生长状态系数和土壤影响系数的预设比例因子系数，c1和c2均为大于零的正数，c3为预设偏差补偿系数，取值为1.968，p为生长风险评估系数，并将生长风险评估系数p与其内部录入存储的预设生长风险评估系数区间进行比对分析：

28、若生长风险评估系数p大于预设生长风险评估系数区间中的最大值，则生成一级生长风险信号；若生长风险评估系数p位于预设生长风险评估系数区间之内，则生成二级生长风险信号；若生长风险评估系数p小于预设生长风险评估系数区间中的最小值，则生成三级生长风险信号。

29、本发明的有益效果如下：

30、(1)本发明通过从土质和苗木自身生成状态两个角度进行深入式分析，且通过深入式、符号的标定以及公式化的方式进行全面、递进式分析，判断土壤对苗木生长的影响等级，进而及时的对土壤进行治理，有助于苗木的正常生长，提高苗木的成活率，并判断苗木种植区苗木整体生成情况是否正常，以提高对苗木的监管力度，同时根据外部土壤影响系数和自身生长状态系数两个维度综合评估户外苗木种植区内苗木整体的生长风险等级，进而合理、有效的对苗木的生长进行管理，提高户外苗木种植区内苗木的成活率；

31、(2)且通过数据反馈、比对式的分析方式对数据进行验证校准，判断土壤湿度采集的湿度传感器是否存在故障，有助于及时的对异常湿度传感器进行维护，同时将存在故障的湿度传感器所对应的湿度值删除，并对异常信号所对应的风险区域重新进行数据采集，以保证数据分析的准确性和有效性。