一种自然资源动态监测系统的制作方法

本发明涉及自然资源管理，特别是一种自然资源动态监测系统。

背景技术：

1、随着人类对自然资源的需求日益增长，自然资源的合理开发和保护已成为全球关注的焦点。传统的自然资源监测方法主要依赖人工巡查和定期报告，这种方式不仅效率低下，而且难以及时发现问题；此外，针对自然资源状态的评价多以定性为主，可参与定量的指标比较少，这在很大程度上降低了自然资源规划工作的质量和有效性，还限制了自然资源规划工作的预防能力和补救能力。

2、近年来对地观测技术发展很快，无人机遥感技术的出现和应用在很大程度上弥补了传统自然资源规划手段的不足，提高了自然资源规划人员获取人类活动对生态环境影响的速度、精度，能够做到大范围高分辨率遥感影像的快速获取与有效覆盖；但从这些遥感影像中提取地表覆盖、土地利用等核心要素的分布及变化信息，目前主要还是靠人机交互的方式，耗时费力；现有自动化分类提取技术的速度快，但准确率低，不能满足真实准确可靠的质量要求。

3、为了解决上述技术问题，本领域技术人员公开了一种基于无人机的远程自然资源动态监测方法的专利，其公开号为：cn113780086a；该专利主要是利用无人机进行覆盖搜索，基于无人机覆盖区域建立目标优化函数，利用目标优化函数优化覆盖程度，同时通过无人机实时采集覆盖区域中自然资源的正射影像，然后利用svm分类器对自然资源进行分类识别，从而有效提高无人机监测的准确性和监测效率。

4、然而，上述专利只是通过无人机远程采集监测区域的图像，并利用目标优化函数来判断监测区域内自然资源的覆盖程度，对于监测区域内自然资源所受到的环境影响以及所承受的灾害情况都没有相应的监测机制，也无法预测监测区域内自然资源的发展潜力。因此，无法满足越来越高的自然资源管理工作的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种自然资源动态监测系统。

2、实现上述目的本发明的技术方案为，一种自然资源动态监测系统，该系统包括如下部分：

3、图像数据采集模块，所述图像采集模块利用无人机或者遥感卫星对监测区域进行覆盖式扫描，并接收无人机或者遥感卫星所采集的图像数据，然后将图像数据通过网络上传至云服务器；

4、综合数据采集模块，所述综合数据采集模块包括若干监测基站，若干所述监测基站的监测范围覆盖整个监测区域，每个所述监测基站通过其内置的传感器组来采集其监测范围内的综合数据，并将采集的综合数据通过网络上传至云服务器；

5、云服务器，所述云服务器通过云计算对接收的图像数据和综合数据进行预处理，根据图像数据将整个监测区域分成n个子区域并对n个子区域进行编码，将图像数据和综合数据均作为环境影响因素进行整理并编号，将环境影响因素的编号和其所在的子区域的编码进行关联，然后将子区域编码和环境影响因素传输给本地服务器；

6、本地服务器，所述本地服务器内构建有动态监测函数f，所述本地服务器将接收的子区域编码和环境影响因素代入动态监测函数并得到动态监测函数的输出值；

7、客户端，所述客户端能够登录本地服务器并查询对应时间的动态监测函数的输出值，根据动态监测函数的输出值判断该时间监测区域内自然资源的情况，同时通过查询一段时间内动态监测函数的输出值的变化来预测监测区域内自然资源的发展趋势。

8、所述图像数据包括：植被类型、水资源分布面积和人类活动频率；所述监测基站中的传感器组包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和土壤ph值传感器。

9、所述云服务器根据植被类型分布情况来划分子区域，所述环境影响因素包括：温度数据、湿度数据、光照强度数据、土壤酸碱度数据、水资源分布面积和人类活动频率。

10、所述动态监测函数f的数学表达式为：

11、（1）；

12、式（1）中，fn（xi）为第n个子区域的状态函数，所述n为子区域的数量，m为风险系数，m是根据灾害等级来取值的，m的取值范围是{正整数和0}，s为风险等级，n和n的取值范围均为正整数；

13、将式（1）展开，进而得到式（2）为：

14、（2）；

15、式（2）中，f1（xi）为第一个子区域的状态函数，f2（xi）为第二个子区域的状态函数……fn（xi）为第n个子区域的状态函数。

16、所述第n个子区域的状态函数fn（xi）的表达式为：

17、（3）；

18、式（3）中，xi是第n个子区域中的第i项影响因素，xi，是第n个子区域中的第i项影响因素的标准值，是第i项影响因素的变化幅度，是第i项影响因素的权重系数，的取值范围是{0-1}。

19、所述动态监测函数的输出值包括监测区域的平均状态值和风险评估值两个部分；其中，平均状态值越大，则表明监测区域内自然资源的发展潜力就越小；风险评估值是根据监测区域出现灾害的等级得出的，当监测区域没有灾害时，m的值为0，当监测区域出现灾害时，m的值根据灾害等级来确定。

20、所述本地服务器内设有预警区间，当动态监测函数的输出值不属于预警区间时，所述本地服务器向所述客户端发送预警信息。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、1、本发明申请能够保证自然资源动态监测的准确性和全面性，为自然资源的规划和管理提供可靠的依据；

23、2、本发明申请能够有效的预测监测区域内自然资源的发展前景，能够更好的迎合自然资源规划工作的需要，提高自然资源开发的合理性和可持续性；

24、3、本发明申请能够实时监测自然资源的状况及变化，为管理部门提供及时的信息反馈，同时通过高精度传感器、遥感卫星、无人机等设备的协同工作，实现对自然资源全面、无死角的监测；

25、4、本发明申请利用云计算对数据进行处理和分析，提高数据处理效率和分析准确性，还通过构建动态监测函数来精准地识别自然资源的状况及变化趋势，为自然资源管理部门提供科学依据和决策支持，促进自然资源的合理开发和保护。

技术特征：

1.一种自然资源动态监测系统，其特征在于，该系统包括如下部分：

2.根据权利要求1所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述图像数据包括：植被类型、水资源分布面积和人类活动频率；所述监测基站中的传感器组包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和土壤ph值传感器。

3.根据权利要求2所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述云服务器根据植被类型分布情况来划分子区域，所述环境影响因素包括：温度数据、湿度数据、光照强度数据、土壤酸碱度数据、水资源分布面积和人类活动频率。

4.根据权利要求1所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述动态监测函数f的数学表达式为：

5.根据权利要求4所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述第n个子区域的状态函数fn（xi）的表达式为：

6.根据权利要求4所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述动态监测函数的输出值包括监测区域的平均状态值和风险评估值两个部分；其中，平均状态值越大，则表明监测区域内自然资源的发展潜力就越小；风险评估值是根据监测区域出现灾害的等级得出的，当监测区域没有灾害时，m的值为0，当监测区域出现灾害时，m的值根据灾害等级来确定。

7.根据权利要求1所述的一种自然资源动态监测系统，其特征在于，所述本地服务器内设有预警区间，当动态监测函数的输出值不属于预警区间时，所述本地服务器向所述客户端发送预警信息。

技术总结
本发明涉及自然资源管理技术领域，本发明公开了一种自然资源动态监测系统，该系统主要是针对现有自然资源监测工作中所存在的监测不够全面、准确性低且缺乏预测能力的技术问题，提出了将采集的监测区域的图像数据和综合数据上传到云服务器，经过云计算整理后传入本地服务器，利用本地服务器中构建的动态监测函数得到相应的输出值，工作人员通过输出值可以直观的判断监测区域内自然资源的状态并预测监测区域内自然资源的发展情况的技术方案；该系统为自然资源的监测和管理提供了可靠的依据，保证了自然资源监测工作的准确性和全面性。

技术研发人员：崔红霞,曾雯雯,宋红丽
受保护的技术使用者：山东省国土测绘院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29