一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，所述防控系统将毛竹植被设为目标植被，将周边的非毛竹植被设为非目标植被；通过遥感观测技术，监控目标植被与非目标植被随时间的变化情况，从而判断多个关注区域是否发生毛竹失控扩张的情况或趋势；并进一步的，利用大数据统计，包括统计关注区域的多个环境参数，使用机器深度学习方法建立扩张模块，预测毛竹植被可能发生的扩张情况，从而给予防控单位做出应对策略。予防控单位做出应对策略。予防控单位做出应对策略。

【技术实现步骤摘要】
一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统


[0001]本专利技术涉及生物防控
具体而言，涉及一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统。

技术介绍

[0002]毛竹在我国中国栽培悠久、面积最广、经济价值也最重要的竹种。毛竹可以应用于建筑、工业生产、工艺品生产、食品行业等多个领域，其经济价值显著，因此我国具有不少人工的或者天然的大型毛竹林地，用于进行毛竹养殖。然而亦由于毛竹的生长速度和扩张速度十分迅速，若无限制地任其占用的林地向外扩张，会导致次生常绿阔叶林群落组成和结构简化、物种多样性下降，对森林生态系统功能产生负面影响。因此需要提出相关的生物防控方案来应对毛竹肆意扩张的问题。
[0003]查阅相关已公开技术方案，公开号为CN112544351(A)的技术方案提出使用一种芝麻浸提液浇灌毛竹苗木的方法有效降低毛竹的光合作用效率，从而调控毛竹生长的速率；公开号为CN112712087(A)的技术方案提供一种植物入侵生态学研究的便携取样装置，有效提高了对入侵植物的研究工作效率；公开号为CN112307992(A)的技术方案提出一种利用无人机进行红树植物自动识别的方法，有效地对红树林地进行生长方面的监控和测定。以上技术方案对毛竹林扩长和生物防控方面具有一定指导意义，但还需要对相关领域的技术效果作进一步的提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，利用毛竹林地现场采样的样本大数据，结合地理信息系统，对毛竹扩张的速度与方向进行测定，计算并提供相应的防控对策给予相关领域人员采取实际措施。r/>[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，所述防控系统包括第一植被监测模块、第二植被监测模块、第三监测模块、地理配准模块、计算模块和控制模块；
[0007]所述第一植被监测模块用于监测目标植被的生长情况；
[0008]所述第二植被监测模块用于监测所述目标植的邻近的非目标植被的生长情况；
[0009]所述第三监测模块包括多个传感器，用于监测多个环境数据；
[0010]所述地理配准模块用于将基于多个时间序列的测量数据进行位置坐标与时间序列的匹配；
[0011]所述计算模块基于获得的多个环境数据建立扩张模型；
[0012]所述控制模块通信连接所述第一植被监测模块、所述第二植被监测模块、所述第三监测模块、所述地理配准模块以及所述计算模块，执行对所述防控系统的总体控制；
[0013]所述第一植被监测模块以及所述第二植被监测模块包括：
[0014]采用卫星遥感技术对植被进行近红外光波段以及红外光波段的探测；
[0015]采用实地测定植被环境的方式，修正所述计算模块的输入数据，修正所述地理配准模块的配准算法，以及卫星遥感技术使用的光谱段；
[0016]所述的卫星遥感技术包括采用近红外波段TM432与波段SPOT5的组合，计算观测范围内的多个灰度值，从而区分目标植被与非目标植被；
[0017]对观测范围进行网格划分，计算每个网格内目标植被与非目标植被的面积占比；将面积占比符合指定数值的网格设定为关注网格；
[0018]进一步的，提高对所述关注网格的监测频次，并计算每统计周期所述目标植被与所述非目标植被的面积占比的变化以及变化率；
[0019]对所述目标网格加入所述第三监测模块，获取所述目标网格在多个时间序列下的多个环境数据；
[0020]对所述计算模块输入基于时间序列的所述第一植被监测模块、所述第二植被监测模块的监测数据，用于计算所述目标植被的占有率变化；进一步，对所述计算模块输入所述第三监测模块的多个监测数据，建立所述目标植被基于时间序列的扩张模型；
[0021]所述计算模块基于深度学习的卷积神经网络进行所述扩张模型的建立；所述计算模块包括使用线性拉伸对所述第三监测模块的监测数据进行归一化处理。
[0022]本专利技术所取得的有益效果是：
[0023]1.本专利技术的防控系统利用遥感技术结合实地测定的方式，确定遥感技术的观测数据与实际数据的差异，从而修正自动化监测模块的观测数据；
[0024]2.本专利技术的防控系统包括监测毛竹植被与邻近植被的变化情况，确定毛竹与其他植物植被，以及非植物区域的变化情况，从而确定毛竹的扩张情况，或者是植被转化为非植被的情况；
[0025]3.本专利技术的防控系统包括结合关注区域的环境数据，建立毛竹的扩张数学模型，对毛竹的进一步扩张情况进行预测，从而提早做出应对策略；
[0026]4.本专利技术的软、硬件布局需求基于模块化设计，可在技术更新和修改阶段方便地进行切换和升级，有利于今后技术方案的优化和升级。
附图说明
[0027]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0028]图1为所述防控系统的组成示意图；
[0029]图2为毛竹扩张过程示意图；
[0030]图3为毛竹与其他植物对多个光谱段的反射数值的示意图；
[0031]图4为所述遥感观测影像的示意图；
[0032]图5为所述目标植被与非目标植被占比的示意图；
[0033]附图编号说明：101
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第一植被监测模块；102
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第二植被监测模块；103
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第三监测模块；104
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地理配准模块；105
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计算模块；106
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控制模块；201
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毛竹；202
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其他植物；203
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毛竹地下茎。
具体实施方式
[0034]为了使得本专利技术的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书、本专利技术的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
[0035]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0036]实施例一：
[0037]如附图1，一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，所述防控系统包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，其特征在于，所述防控系统包括第一植被监测模块、第二植被监测模块、第三监测模块、地理配准模块、计算模块和控制模块；所述第一植被监测模块用于监测目标植被的生长情况；所述第二植被监测模块用于监测所述目标植的邻近的非目标植被的生长情况；所述第三监测模块包括多个传感器，用于监测多个环境数据；所述地理配准模块用于将基于多个时间序列的测量数据进行位置坐标与时间序列的匹配；所述计算模块基于获得的多个环境数据建立扩张模型；所述控制模块通信连接所述第一植被监测模块、所述第二植被监测模块、所述第三监测模块、所述地理配准模块以及所述计算模块，执行对所述防控系统的总体控制。2.根据权利要求1所述一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，其特征在于，所述第一植被监测模块以及所述第二植被监测模块包括：采用卫星遥感技术对植被进行近红外光波段以及红外光波段的探测；采用实地测定植被环境的方式，修正所述计算模块的输入数据，修正所述地理配准模块的配准算法，以及卫星遥感技术使用的光谱段。3.根据权利要求2所述一种利用大数据统计的毛竹扩张生物防控系统，其特征在于，所述的卫星遥感技术包括采用近红外波段TM432与波段SPOT5的组合，计算观测范围内的多个灰度值...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾掌权，宋扬，吴卫红，杨蕊，田育新，肖亚琴，牛艳东，罗佳，马丰丰，邓楠，吴小丽，徐佳娈，宋庆安，姚敏，李晖，袁穗波，尹华，龚自立，
申请(专利权)人：湖南省水资源研究和利用合作中心，
类型：发明
国别省市：