【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山植被状态监测，尤其涉及一种矿山修复的植被状态监测方法及系统。
技术介绍
1、矿山开采会破坏地表和土壤结构，使矿石中包含的大量容易淋溶的不稳定重金属矿物被释放出来流向土壤，同时矿山开采产生的大量废石和尾矿含有较高浓度的重金属，这些废石和尾矿在堆放过程中，由于风化和雨水冲刷，其中的重金属会渗入土壤和地下水，造成污染。植被修复属污染防治中的一种有效方法，通过植物根系吸收土壤中的重金属，并将其积累在植物体内，从而减少土壤中的重金属浓度。
2、在矿山植被修复进程中，对于植被以及土壤的采集和分析是保证植被修复效果的关键手段，例如现有技术中公开了一种矿山植被修复监测及成效评估系统，包括无线收发器以及分别安装无线收发器的远程控制器、无人机主体和若干个土壤墒情监测仪；所述远程控制器内部设有成效评估模块，成效评估模块获取回传数据，并将数据通过计算得到成效评估结果。该方案在巡检无人机主体以及土壤墒情监测仪将监测数据分别获取土壤植被的图像数据以及土壤墒情监测数据，并分别通过无线收发器将信息传输给远程控制器；远程控制器通过成效评估模块自动将回传的信息进行分析，进而获得成效评估结果。
3、但上述矿山污染和矿山修复的监测方法的技术方案中，通过采集的数据无法有效确定植被对土体内重金属的吸收效果，进而无法确定是否存在重金属污染扩散的现象，对于矿山的植被状态监测具有局限性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种矿山修复的植被状态监测方法及系统，以解决相关技术中通过
2、为此，一方面，本专利技术提供一种矿山修复的植被状态监测方法，包括：
3、根据矿山的海拔分布划分若干高度区间；
4、将矿山中海拔处于同一高度区间的封闭区域划分为监测区域；
5、采集各监测区域的重金属浓度，并确定处于同一高度区间的若干监测区域的平均重金属浓度；
6、分析随高度区间变化对应的平均重金属浓度的变化趋势，确定矿山是存在污染扩散特征；
7、响应于所述污染扩散特征存在，获取各监测区域的遥感影像并确定各监测区域的ndvi，并确定处于同一高度区间的若干监测区域的平均ndvi；
8、根据各高度区间的平均ndvi确定所述污染扩散特征的成因是否为种植密度差异。
9、具体而言，所述根据各高度区间的平均ndvi确定所述污染扩散特征的成因是否为种植密度差异，具体包括：
10、确定随高度减小，平均ndvi是否逐渐减小，若平均ndvi逐渐减小，判定所述污染扩散特征的成因为种植密度差异。
11、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，若随高度减小，平均ndvi非逐渐减小，获取各监测区域的最大种植密度和最大种植高度，若最大种植密度和最大种植高度均大于对应的阈值，通过无人机对矿山以预设路线进行矿山的地面图像采集；
12、其中，所述预设路线为从山底到山顶的若干可航行路线中，无人机图像采集的覆盖范围内平均种植高度最高的路线。
13、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，根据无人机以预设路线在各高度区间采集的地面图像，确定预设路线上各高度区间的地面植被面积。
14、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，确定地面植被面积是否随高度逐渐减小，若是，判定所述污染扩散特征的成因为种植密度差异。
15、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，所述采集各监测区域的重金属浓度包括；
16、在监测区域内布设若干采样点，在采样点采集土壤样本；
17、检测土壤样本中的重金属浓度；
18、基于不同采样点的重金属浓度计算平均值作为该监测区域的重金属浓度。
19、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，所述污染扩散特征通过以下步骤确定，
20、计算相邻高度区间的浓度差异值；
21、根据浓度差异值计算浓度梯度值；
22、将浓度梯度值与预设梯度值比对，若浓度梯度值大于预设梯度值，判定所述污染扩散特征存在；
23、其中，所述预设梯度值大于0。
24、作为矿山修复的植被状态监测方法的优选技术方案，在所述根据矿山的海拔分布划分若干高度区间中，各高度区间等距。
25、另一方面，本专利技术提供一种矿山修复的植被状态监测系统，应用上述任一方案中的矿山修复的植被状态监测方法，包括：
26、区域划分模块，用于获取矿山的海拔分布以及监测区域的划分；
27、采集模块，与所述区域划分模块连接，用以采集各监测区域的重金属浓度、遥感影像，以及矿山的地面图像；
28、趋势判定模块，与所述采集模块连接，用于分析随高度区间变化对应的平均重金属浓度的变化趋势，确定矿山是否存在污染扩散特征；
29、分析输出模块，分别与所述采集模块和所述趋势判定模块连接，所述分析输出模块响应于所述污染扩散特征存在，结合监测区域的遥感图像和地面图像确定污染扩散特征的成因，并输出分析结果和分析过程。
30、作为矿山修复的植被状态监测系统的优选技术方案，所述矿山的地面图像通过无人机获取，所述矿山修复的植被状态监测系统还包括路径规划模块，所述路径规划模块用于确定无人机采集地面图像的航行路线。
31、本专利技术的有益效果为：
32、本专利技术提供一种矿山修复的植被状态监测方法，能够通过系统化的高度区间划分、重金属浓度监测与植被密度分析，全面评估矿山生态修复过程中植被状况和污染扩散特征。通过在不同高度区间内监测重金属浓度，并结合遥感技术获取的植被ndvi，可以有效识别矿山污染扩散的空间分布规律，并进一步分析污染扩散的潜在成因，尤其是植被密度差异对污染扩散的影响。结合了海拔、重金属含量与植被健康状态的多维度监测，能够更精确地评估矿山区域的生态恢复情况，及时识别出可能存在的污染扩散趋势，并为污染控制措施和植被修复策略提供科学依据。通过高效的数据采集与分析手段，提升了监测的精度和全面性，尤其适用于大型矿山区域的生态评估与恢复监控，为矿山生态管理提供了一种更加智能和精准的解决方案。
33、进一步地，本专利技术提出的污染扩散特征能够有效地展现出矿山的重金属是否存在向下扩散的趋势，并在该趋势存在时，验证扩散成因，对于污染扩散特征，其可能是由于雨水冲刷、土体流失造成的重金属向下扩散，也可能是植被种植时由于地形因素植被分布不均，导致不同高度植被对于重金属的吸收不同，偶然展现出的扩散现象，本专利技术结合遥感图像对该现象进行识别，能够便于对矿山植被状态的进一步了解，以及结合本专利技术详尽的监测数据采取更适合的调整措施以避免重金属污染的进一步扩散。
34、进一步地，本专利技术对于监测区域的划分具有较优的可分析性，划分依据为处于同一高度区间的封闭区域，如此划分的监测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，所述根据各高度区间的平均NDVI确定所述污染扩散特征的成因是否为种植密度差异，具体包括：
3.根据权利要求2所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，若随高度减小，平均NDVI非逐渐减小，获取各监测区域的最大种植密度和最大种植高度，若最大种植密度和最大种植高度均大于对应的阈值，通过无人机对矿山以预设路线进行矿山的地面图像采集；
4.根据权利要求3所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，根据无人机以预设路线在各高度区间采集的地面图像，确定预设路线上各高度区间的地面植被面积。
5.根据权利要求4所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，确定地面植被面积是否随高度逐渐减小，若是，判定所述污染扩散特征的成因为种植密度差异。
6.根据权利要求1所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，所述采集各监测区域的重金属浓度包括；
7.根据权利要求1所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于
8.根据权利要求1所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，在所述根据矿山的海拔分布划分若干高度区间中，各高度区间等距。
9.一种矿山修复的植被状态监测系统，其特征在于，应用权利要求1-8任一项所述的矿山修复的植被状态监测方法，包括：
10.根据权利要求9所述的矿山修复的植被状态监测系统，其特征在于，所述矿山的地面图像通过无人机获取，所述矿山修复的植被状态监测系统还包括路径规划模块，所述路径规划模块用于确定无人机采集地面图像的航行路线。
...【技术特征摘要】
1.一种矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，所述根据各高度区间的平均ndvi确定所述污染扩散特征的成因是否为种植密度差异，具体包括：
3.根据权利要求2所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，若随高度减小，平均ndvi非逐渐减小，获取各监测区域的最大种植密度和最大种植高度，若最大种植密度和最大种植高度均大于对应的阈值，通过无人机对矿山以预设路线进行矿山的地面图像采集；
4.根据权利要求3所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，根据无人机以预设路线在各高度区间采集的地面图像，确定预设路线上各高度区间的地面植被面积。
5.根据权利要求4所述的矿山修复的植被状态监测方法，其特征在于，确定地面植被面积是否随高度逐渐减小，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李守庆，闫安，王怀静，韩劲松，陈晓青，郑懿珉，杜慧科，李策，李大鹏，赵智嵘，
申请(专利权)人：天津市地质工程勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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