【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信息，特别是涉及一种植被水源涵养量变化监测系统及方法。
技术介绍
1、植被水源涵养量变化监测在实际应用中面临着数据采集与处理的技术难题。由于需要对大范围区域内的植被覆盖状况进行长期连续监测，通常需要部署大量传感器以获取高时空分辨率的监测数据。然而，野外环境复杂多变，传感器易受损且维护困难，导致数据缺失或质量下降。此外，植被水源涵养过程涉及降水、蒸散发、下渗等多个水文要素，各要素之间相互影响，数据量大且关系复杂。如何在设备故障、数据缺失的情况下，仍能获取准确连续的监测数据，并从海量异构数据中提取水源涵养量变化规律，是亟待解决的关键技术问题。同时还需考虑数据质量控制、数据同化、不确定性分析等，以提升监测数据的可靠性和可用性，为流域生态保护和水资源管理提供科学决策依据。因此，提出一种植被水源涵养量变化监测系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种植被水源涵养量变化监测系统及方法，提高植被水源涵养量监测的准确性和时空连续性，为流域水资源管理决策提供科学依据。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种植被水源涵养量变化监测系统，包括：数据获取模块、数据处理模块、异常预警模块；
4、所述数据获取模块，用于获取监测区域的植被覆盖数据、水文要素数据；
5、所述数据处理模块，用于将所述植被覆盖数据、水文要素数据输入水源涵养量估算模型中，输出水源涵养量估计结果，其中，所述水源涵养量估算模型根据所述监测区域的历
6、所述异常预警模块，用于基于所述水源涵养量估计结果进行异常预警和变化趋势预测，完成所述监测区域的植被水源涵养量变化监测。
7、可选地，所述数据获取模块获取所述监测区域的植被覆盖数据、水文要素数据包括：
8、通过采用集合卡尔曼滤波或变分同化技术，将不同时空尺度的遥感数据、气象数据与传感器监测数据进行融合，动态更新水文要素和植被覆盖的时空分布信息。
9、可选地，所述数据处理模块包括模型构建单元、数据分析单元；
10、所述模型构建单元，用于采集监测区域的历史植被类型、面积、气象水文数据并进行处理后，采用水量平衡方程构建所述水源涵养量估算模型；
11、所述数据分析单元，用于将所述植被覆盖数据、水文要素数据输入水源涵养量估算模型中，输出所述水源涵养量估计结果。
12、可选地，对所述监测区域的历史植被类型、面积、气象水文数据进行处理包括数据清洗、标准化、质量评估、数据补全以及数据融合。
13、可选地，构建所述水源涵养量估算模型后，还包括对所述水源涵养量估算模型的估算结果进行不确定性分析，进行所述不确定性分析包括：
14、通过蒙特卡洛模拟技术，对所述水源涵养量估算模型的参数和输入数据进行多次随机抽样，运行所述水源涵养量估算模型，定量评估不确定性对水源涵养量估算结果的影响，并确定水源涵养量变化的置信区间。
15、可选地，基于所述水源涵养量估计结果进行异常预警和变化趋势预测包括：
16、采集连续植被覆盖数据、水文要素数据，获取连续水源涵养量估计结果，并采用自回归积分滑动平均模型进行时间序列分析，使用长短期记忆网络进行机器学习，获取植被水源涵养量的时空变化规律和影响因素；
17、当所述水源涵养量估计结果出现异常变化时，基于所述植被水源涵养量的时空变化规律和影响因素分析异常原因和未来变化趋势，并进行预警。
18、可选地，所述系统还包括可视化展示模块，所述可视化展示模块用于将所述植被覆盖数据、水文要素数据，及对应的水源涵养量估计结果，以及异常预警和变化趋势预测进行交互式图表展示。
19、为进一步实现上述目的，本专利技术还提供了一种植被水源涵养量变化监测方法，包括：
20、获取监测区域的植被覆盖数据、水文要素数据；
21、将所述植被覆盖数据、水文要素数据输入水源涵养量估算模型中，输出水源涵养量估计结果，并基于所述水源涵养量估计结果进行异常预警和变化趋势预测，完成所述监测区域的植被水源涵养量变化监测，其中，所述水源涵养量估算模型根据监测区域的历史植被类型、面积、气象水文数据，采用水量平衡方程构建。
22、本专利技术的有益效果为：
23、本专利技术通过数据清洗和标准化处理海量异构监测数据，采用随机森林或支持向量回归算法建立水文要素与植被水源涵养量的定量关系模型，并利用集合卡尔曼滤波或变分同化技术融合多源数据，动态更新水文要素和植被状况的时空分布信息。本专利技术还引入蒙特卡洛模拟技术进行不确定性分析，采用自回归积分滑动平均模型和长短期记忆网络挖掘植被水源涵养量的变化规律，并通过可视化技术生成交互式图表和空间分布图，能够有效提高植被水源涵养量监测的准确性和时空连续性，为流域水资源管理决策提供科学依据。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，包括：数据获取模块、数据处理模块、异常预警模块；
2.根据权利要求1所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，所述数据获取模块获取所述监测区域的植被覆盖数据、水文要素数据包括：
3.根据权利要求1所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括模型构建单元、数据分析单元；
4.根据权利要求3所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，对所述监测区域的历史植被类型、面积、气象水文数据进行处理包括数据清洗、标准化、质量评估、数据补全以及数据融合。
5.根据权利要求3所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，构建所述水源涵养量估算模型后，还包括对所述水源涵养量估算模型的估算结果进行不确定性分析，进行所述不确定性分析包括：
6.根据权利要求1所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，基于所述水源涵养量估计结果进行异常预警和变化趋势预测包括：
7.根据权利要求1-6任一项所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，所述系统还包括可视化展示
8.一种植被水源涵养量变化监测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，包括：数据获取模块、数据处理模块、异常预警模块；
2.根据权利要求1所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，所述数据获取模块获取所述监测区域的植被覆盖数据、水文要素数据包括：
3.根据权利要求1所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括模型构建单元、数据分析单元；
4.根据权利要求3所述的植被水源涵养量变化监测系统，其特征在于，对所述监测区域的历史植被类型、面积、气象水文数据进行处理包括数据清洗、标准化、质量评估、数据补全以及数据融合。
5.根据权利要求3所述的植被水源...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁有靖，彭红明，赵振，董高峰，李铜邦，李楠，哈伟，莫延龙，潘佩翀，王建辉，
申请(专利权)人：青海九零六工程勘察设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。