草地生态健康监测系统

摘要

本申请提供了一种草地生态健康监测系统，包括：利用安装于草地的监测终端获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；利用云端服务器对所述初始生态数据进行预处理，判断所述初始生态数据是否符合要求；在为否时，利用无线信号将信息传送至所述监测终端，利用所述监测终端再次获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；在为是时，将所述初始生态数据保存为最终生态数据，并对所述最终生态数据进行处理分析，获取草地生态健康状况。整个过程无需工作人员前往草地的进行现场的数据采集，并且整个过程均可以实时进行，能够显著降低草地生态系统健康监测的难度。

说明书

技术领域

本申请涉及草地监测领域，具体而言，涉及一种草地生态健康监测系统。

背景技术

关于草地生态系统健康评价，目前大量的野外调查数据采集，大多是从业人员前往样地(样点)，完成草地数据采集后；返回驻地(或实验室)开展野外调查数据的预处理与健康评价。当前的工作流程，不能持续、稳定地获取草地生态系统的生长状况，尤其部分偏远地区的草地，增加了从业人员的工作时间与工作强度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种草地生态健康监测系统，其能够降低草地生态系统健康监测的难度。

本申请的实施例是这样实现的：

一种草地生态健康监测系统，包括：利用安装于草地的监测终端获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；利用云端服务器对所述初始生态数据进行预处理，判断所述初始生态数据是否符合要求；在为否时，利用无线信号将信息传送至所述监测终端，利用所述监测终端再次获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；在为是时，将所述初始生态数据保存为最终生态数据，并对所述最终生态数据进行处理分析，获取草地生态健康状况。

进一步地，所述无线信号为5G信号。

进一步地，所述初始生态数据包括：视频数据；对所述初始生态数据进行预处理包括：对所述视频数据进行失真校正、对所述视频数据进行增强和/或特效处理、对所述视频数据进行格式转换中的至少一种；和/或，判断所述初始生态数据是否符合要求包括：判断所述视频数据是否完整、判断所述视频数据的起止时间戳是否为预设时间中的至少一种。

进一步地，所述初始生态数据包括：多波段数据；对所述初始生态数据进行预处理包括：对所述多波段数据进行定标、对所述多波段数据进行大气校正、对所述多波段数据进行融合与增强处理、对所述多波段数据进行拼接和/或裁剪、对所述多波段数据进行格式转换中的至少一种。

进一步地，所述初始数据包括：观测数据；对所述初始生态数据进行预处理包括：检查所述观测数据的异常值、检查所述观测数据的有效性、完成所述观测数据插补、对所述观测数据进行类型转换和/或单位转换和/或格式转换中的至少一种。

进一步地，对所述最终生态数据进行处理分析包括：分析所述最终生态数据中包含的生物物理指标，其中，所述生物物理指标包括：水文状况、土壤状况、气候状况、干扰状况中的至少一种。

进一步地，对所述最终生态数据进行处理分析包括：分析所述最终生态数据中包含的生物特征指标，其中，所述生物特征指标包括：个体状况、种群状况、群阔状况中的至少一种。

进一步地，获取草地生态健康状况包括：采用单因子罗列法开展草地健康快速评估；采用单因子罗列法开展草地健康快速评估包括：根据所述最终生态数据对草地生态系统初级生产力和/或净初级生产力进行定量计算、根据所述最终生态数据对草地种群中优势种与杂草以及毒草的空间定量比较、根据所述最终生态数据对草地植被指数的定量对比、根据所述最终生态数据对草地植被高度和/或盖度进行定量比较中的至少一种。

进一步地，获取草地生态健康状况还包括：聚合单因子指标，在草地生态系统中形成树形三级指标；设置各个层次指标的权重，并分别赋值各个单因子指标；加权求解草地健康总分值，并以及所述总分值获取草地健康状况。

进一步地，所述监测终端设置为多个；所述利用无线信号将信息传送至所述监测终端包括：利用无线信号将信息传送至与之对应的所述监测终端。

本申请实施例提供的草地生态健康监测系统包括：利用安装于草地的监测终端获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；利用安装于草地的监测终端可以对草地进行实时监测，并可以将获取的初始生态数据实时上传至云端服务器；还包括：利用云端服务器对所述初始生态数据进行预处理，判断所述初始生态数据是否符合要求；云端服务器对初始生态数据进行实时处理，在初始生态数据不符合要求的情况下，可以利用无线信号将信息传送至所述监测终端，利用所述监测终端再次获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器，直至监测终端获取的初始生态数据符合要求；利用云端服务器和监测终端的配合，可以实现对草地的初始生态数据进行实时采集和实时预处理，保障获取的最终生态数据符合要求；在初始生态数据符合要求的情况下，将所述初始生态数据保存为最终生态数据，并对所述最终生态数据进行处理分析，获取草地生态健康状况；整个过程无需工作人员前往草地的进行现场的数据采集，并且整个过程均可以实时进行，能够显著降低草地生态系统健康监测的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的草地生态健康监测系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1所示，本申请的实施例提供了一种草地生态健康监测系统，该草地生态健康监测系统包括：

S1、利用安装于草地的监测终端获取草地的初始生态数据，并将初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器。

具体的，监测终端可以为现有技术中存在的可供工作人员携带的可移动的终端，还可以为现有技术中存在的观测站点。除此之外，该监测终端还可以包括信号发射单元，利用信号发射单元可以将该监测终端采集到的初始生态数据上传至云端服务器。该信号发射单元可以为无线电信号发射单元，利用无线电信号发射单元可以将初始生态数据通过无线电发送至云端服务器。特别的，该信号发射单元可以为5G信号发射单元，由于5G信号存在的速度快和延迟低的特点，在此情况下，监测终端可以利用5G信号将初始生态数据上传至云端服务器，实现快速将大量初始生态数据上传至云端服务器，提高传输效率并降低延迟。

具体的，初始生态数据可以包括：视频数据、多波段数据、观测数据。其中，视频数据可以为视频文件。多波段数据可以为多波段图像，可以包括：蓝波段、绿波段、红波段、红边波段、近红外波段。观测数据可以为站点的点域观测数据，可以包括：空气温湿度、降水量、风速、风向、土壤温湿度。

具体的，监测终端可以设置为多个。多个监测终端可以分散分布于草地的不同区域，以实现对草地的多个区域的同步监测。

S2、利用云端服务器对初始生态数据进行预处理，判断初始生态数据是否符合要求。

具体的，在初始生态数据为视频数据时，利用云端服务器对初始生态数据进行预处理可以包括：对视频数据进行失真校正、对视频数据进行增强和/或特效处理、对视频数据进行格式转换。判断初始生态数据是否符合要求包括：判断视频数据是否完整、判断视频数据的起止时间戳是否为预设时间。在初始生态数据为多波段数据时，利用云端服务器对初始生态数据进行预处理可以包括：对多波段数据进行定标、对多波段数据进行大气校正、对多波段数据进行融合与增强处理、对多波段数据进行拼接和/或裁剪、对多波段数据进行格式转换。在初始生态数据为观测数据时，利用云端服务器对初始生态数据进行预处理可以包括：检查观测数据的异常值、检查观测数据的有效性、完成观测数据插补、对观测数据进行类型转换和/或单位转换和/或格式转换。

S3、在为否时，利用无线信号将信息传送至监测终端，利用监测终端再次获取草地的初始生态数据，并将初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器。

具体的，可以利用5G信号将信息传送至监测终端，由于5G信号存在的速度快和延迟低的特点，因此云端服务器可以快速将信息传递至监测终端，从而可以提前监测终端再次进行初始生态数据采集的时间，提高初始生态数据采集的效率。

具体的，监测终端的数量为多个的情况下，在利用无线信号将信息传送至监测终端包括：利用无线信号将信息传送至与之对应的监测终端。即将信号传递至获取的初始生态信号不符合要求的监测终端，以使该监测终端再次获取初始生态信号。

S4、在为是时，将初始生态数据保存为最终生态数据，并对最终生态数据进行处理分析，获取草地生态健康状况。

具体的，对最终生态数据进行处理分析包括：分析最终生态数据中包含的生物物理指标和生物特征指标。

其中，生物物理指标包括：水文状况、土壤状况、气候状况、干扰状况；生物特征指标包括：个体状况、种群状况、群阔状况。

其中，水文状况包括：草地水流痕迹、细沟、切沟；土壤状况包括：多层草地土壤温度、湿度、有机质；气候状况包括：草地近地表温度、湿度、风速、风向；干扰状况包括：虫害、放牧强度。个体状况包括：草地植被高度、植物适口性、营养价值、干物质积累。种群状况包括：草地优势种、关键种与建群种。群落状况包括：草地地上、地下生物量、产草量。

具体的，获取草地生态健康状况包括：采用单因子罗列法开展草地健康快速评估；聚合单因子指标，在草地生态系统中形成树形三级指标；设置各个层次指标的权重，并分别赋值各个单因子指标；加权求解草地健康总分值，并以及总分值获取草地健康状况。

其中，采用单因子罗列法开展草地健康快速评估包括：根据最终生态数据对草地生态系统初级生产力和/或净初级生产力进行定量计算、根据最终生态数据对草地种群中优势种与杂草以及毒草的空间定量比较、根据最终生态数据对草地植被指数的定量对比、根据最终生态数据对草地植被高度和/或盖度进行定量比较。

S5、依据草地生态健康状况对草地生态系统健康进行预测和/或预警。

具体的，对草地生态系统健康进行预测和/或预警可以包括：采用Biome-BGC生态系统模型；模型输入数据主要包括气象驱动数据，如气温与降水等；Biome-BGC生态系统模型运行与结果输出；判读模型输出关于草地生态系统净初级生产力、植被指数、植被覆盖度的变化。

本申请实施例提供的草地生态健康监测系统包括：利用安装于草地的监测终端获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器；利用安装于草地的监测终端可以对草地进行实时监测，并可以将获取的初始生态数据实时上传至云端服务器；还包括：利用云端服务器对所述初始生态数据进行预处理，判断所述初始生态数据是否符合要求；云端服务器对初始生态数据进行实时处理，在初始生态数据不符合要求的情况下，可以利用无线信号将信息传送至所述监测终端，利用所述监测终端再次获取草地的初始生态数据，并将所述初始生态数据利用无线信号上传至云端服务器，直至监测终端获取的初始生态数据符合要求；利用云端服务器和监测终端的配合，可以实现对草地的初始生态数据进行实时采集和实时预处理，保障获取的最终生态数据符合要求；在初始生态数据符合要求的情况下，将所述初始生态数据保存为最终生态数据，并对所述最终生态数据进行处理分析，获取草地生态健康状况；整个过程无需工作人员前往草地的进行现场的数据采集，并且整个过程均可以实时进行，能够显著降低草地生态系统健康监测的难度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。