基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统

摘要

本发明属于生态管理领域，尤其是一种基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统，针对现有的对于水生生物信息掌握不全面，不系统，缺乏科学保护手段的问题，现提出如下方案，其包括生物信息数据采集模块、数据分析模块、数据存储模块和GIS模块：所述生物信息数据采集模块设置在长江各监测目标区域，所述生物信息数据采集模块包括生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头，用于采集长江中水生生物的数据样本信息，本系统将生物学的采样、分析以及计算机的数据库开发技术、GIS技术有机结合，以长江范围内水生生物为主要研究对象，科学系统地建立调查管理信息系统，为国家有关部门开展生物多样性保护工作打下坚实的基础。

说明书

技术领域

本发明涉及生态管理技术领域，尤其涉及一种基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统。

背景技术

近年来，生物多样性保护越来越受到国家的重视。例如申请号为CN201711184764.0的专利公开的一种水下海洋信息采集监测系统，本发明通过对监测装置的模块化和参数定制化，提高对水下海洋信息采集系统的监测效率和监测维度。

但是目前国内对于水生生物信息掌握不全面，不系统，缺乏科学的保护手段，导致对长江流域水生生物调查管理停留在表面，只能进行小规模的局部调查，无法帮助我们了解长江中水生生物的具体情况，无法了解长江流域的生态环境状况。

发明内容

基于背景技术存在目前国内对于水生生物信息掌握不全面，不系统，缺乏科学的保护手段，对长江生态环境不了解的技术问题，本发明提出了基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统。

本发明提出的基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统，包括生物信息数据采集模块、数据分析模块、数据存储模块和GIS模块：

所述生物信息数据采集模块设置在长江各监测目标区域，所述生物信息数据采集模块包括生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头，用于采集长江中水生生物的数据样本信息，所述生物采集装置用于采集长江水生生物的样本，所述内置声呐的探测器用于探测发现水生生物并通过声呐测定水生生物的数据，所述水下摄像头用于拍摄相应水生生物的图片信息；

所述数据分析模块用于对各监测目标区域的生物信息数据采集模块获得的信息数据进行分析计算，得到发现的水生生物的详细信息，整理形成水生生物信息数据集，并将相应水生生物的经纬度信息标注在相应水生生物信息数据集中；

所述数据存储模块用于审核归档各监测目标区域的水生生物信息数据集，所述数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据集归档形成水生生物信息数据库，并可以输出生物物种数据；

所述GIS模块可以利用计算机实现基于GIS的数据可视化技术，确保良好的人机交互界面，并可以输出生物物种数据，GIS模块包括长江流域地图单元和界面管理单元，所述长江流域地图单元用于加载地图信息，所述界面管理单元用于显示管理水生生物的信息图形界面。

优选的，所述生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头搭载在有人或无人巡逻艇、观测浮标、水下机器人和水下固定观测基站上。

优选的，所述内置声呐的探测器和水下摄像头将获得的数据图像信息以及采集信息的经纬度位置信息通过无线网络、有线网络、蓝牙等传输给数据分析模块。

优选的，所述数据分析模块可以将生物采集装置采集的水生生物样本分成数份，利用实验室中的各种分析仪器对水生生物样本进行分析，得到水生生物样本的详情信息数据，主要为水生生物物种数据，制成水生生物信息数据集。

优选的，利用市面上的探鱼声纳系统综合显控软件对内置声呐的探测器传输的数据进行分析，得到相应水生生物的具体信息和采集信息的经纬度位置，利用图片识别软件获取水下摄像头拍摄的水生生物信息，将其与探鱼声纳系统综合显控软件输出的相应数据进行分析对比，得到最终的水生生物详细信息，制成水生生物信息数据集。

优选的，所述图片识别软件识别时，先去除图像的背景，将其中的水生生物分割出来，对分割好的图像进行灰度化处理，提取图像的每个像素点的灰度值，提取相应水生生物的指纹特征，从而得到相应水生生物的像素集强度矩阵和对比度矩阵，从而得到相应水生生物的信息。

优选的，利用阿里云或百度云的云计算服务器对数据分析模块的分析处理进行支持。

优选的，所述数据存储模块设置在综合应用数据库中，所述数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据库存储在综合应用数据库中并生成样本数据库。

优选的，所述长江流域地图单元在智能终端中加载水上导航系统中长江电子地图的地图信息，并将样本数据库中的水生生物详细信息定位到长江电子地图相应的位置。

优选的，所述界面管理单元在智能终端上显示管理长江流域地图单元输出的长江流域水生生物信息的图形界面。

本发明的有益效果是：本系统的建设将生物学的采样、分析以及计算机的数据库开发技术、GIS技术有机结合，实现长江水生生物数据存储、计算、可视化展示等功能，并以长江范围内水生生物为主要研究对象，科学系统地建立调查管理信息系统，为国家有关部门开展生物多样性保护工作打下坚实的基础。

附图说明

图1为本发明提出的基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统的结构示意图；

图2为本发明提出的基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统框图；

图3为本发明提出的基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统的设备连接框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参考图1-3，本实施例中提出了基于GIS的长江水生生物调查管理信息系统，包括生物信息数据采集模块、数据分析模块、数据存储模块和GIS模块：

生物信息数据采集模块设置在长江各监测目标区域，生物信息数据采集模块包括生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头，用于采集长江中水生生物的数据样本信息，生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头搭载在有人或无人巡逻艇、观测浮标、水下机器人和水下固定观测基站上，生物采集装置用于采集长江水生生物的样本，内置声呐的探测器用于探测发现水生生物并通过声呐测定水生生物的数据，水下摄像头用于拍摄相应水生生物的图片信息，内置声呐的探测器和水下摄像头将获得的数据图像信息以及采集信息的经纬度位置信息通过无线网络、有线网络、蓝牙等传输给数据分析模块；

数据分析模块用于对各监测目标区域的生物信息数据采集模块获得的信息数据进行分析计算，得到发现的水生生物的详细信息，整理形成水生生物信息数据集，并将相应水生生物的经纬度信息标注在相应水生生物信息数据集中，数据分析模块可以将生物采集装置采集的水生生物样本分成数份，利用实验室中的各种分析仪器对水生生物样本进行分析，得到水生生物样本的详情信息数据，主要为水生生物物种数据，制成水生生物信息数据集，利用市面上的探鱼声纳系统综合显控软件对内置声呐的探测器传输的数据进行分析，得到相应水生生物的具体信息和采集信息的经纬度位置，利用图片识别软件获取水下摄像头拍摄的水生生物信息，将其与探鱼声纳系统综合显控软件输出的相应数据进行分析对比，得到最终的水生生物详细信息，制成水生生物信息数据集，图片识别软件识别时，先去除图像的背景，将其中的水生生物分割出来，对分割好的图像进行灰度化处理，提取图像的每个像素点的灰度值，提取相应水生生物的指纹特征，从而得到相应水生生物的像素集强度矩阵和对比度矩阵，从而得到相应水生生物的信息，利用阿里云或百度云的云计算服务器对数据分析模块的分析处理进行支持；

数据存储模块用于审核归档各监测目标区域的水生生物信息数据集，数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据集归档形成水生生物信息数据库，并可以输出生物物种数据，数据存储模块设置在综合应用数据库中，数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据库存储在综合应用数据库中并生成样本数据库；

GIS模块可以利用计算机实现基于GIS的数据可视化技术，确保良好的人机交互界面，并可以输出生物物种数据，GIS模块包括长江流域地图单元和界面管理单元，长江流域地图单元用于加载地图信息，界面管理单元用于显示管理水生生物的信息图形界面，长江流域地图单元在智能终端中加载水上导航系统中长江电子地图的地图信息，并将样本数据库中的水生生物详细信息定位到长江电子地图相应的位置，界面管理单元在智能终端上显示管理长江流域地图单元输出的长江流域水生生物信息的图形界面，本系统的建设将生物学的采样、分析以及计算机的数据库开发技术、GIS技术有机结合，实现长江水生生物数据存储、计算、可视化展示等功能，并以长江范围内水生生物为主要研究对象，科学系统地建立调查管理信息系统，为国家有关部门开展生物多样性保护工作打下坚实的基础。

工作原理：将长江需要调查的区域划分为各监测目标区域，将生物信息数据采集模块设置在长江各监测目标区域，生物采集装置、内置声呐的探测器和水下摄像头搭载在有人或无人巡逻艇、观测浮标、水下机器人和水下固定观测基站上，内置声呐的探测器可以检测到水生生物的数据，水下摄像头可以拍摄相应水生生物的图片信息，生物采集装置用于采集长江水生生物的样本，数据分析模块可以将生物采集装置采集的水生生物样本分成数份，利用实验室中的各种分析仪器对水生生物样本进行分析，得到水生生物样本的详情信息数据，主要为水生生物物种数据，制成水生生物信息数据集，利用市面上的探鱼声纳系统综合显控软件对内置声呐的探测器传输的数据进行分析，得到相应水生生物的具体信息和采集信息的经纬度位置，图片识别软件先去除水下摄像头拍摄的图像背景，将其中的水生生物分割出来，对分割好的图像进行灰度化处理，提取图像的每个像素点的灰度值，提取相应水生生物的指纹特征，从而得到相应水生生物的像素集强度矩阵和对比度矩阵，从而得到相应水生生物的信息，将其与探鱼声纳系统综合显控软件输出的相应数据进行分析对比，得到最终的水生生物详细信息，制成水生生物信息数据集，数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据集归档形成水生生物信息数据库，并可以输出生物物种数据，数据存储模块设置在综合应用数据库中，数据存储模块将各监测目标区域的水生生物信息数据库存储在综合应用数据库中并生成样本数据库，GIS模块可以利用计算机实现基于GIS的数据可视化技术，确保良好的人机交互界面，并可以输出生物物种数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。