本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，具體為一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，針對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況的評(píng)價(jià)顯得尤為重要。

2、相關(guān)技術(shù)中，通常參考《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)、分級(jí)。其中，該方法選取的土地脅迫指數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜，環(huán)境限制指數(shù)則必須通過(guò)年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取，限制了生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)在更大范圍的推廣應(yīng)用。另外，該方法計(jì)算得到的生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確率有待提高。

3、公開(kāi)號(hào)為cn113032971a的發(fā)明公開(kāi)了一種用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，包括信息采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、信息處理模塊、控制模塊和信號(hào)接收平臺(tái)；所述信息采集模塊包括用于采集土壤信息的土壤傳感器、采集大氣信息的大氣傳感器和采集水質(zhì)的水流傳感器，大氣傳感器包括顆粒物感應(yīng)器和風(fēng)力發(fā)電馬達(dá)，所述風(fēng)力發(fā)電馬達(dá)連接有電阻絲，電阻絲一側(cè)安裝有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器并聯(lián)于顆粒物感應(yīng)器從而使溫度感應(yīng)器與顆粒物感應(yīng)器的數(shù)據(jù)同步傳輸于信息處理模塊。

4、如上述發(fā)明所示，現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于景感生態(tài)學(xué)，把景感生態(tài)學(xué)的內(nèi)容融入到生態(tài)環(huán)境要素監(jiān)測(cè)和點(diǎn)位布置設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)要素更全面，而且也使得監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)位空間布局和經(jīng)濟(jì)適宜性達(dá)到最優(yōu)化，能夠更完整、更系統(tǒng)地、更有效率地對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管理與評(píng)估。

5、由于生態(tài)系統(tǒng)不同于大氣和水那樣的均勻介質(zhì)和單一體系，而是一種類型和結(jié)構(gòu)多樣性很高，地域性很強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)，因此生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是分層次進(jìn)行的，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也是根據(jù)需要分層次制定，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇也尤為關(guān)鍵。指標(biāo)不僅需要選取能反映所評(píng)價(jià)地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量本質(zhì)特征以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化狀況的指標(biāo)，同時(shí)為便于與相鄰地區(qū)之間的比較，還需要選取的指標(biāo)應(yīng)盡可能統(tǒng)一并量化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，解決了現(xiàn)有的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括安裝在高空平臺(tái)上的高空全景攝像單元、傳感器模組、通訊模組、能源模組以及數(shù)據(jù)處理中心；

3、所述數(shù)據(jù)處理中心包括其內(nèi)置的計(jì)算機(jī)與信息采集模塊，所述信息采集模塊用于采集傳感器模組和高空全景攝像單元上傳的信息并通過(guò)通訊模組傳輸給計(jì)算機(jī)；

4、所述傳感器模組安裝在數(shù)據(jù)處理中心上；

5、所述通訊模組包括近程通信模塊、處理器和遠(yuǎn)程通信模塊；所述近程通信模塊、處理器和遠(yuǎn)程通信模塊依次電連接；

6、能源模組包括太陽(yáng)能板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池以及設(shè)置于蓄電池上的變壓器，蓄電池還與外界的市電系統(tǒng)相連通。

7、優(yōu)選的，所述高空全景攝像單元設(shè)置為球形結(jié)構(gòu)，上下半球?qū)ΨQ設(shè)計(jì)，每1/4半球設(shè)有一個(gè)高清攝像頭及一個(gè)紅外夜視攝像頭；所述高空全景攝像單元安裝于高空平臺(tái)的頂端；所述高空全景攝像單元的所有攝像頭均在通訊模組的控制下進(jìn)行自動(dòng)變焦及90度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角。

8、優(yōu)選的，所述傳感器模組包括太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀、多光譜攝像機(jī)、土壤成分測(cè)試傳感器，其中土壤成分測(cè)試傳感器設(shè)置于高空平臺(tái)的底部，其探頭插入土壤深處，多光譜攝像機(jī)主要用于獲取高空平臺(tái)周邊高精度的植被指數(shù)數(shù)據(jù)。

9、優(yōu)選的，所述太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀均集成安裝于數(shù)據(jù)處理中心上；其中多光譜攝像機(jī)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、雨量傳感器安裝于數(shù)據(jù)處理中心的外側(cè)，它們的測(cè)試數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，再由數(shù)據(jù)處理中心通過(guò)通訊模組上傳至通訊衛(wèi)星并實(shí)時(shí)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、研究應(yīng)用。

10、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理中心通過(guò)通訊模組接收遙測(cè)衛(wèi)星的遙感圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，獲取處理后的遙感數(shù)據(jù)，將遙感數(shù)據(jù)與多光譜攝像機(jī)采集的植被指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，提高了數(shù)據(jù)采集以及植被定位的精度，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的植被指數(shù)、裸土指數(shù)、濕度指數(shù)、地表溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并進(jìn)行主成分分析，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，并自動(dòng)生成生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)圖像。

11、優(yōu)選的，所述近程通信模塊包括無(wú)線傳輸模塊和rs485總線；

12、所述遠(yuǎn)程通信模塊采用gprs模塊、cdma模塊、lte模塊和wifi模塊中的一種或多種的組合，所述遠(yuǎn)程通信模塊與數(shù)據(jù)處理中心以無(wú)線方式進(jìn)行通信連接。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理中心用于信息進(jìn)行分類打包，信息處理模塊將信息劃分為誤差補(bǔ)足信息和土壤污染度信息，所述誤差補(bǔ)足信息用于存儲(chǔ)溫度感應(yīng)器傳遞的數(shù)據(jù)，同時(shí)誤差補(bǔ)足信息的信息流經(jīng)過(guò)同一計(jì)時(shí)器進(jìn)行標(biāo)記。

14、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)還包括生物識(shí)別軟件，所述生物識(shí)別軟件能自動(dòng)處理各攝像頭采集到的圖像，對(duì)物種及數(shù)量進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)珍稀物種時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心能自動(dòng)控制各攝像頭對(duì)標(biāo)的物進(jìn)行無(wú)縫隙的追蹤拍攝，并通過(guò)所有監(jiān)測(cè)站的協(xié)作聯(lián)動(dòng)記錄這些動(dòng)物的活動(dòng)范圍或遷徙路徑，作為生物、生態(tài)相關(guān)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

15、有益效果

16、本發(fā)明提供了一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

17、1、該基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)以數(shù)據(jù)處理中心為核心部件，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模組來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程傳輸及對(duì)各攝像頭的控制，各傳感器及攝像頭將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心，并按時(shí)間序列進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)通訊模組實(shí)時(shí)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)中心，能夠?qū)φ湎?dòng)物數(shù)量、種群、活動(dòng)范圍及生活習(xí)性的監(jiān)測(cè)，珍稀植物的保護(hù)及監(jiān)測(cè)，環(huán)境變化對(duì)植被的影響及植被退化程度的監(jiān)測(cè)，氣候氣象監(jiān)測(cè)。

18、2、該基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)各傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的狀況數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)遙感衛(wèi)星對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以圖表的形式展現(xiàn)出來(lái)，便于工作人員快速判斷環(huán)境數(shù)據(jù)是否符合健康的要求。

技術(shù)特征：

1.一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括安裝在高空平臺(tái)上的高空全景攝像單元、傳感器模組、通訊模組、能源模組以及數(shù)據(jù)處理中心；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述高空全景攝像單元設(shè)置為球形結(jié)構(gòu)，上下半球?qū)ΨQ設(shè)計(jì)，每1/4半球設(shè)有一個(gè)高清攝像頭及一個(gè)紅外夜視攝像頭；所述高空全景攝像單元安裝于高空平臺(tái)的頂端；所述高空全景攝像單元的所有攝像頭均在通訊模組的控制下進(jìn)行自動(dòng)變焦及90度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述傳感器模組包括太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀、多光譜攝像機(jī)、土壤成分測(cè)試傳感器，其中土壤成分測(cè)試傳感器設(shè)置于高空平臺(tái)的底部，其探頭插入土壤深處，多光譜攝像機(jī)主要用于獲取高空平臺(tái)周邊高精度的植被指數(shù)數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀均集成安裝于數(shù)據(jù)處理中心上；其中多光譜攝像機(jī)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度傳感器、紫外線強(qiáng)度傳感器、雨量傳感器安裝于數(shù)據(jù)處理中心的外側(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，再由數(shù)據(jù)處理中心通過(guò)通訊模組上傳至通訊衛(wèi)星并實(shí)時(shí)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、研究應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理中心通過(guò)通訊模組接收遙測(cè)衛(wèi)星的遙感圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，獲取處理后的遙感數(shù)據(jù)，將遙感數(shù)據(jù)與多光譜攝像機(jī)采集的植被指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，提高了數(shù)據(jù)采集以及植被定位的精度，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的植被指數(shù)、裸土指數(shù)、濕度指數(shù)、地表溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并進(jìn)行主成分分析，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，并自動(dòng)生成生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述近程通信模塊包括無(wú)線傳輸模塊和rs485總線；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理中心用于信息進(jìn)行分類打包，信息處理模塊將信息劃分為誤差補(bǔ)足信息和土壤污染度信息，所述誤差補(bǔ)足信息用于存儲(chǔ)溫度感應(yīng)器傳遞的數(shù)據(jù)，同時(shí)誤差補(bǔ)足信息的信息流經(jīng)過(guò)同一計(jì)時(shí)器進(jìn)行標(biāo)記。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)還包括生物識(shí)別軟件，所述生物識(shí)別軟件能自動(dòng)處理各攝像頭采集到的圖像，對(duì)物種及數(shù)量進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)珍稀物種時(shí)，數(shù)據(jù)處理中心能自動(dòng)控制各攝像頭對(duì)標(biāo)的物進(jìn)行無(wú)縫隙的追蹤拍攝，并通過(guò)所有監(jiān)測(cè)站的協(xié)作聯(lián)動(dòng)記錄這些動(dòng)物的活動(dòng)范圍或遷徙路徑，作為生物、生態(tài)相關(guān)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。該檢測(cè)裝置包括安裝在高空平臺(tái)上的高空全景攝像單元、傳感器模組、通訊模組、能源模組以及數(shù)據(jù)處理中心。該基于高空平臺(tái)的生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)以數(shù)據(jù)處理中心為核心部件，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模組來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程傳輸及對(duì)各攝像頭的控制，各傳感器及攝像頭將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心，并按時(shí)間序列進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)通訊模組實(shí)時(shí)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)中心，能夠?qū)φ湎?dòng)物數(shù)量、種群、活動(dòng)范圍及生活習(xí)性的監(jiān)測(cè)，珍稀植物的保護(hù)及監(jiān)測(cè)，環(huán)境變化對(duì)植被的影響及植被退化程度的監(jiān)測(cè)，氣候氣象監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：申振,高吉喜,蔡明勇,申文明,史園莉,張玉環(huán),張宏偉,宋子恒,王麗霞,李靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19