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专利号: 2023114259735
申请人: 杨凌职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-06-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种林业生态环境监测系统,其特征在于,包括:

数据采集模块,用于通过传感器采集指定林业区内各种类植物根系对应的土壤数据,并通过监测站监测指定林业区内对应的植被数据;

数据分析模块,用于根据采集到的指定林业区内各种类植物根系对应的土壤数据,以及监测指定林业区内对应的植被数据,进而计算得到指定林业区内各种类植物根系对应的土壤状态系数,以及指定林业区内对应的植被评估系数;

所述计算得到指定林业区内各种类植物根系对应的土壤状态系数,具体计算过程如下:

指定林业区内各种类植物对应的土壤数据包括土壤湿度、土壤有机质含量、土壤pH值;

将指定林业区内各种类植物根系对应的土壤湿度、土壤有机质含量、土壤pH值代入计算公式,得到指定林业

区内各种类植物根系对应的土壤状态系数 ,其中 、 、 分别表示指定林业区内第i种植物对应的土壤湿度、土壤有机质含量、土壤pH值,i为各种类植物对应的编号,,n为大于2的任意整数, 、 、 分别为设定的标准土壤湿度、标准土壤有机质含量、标准土壤pH值, 、 、 分别为设定的许可土壤湿度差、许可土壤有机质含量差、许可土壤pH值差, 、 、 分别为设定的土壤湿度、土壤有机质含量、土壤pH值对应的权重因子;

所述计算得到指定林业区内对应的植被评估系数,具体计算过程如下:

指定林业区内各种类植物对应的植被数据包括植被覆盖面积、植被种类数量、植被高度;

将指定林业区内对应的植被覆盖面积、植被种类数量、植被高度代入计算公式,得到指定林业区内各种类植物对应的植被评估系数 ,其中D、E、F分别表示指定林业区内对应的植被覆盖面积、植被种类数量、植被高度, 、 、 分别为设定的标准植被覆盖面积、标准植被种类数量、标准植被高度, 、 、 分别为设定的许可植被覆盖面积差、许可植被种类数量差、许可植被高度差, 、 分别为设定的植被覆盖面积、植被种类数量、植被高度对应的权重因子;

水文要素监测模块,用于通过采集指定林业区内的水文要素,包括降水量、溪流水位,进而计算得到指定林业区内对应的水文环境评估系数,并通过温湿度检测仪采集指定林业区内各采集时间点对应的环境参数,包括环境温度、空气湿度、风速,进而计算得到指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子;

所述计算得到指定林业区内对应的水文环境评估系数,具体计算过程如下:

将指定林业区内对应的降水量、溪流水位代入计算公式

,得到指定林业区内对应的水文环境评估系数 ,其

中N、M分别为指定林业区内对应的降水量、溪流水位, 、 分别为设定的标准降水量、标准溪流水位, 、 分别为设定的许可降水量差、许可溪流水位差, 、 分别为设定的降水量、溪流水位对应的权重因子;

所述计算得到指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子,具体计算过程如下:

将指定林业区内各采集时间点对应的环境温度、空气湿度、风速代入计算公式,得到指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子 ,其中 、 、 分别表示第t个采集时间点对应的环境温度、空气湿度、风速, 、 、 分别为设定的第t‑1个采集时间点对应的环境温度、空气湿度、风速,t为各采集时间点对应的编号, ,m为大于3的任意整数, 、 、 分别为设定的许可环境温度差、许可空气湿度差、许可风速差, 、 、分别为设定的环境温度、空气湿度、风速对应的权重因子;

人类活动影响模块,用于采集指定林业区内访问人员的活动区域面积、访问人员数量、访问人员的访问时长,进而计算得到指定林业区内对应的人文影响因子;

所述计算得到指定林业区内各对应的人文影响因子,具体计算过程如下:

将指定林业区内访问人员的活动区域面积、访问人员数量、访问人员的访问时长代入计算公式,得到指定林业区内各对应的人文影响因子

,其中H、I、K分别为指定林业区内访问人员的活动区域面积、访问人员数量、访问人员的访问时长, 、 、 分别为设定的访问人员的规定活动区域面积、合理访问人员数量、访问人员的合理访问时长, 、 、 分别为设定的访问人员的许可活动区域面积差、许可访问人员数量差、访问人员的许可访问时长差, 、 、 分别为设定的访问人员的活动区域面积、访问人员数量、访问人员的访问时长对应的权重因子;

综合分析模块,用于根据指定林业区内各种类植物对应的土壤状态系数、指定林业区内各种类植物对应的植被评估系数、指定林业区内对应的水文环境评估系数、指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子,以及指定林业区内对应的人文影响因子,进而计算得到指定林业区内各种类植物对应的综合评估系数,并判断指定林业区内的各种类植物生长状态是否正常,当指定林业区内的各种类植物生长状态异常时,则发送信号至预警终端;

所述计算得到指定林业区内各种类植物对应的综合评估系数,具体计算过程如下:

将指定林业区内各种类植物对应的土壤状态系数、指定林业区内各种类植物对应的植被评估系数、指定林业区内对应的水文环境评估系数、指定林业区内各采集时间点对应的环境影 响因 子、指 定林 业区内 各对 应的人 文影 响因子 代入计 算公 式,得到指定林业区内各种类植物对应的综合评估系数 ,其中 、 、 、 、 分别表示土壤状态系数、植被评估系数、水文环境评估系数、环境影响因子、人文影响因子, 、 、 、 、 分别为设定的土壤状态系数、植被评估系数、水文环境评估系数、环境影响因子、人文影响因子对应的权重因子。

2.根据权利要求1所述的一种林业生态环境监测系统,其特征在于,所述判断指定林业区内的各种类植物生长状态是否正常,具体判断过程如下:将指定林业区内各种类植物对应的综合评估系数与设定的标准综合评估系数进行比较,若指定林业区内某种类植物对应的综合评估系数大于或者等于标准综合评估系数,则判定该林业区内的各种类植物生长状态正常,若指定林业区内某种类植物对应的综合评估系数小于标准综合评估系数,则判定该林业区内的该种类植物生长状态异常,以此方式判断指定林业区内的各种类植物生长状态是否正常。

3.根据权利要求1所述的一种林业生态环境监测系统,其特征在于,还包括预警终端,所述预警终端用于指定林业区内的某种类植物生长状态异常时,进行预警提示。

4.一种执行权利要求1‑3任一项所述的林业生态环境监测系统的林业生态环境监测方法,其特征在于,包括如下步骤步骤一、数据采集:通过传感器采集指定林业区内各种类植物根系对应的土壤数据,并通过监测站监测指定林业区内对应的植被数据;

步骤二、数据分析:根据采集到的指定林业区内各种类植物根系对应的土壤数据,以及监测指定林业区内对应的植被数据,进而计算得到指定林业区内各种类植物根系对应的土壤状态系数,以及指定林业区内对应的植被评估系数;

步骤三、水文要素监测:通过采集指定林业区内的水文要素,包括降水量、溪流水位,进而计算得到指定林业区内对应的水文环境评估系数,并通过温湿度检测仪采集指定林业区内各采集时间点对应的环境参数,包括环境温度、空气湿度、风速,进而计算得到指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子;

步骤四、人类活动影响:采集指定林业区内访问人员的活动区域面积、访问人员数量、访问人员的访问时长,进而计算得到指定林业区内对应的人文影响因子;

步骤五、综合分析:根据指定林业区内各种类植物对应的土壤状态系数、指定林业区内各种类植物对应的植被评估系数、指定林业区内对应的水文环境评估系数、指定林业区内各采集时间点对应的环境影响因子,以及指定林业区内对应的人文影响因子,进而计算得到指定林业区内各种类植物对应的综合评估系数,并判断指定林业区内的各种类植物生长状态是否正常;

步骤六、预警提示:当指定林业区内的某种类植物生长状态异常时,进行预警提示。