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专利号: 202311755952X
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: 电通信技术
更新日期:2025-06-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于遥感技术的林业病虫害监测系统,包括监测中心,其特征在于,所述监测中心通信连接有遥感传感器模块、数据采集模块、数据处理分析模块以及监测预警模块;

所述遥感传感器模块设置若干个遥感传感器,并设置组网规则将若干个遥感传感器形成遥感采集组网,通过遥感采集组网采集林地遥感图像数据;

所述数据采集模块设置数据采集设备,数据采集设备在预设的工作时段内执行采集工作,在预设的检修时段内执行检修分析工作,进而生成相应的数据日志和检修日志;

所述数据处理分析模块设置有数据处理单元和数据分析单元;所述数据处理单元用于对林地遥感图像数据和数据日志进行数据处理;所述数据分析单元获取数据处理的结果,进而分析定位出问题区域;

所述监测预警模块对问题区域进行周期监测,进而生成相应周期性预警信息,通过周期性预警信息决定是否安排相应的林业人员至问题区域执行灭虫作业,并根据检修日志对数据采集设备进行检修;

设置组网规则,进而形成遥感采集组网,并采集林地遥感图像数据的过程包括:

遥感传感器模块设置有若干个遥感传感器,对若干个遥感传感器进行编号,记为i,i=

1,2,3,……,n,n为大于0的自然数,获取若干个遥感传感器对应的工作参数,记为E[i],每个遥感传感器内置有相应的校正仪器用于设置校正频率和校正生命周期,当校正频率设置完成后,将若干个遥感传感器对应的工作参数E[i]导入至相应的校正仪器,由校正仪器判断工作参数是否存在异常,并根据判断结果执行相应校正操作;

分别记校正生命周期为T和f,获取校正仪器的总运行时间,记为t总,所述校正生命周期包括安全生命周期、故障高发生命周期以及故障生命周期,安全生命周期、故障高发生命周期以及故障生命周期对应T的取值分别记为T1、T2和T3;

若t总∈T1,则对校正仪器设置的校正频率为:f=10;

若t总∈T2,则对校正仪器设置的校正频率为:f=20;

若t总∈T3,则对校正仪器设置的校正频率为:f=20;

若t总不隶属于上述任意一个校正生命周期,则安排检修人员进行遥感传感器对应校正仪器的线下检修维护;

设置标准参数范围,记为E标,若E[i]≠E标,则表示编号为i的遥感传感器的工作参数存在异常,否则,工作参数不存在异常;

当工作参数存在异常时,由校正仪器进行自行校正,若校正仪器无法解决工作参数异常问题,则接入监测中心预设的远程控制程序,由监测中心进行远程校正;

所述遥感传感器布置在不同类型的点位,点位的类型包括中心点位和边缘点位,将处于中心点位的遥感传感器作为组网基准点,将处于中心点位附近的不超过预设的通信阈值上限的边缘点位作为组网附加点,进而形成若干个子遥感组网,汇总若干个子遥感组网形成整个林地区域的遥感采集组网;获取子遥感组网覆盖的林地区域的光照强度,根据光照强度设置相应子遥感组网的遥感分辨率,进而通过若干个子遥感组网采集所覆盖林地区域的林地遥感图像数据,汇总不同林地区域的林地遥感图像数据,进而生成整个林地区域对应的林地遥感图像数据;

数据采集设备在预设的工作时段内执行采集工作,并生成数据日志的过程包括:

数据采集模块设置有数据采集设备,预设数据采集设备的工作时段,数据采集设备在工作时段内执行采集工作获取辅助监测数据,并获取执行采集工作时对应的采集负荷,记采集负荷为P采,预设负荷阈值,记为P阈,若P采≥P阈,则新增数据采集设备用于执行采集工作,并保持每个数据采集设备的采集负荷低于负荷阈值,当P采<P阈时,将辅助监测数据录入至预设的空白日志内,进而由空白日志生成数据日志;

在检修时段内执行检修分析工作,进而生成相应的检修日志的过程包括:

预设检修时段,记为T检,有T检=[TA,TB],其中TA为检修时段的开始时间,TB为检修时段的结束时间,在TA对应的时刻开始检修分析工作,通过检修分析工作获取不同编号的数据采集设备的工作参数;

在检修时段执行检修分析工作,对数据采集设备进行编号,并记为x,x=1,2,3,……,y,y为大于0的自然数,进而每个编号为x的数据采集设备的工作参数标记为GZ[x],所述工作参数包括电流参数、电压参数以及功率参数,分别记为GZ[x]‑A、GZ[x]‑V以及GZ[x]‑W;

设置划分次数,记为N,N>0且N为整数,进而将检修时段划分为N个子时段区间,每个子时段区间的数值相同且记为D,有D=|TB-TA|/N ,获取编号为x的数据采集设备在每个子时段区间对应的电流参数GZ[x]‑A,电压参数GZ[x]‑V以及功率参数GZ[x]‑W,进而封装为若干个检修项,并汇总全部检修项导入预设的检修日志模板内,进而生成相应的检修日志;

数据处理单元对林地遥感图像数据和数据日志进行数据处理的过程包括:

所述数据处理单元获取林地遥感图像数据和数据日志,数据日志包括若干个病虫害记录参数项,设置图像解析程序和病虫害详情表用于进行数据处理,病虫害详情表记录有病虫害记录参数项的正常数值范围和异常数值范围;

由图像解析程序根据林地遥感图像数据解析定位出若干个林地监测区域图像,并获取每个林地监测区域图像对应的病虫害密度作为数据处理的结果,病虫害记录参数项包括若干个病虫害关键词,病虫害详情记录表内记录有若干个病虫害关键词对应的映射匹配关键词,根据病虫害关键词和映射匹配关键词生成病虫害比对项,并将病虫害比对项作为数据处理的结果;

通过数据处理的结果分析定位出问题区域的过程包括:

所述数据处理的结果包括病虫害密度和病虫害比对项,获取历史病虫害数据生成不同的病虫害密度区间,获取病虫害密度对应的数值,记为ω,根据ω和病虫害密度区间的从属关系,分析定位出问题区域并相应关联不同的危害等级;

获取病虫害比对项中的病虫害记录参数项对应的数值,若该数值在病虫害详情表所记录该病虫害记录参数项的异常数值范围内,则获取该病虫害记录参数项在病虫害详情表中所对应的病虫害物种详情、病虫害分布范围以及病虫害对应天敌信息,并标注至对应的问题区域,作为问题区域的诊断数据集;

对问题区域进行周期监测生成周期性预警信息的过程包括:

设置监测周期对问题区域进行周期监测,将问题区域对应的危害等级和诊断数据集作为周期性监测项,将周期性监测项导入预设的监测程序内,由监测程序判断在当前监测周期的危害等级是否发生变更,并根据判断结果生成相应的周期性预警信息上传至监测中心;

通过周期性预警信息决定是否安排林业人员至问题区域执行灭虫作业的过程包括:

从监测中心获取全部的周期性预警信息,进而通过不同的周期性预警信息设置相应不同的处理优先级,处理优先级包括一级优先级、二级优先级以及三级优先级;

当处理优先级为一级优先级和二级优先级时,安排相应的林业人员至问题区域,由林业人员对问题区域采用不同类型的灭虫作业进行处理,灭虫作业的类型包括化学防治灭虫、生物防治灭虫和物理防治灭虫;

当处理优先级为三级优先级时,不安排林业人员进行灭虫作业;

根据检修日志对数据采集设备进行检修的过程包括:

获取检修日志,进而获取检修日志所记录的若干个检修项,若检修项出现异常的数目占据检修项总数的一半以上,则表示当前的数据采集设备出现一类故障,进而安排检修人员对数据采集设备进行检修;

若检修项出现异常的数目占据检修项总数的一半及以下,表示数据采集设备出现二类故障,则使用远程检修程序对数据采集设备内预设的内置运行程序进行远程校正,进而使得数据采集设备恢复正常运行。