一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，所述城市生态韧性评估方法包括：构建数据在线监测采集单元，实时获取目标城市生态数据；将目标城市生态数据传输至AI芯片，通过AI芯片上的大数据AI算法计算以形成目标城市的生态数据指标值；构建生态韧性评估数学模型，将计算所得的生态数据指标值导入到评估数学模型内，以此输出城市生态韧性评估结果。本发明专利技术能够自动化智能化获取更加精准的目标城市生态数据指标值，为城市生态韧性评估提供精准且科学有效的数据支持，简化城市生态韧性评估的步骤，提高城市生态韧性评估的效率，有利于精确快捷高效的得出目标城市生态韧性评估等级。性评估等级。性评估等级。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法


[0001]本专利技术涉及城市生态韧性评估
，具体为一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法。

技术介绍

[0002]韧性城市指城市能够凭自身的能力抵御灾害，减轻灾害损失，并合理的调配资源以从灾害中快速恢复过来，长远的来讲，城市能够从过往的灾害事故中学习，提升对灾害的适应能力；城市韧性的主控领域包含经济韧性、社会韧性、工程韧性和生态韧性；其中生态韧性和人类系统存在着极其复杂的交互耦合关系，一方面生态系统是支撑人类城镇化的自然本底，同时对人类城镇化存在一定的资源束缚，另一方面城镇化对生态系统有一定的胁迫效应；生态韧性评估主要就生态系统的资源及其对城镇发展的保障能力进行评估。
[0003]传统的城市生态评估，大多需要耗费大量的时间，通过大量的人力物力财力去获取城市生态数据，再引入不同的计算公式来计算出相应的生态系统指标值，如建成区绿化覆盖率、工业固体废弃物综合利用率或污水处理厂集中处理率，再构建相应的生态评估数学模型，将计算所得的生态系统指标值引入到数学模型当中，以得出目标城市的生态评估结果，这种城市生态评估的方式，效率低，城市生态韧性评估的步骤繁琐，目标城市的生态韧性评估结果不准确；针对这些问题，本专利技术提出了一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，所述城市生态韧性评估方法包括：
[0007]构建数据在线监测采集单元，实时获取目标城市生态数据；
[0008]将目标城市生态数据传输至AI芯片，通过AI芯片上的大数据AI算法计算以形成目标城市的生态数据指标值，并将其计算结果构建成城市生态韧性评估指标体系；
[0009]构建生态韧性评估数学模型，将计算所得的生态数据指标值导入到评估数学模型内，以此输出城市生态韧性评估结果。
[0010]优选地，所述目标城市的生态数据指标值包含建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、万元GDP工业废水排放率、万元GDP工业废气排放率、工业固体废弃物综合利用率、污水处理厂集中处理率、以及生活垃圾无公害处理率。
[0011]优选地，所述数据在线监测采集单元包括：
[0012]卫星遥感监测系统，用于获取目标城市内全部绿化种植垂直投影面积、城市总体面积、以及城市公共绿地面积的数据信息；
[0013]物联网数据获取系统，用于获取目标城市的人文数据，其人文数据包含城市人均GDP总数值、工业三废排放量、城市生活污水排放总量、城市生活污水处理量、城市生活垃圾无害化处理量、城市生活垃圾产生总量、以及城市非农业人口数据信息；
[0014]中央处理器，用于将卫星遥感监测系统与物联网数据获取系统所获取的数据信息转换为可视化数据；
[0015]存储模块，用于将中央处理器转换所得的可视化数据进行存储；
[0016]显示模块，用于数字化显示中央处理器转换所得的可视化数据。
[0017]优选地，所述卫星遥感监测系统将获取的目标城市用地现状，并与城市信息系统远程连接，以获取精准的城市内全部绿化种植垂直投影面积、城市总体面积、以及城市公共绿地面积信息；其卫星遥感监测系统获取的目标城市用地现状数据为高分辨率卫星遥感数据，主要格式包括SPOT5、ALOS、EROS
‑
B格式。
[0018]优选地，所述物联网数据获取系统包括数据提取模块，该数据提取模块用于获取国家统计局所发布的目标城市人文数据，其数据提取模块将提取的目标城市人文数据通过无线通讯协议远程传输至AI芯片上。
[0019]优选地，所述物联网数据获取系统还包括物联网感应器组件，其物联网感应器组件包括分别与中央处理器连接的水质监测传感器、温湿度传感器、土壤环境监测传感器和空气质量传感器，其物联网感应器组件用于在线监测目标城市的水体质量、气候舒适度、土壤温湿度、光照强度、空气颗粒物浓度、臭氧浓度以及空气负离子浓度，以获取城市生成系统的灾害风险数据。
[0020]优选地，所述生态韧性评估数学模型包含无量钢化处理生态数据指标值、以及构建生态韧性评估函数；其生态韧性评估函数为：
[0021][0022][0023]其中，无量钢化处理生态数据指标值是利用X(1，p)表示目标城市1的第P个指标值，Z代表生态韧性指数的投影值，即P个指标以单位长度向量a为投影方向的一维综合投影值；其中，S
X(1，p)
代表目标城市1的P个指标值的平均值。
[0024]优选地，所述生态韧性评估函数的约束条件为：其a(j)为评估函数的最佳投影方向。
[0025]优选地，所述AI芯片包含输入模块、算法模型、缓存模块和输出模块，该目标城市生态数据通过输入模块导入至算法模型内，算法模型计算出的结果通过缓存模块进行存储，计算结果通过输出模块输出。
[0026]优选地，所述算法模型包括建成区绿化覆盖率计算法、人均公园绿地面积计算法、万元GDP工业废水排放率计算法、万元GDP工业废气排放率计算法、工业固体废弃物综合利用率计算法、污水处理厂集中处理率计算法、以及生活垃圾无公害处理率计算法。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]1、本专利技术通过设定的AI芯片，能够自动化智能化对城市生态数据实时进行便捷计算，获取更加准确又精确的目标城市生态数据指标值，为城市生态韧性评估提供精准且科
学有效的数据支持；在进行城市生态韧性评估作业时，只需要依靠数据在线监测采集单元，实时获得目标城市的生态数据并传送至AI芯片上自动计算得到目标城市的生态数据指标值，再将生态数据指标值智能化引入生态韧性评估数学模型中即可得到目标城市数字化后的生态系统韧性评估结果，简化了城市生态韧性评估的步骤，提高了城市生态韧性评估的效率，降低了生态韧性评估工作的成本，有利于精确快捷高效的得出目标城市生态韧性评估等级。
[0029]2、本专利技术采用卫星遥感监测系统、数据提取模块与物联网感应器组件，能够依靠卫星遥感技术与传感器技术，直观便捷获取更加精准的目标城市生态系统灾害数据，并配合AI芯片实时快速的处理在线数据得到城市生成系统灾害风险数据，方便进行生态系统韧性安全防范相关方面的研究，为城市生态安全风险防范提供了数据支持。
[0030]3、本专利技术通过卫星遥感监测系统、物联网数据获取系统、中央处理器与显示模块的配合，能够快速获取目标城市各种生态数据，并将获取的目标城市各种生态数据进行智能化处理，并在显示模块的作用下，将智能化处理后的目标城市各种生态数据实时进行数字化显示，让目标城市各种生态数据直观的展示，方便人们快捷了解到目标城市生态系统状况，以得出更加精准的城市生态韧性评估结果。
附图说明
[0031]图1为本专利技术城市生态韧性评估方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，其特征在于：所述城市生态韧性评估方法包括：构建数据在线监测采集单元，实时获取目标城市生态数据；将目标城市生态数据传输至AI芯片，通过AI芯片上的大数据AI算法计算以形成目标城市的生态数据指标值，并将其计算结果构建成城市生态韧性评估指标体系；构建生态韧性评估数学模型，将计算所得的生态数据指标值导入到评估数学模型内，以此输出城市生态韧性评估结果。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，其特征在于：所述目标城市的生态数据指标值包含建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、万元GDP工业废水排放率、万元GDP工业废气排放率、工业固体废弃物综合利用率、污水处理厂集中处理率、以及生活垃圾无公害处理率。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，其特征在于：所述数据在线监测采集单元包括：卫星遥感监测系统，用于获取目标城市内全部绿化种植垂直投影面积、城市总体面积、以及城市公共绿地面积的数据信息；物联网数据获取系统，用于获取目标城市的人文数据，其人文数据包含城市人均GDP总数值、工业三废排放量、城市生活污水排放总量、城市生活污水处理量、城市生活垃圾无害化处理量、城市生活垃圾产生总量、以及城市非农业人口数据信息；中央处理器，用于将卫星遥感监测系统与物联网数据获取系统所获取的数据信息转换为可视化数据；存储模块，用于将中央处理器转换所得的可视化数据进行存储；显示模块，用于数字化显示中央处理器转换所得的可视化数据。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，其特征在于：所述卫星遥感监测系统将获取的目标城市用地现状，并与城市信息系统远程连接，以获取精准的城市内全部绿化种植垂直投影面积、城市总体面积、以及城市公共绿地面积信息；其卫星遥感监测系统获取的目标城市用地现状数据为高分辨率卫星遥感数据，主要格式包括SPOT5、ALOS、EROS
‑
B格式。5.根据权利要求3所述的一种基于物联网和大数据的城市生态韧性评估方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何康茂，薛峰，凡宸，汪涛，黄涛，赵启成，
申请(专利权)人：自由度科技湖南有限公司，
类型：发明
国别省市：