一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统,属于数字化智慧林业技术领域，包括：获取林业数据，并形成数字化模型数据；分离林木单株数据；构建多层次数字化区块链模型，隔离区块；通过移动窗口筛选算法对区块异常监测；数据上链。该用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统，有效应用于活力木资产管理、林业资源保护、森林状态监控、生态环境和气候监控及碳汇储量评估等，在森林资产数字化的基础上结合区块链信任体系，为林业管理部门、林权交易部门及双碳评估交易平台提供全新的管理方法。平台提供全新的管理方法。平台提供全新的管理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统


[0001]本专利技术属于数字化智慧林业
，具体涉及用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统。

技术介绍

[0002]森林是与人类生存息息相关的重要生态资源，森林病虫害及森林火灾一旦大规模发生，会将多年的绿化成果毁于一旦，对我国生态文明建设构成严重威胁，森林火灾的许多不良后果还没法用数字严格计算，土壤侵蚀、燃烧物质造成的大气、水污染，火灾产生的烟雾对全球大气系统有明显的负作用，温室效应加剧，糖类代谢，碳水化合物代谢受到破坏；
[0003]智慧林业信息化应用管理系统为了保护来之不易的绿化成果，保证生态建设可持续发展，需从体制上建立健全森林防火防病虫害长效机制，更需运用技术手段切实提高依法治林、科学管林、预警响应、应急处置和基础保障等森林智慧管理能力建设，有效预防和积极扑救发生的森林灾害，保护森林资源和人民群众生命财产安全，但是现有的管理系统为中心化系统，主要依赖于某个机构或企业，相关数据可能面临被篡改的风险；由于各个系统模式不同，相互之间存在一定的体系壁垒，导致数据难以进行共享，同时系统无法实现分布式存储、容易被篡改、不可追溯等问题，因此，需要研发一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统来解决现有的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统，以解决智慧林业管理系统之间无法建立数据置信区间的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法，包括：
[0006]通过无人机激光雷达、影像及多光谱传感器获取林业基础数据，并形成数字化模型数据；
[0007]分离林木单株数据；
[0008]建立林木单株数据模型并关联对应属性数据库；
[0009]构建多层次数字化区块链模型，隔离区块；通过移动窗口筛选算法对区块异常监测；
[0010]数据上链管理。
[0011]优选的，所述林业基础数据包括：激光雷达数据、高光谱数据、高精度可见光影像数据。
[0012]优选的，所述分离林木单株数据包括：
[0013]通过激光点云、高光谱成像、高精度影像对单株树冠冠幅精准剖分；
[0014]分析树冠遮蔽与模糊区域，建立单株分离算法参数，并评估算法模型参数的树种适应性；
[0015]确定活力木单株位置坐标、树高、冠幅尺寸、总体数量，完成活力木单株确权。
[0016]优选的，所述激光点云包括：
[0017]对林木移动激光点云采集数据预处理后，推算林地高程数据并对其进行空间滤波后，将乔木层数据去噪处理，并通过正射投影得到多尺度局部极值点，经反向投影后进行树冠中心点置度估测，通过点云特征分析得到单株树冠冠幅精准剖分。
[0018]优选的，所述高光谱成像包括：
[0019]获取机载林木光谱数据，对其预处理后得到人工标定各树种光谱有效特征，经过数据源累积构建林木光谱大数据库，通过半监督学习对不同树种自动分类。
[0020]优选的，所述高精度影像包括：
[0021]获取机载林木影像，并对其数字图像处理，计算林木不同树种纹理，经过数据源累积构建林木图像纹理大数据库，通过机器学习得到高维样本和稀疏表示。
[0022]优选的，所述多层次数字化区块链模型包括：感知层、沉淀层、区块链层。
[0023]优选的，所述数据上链步骤包括：
[0024]建立混淆矩阵，其中TP表示样本正值同时预测值也为正值，FP表示样本为负值但是预测值为正值，FN表示样本为正值但是预测值为负值，TN表示样本为负值同时预测值也为负值；
[0025]通过下列公式计算准确性Accuracy，
[0026][0027]通过下列公式计算精确值Precision，
[0028][0029]通过下列公式计算撤回率Recall，
[0030][0031]其中：TP表示样本正值同时预测值也为正值，FP表示样本为负值但是预测值为正值，FN表示样本为正值但是预测值为负值，TN表示样本为负值同时预测值也为负值；
[0032]计算精确值与撤回率的关系F1_score；
[0033][0034]一种用于数字化智慧林业的区块链架构系统，包括：
[0035]林业数据获取模块，用于获取林业数据；
[0036]林木单株数据分离模块，用于分离林木单株数据；
[0037]多层次数字化区块链模型构建模块，用于构建基多层次数字化区块链模型；
[0038]隔离区块模块，用于隔离区块表达
[0039]区块异常监测模块，用于通过基于移动窗口为基础的筛选算法进行异常监测；
[0040]数据上链模块，用于数据上链；
[0041]可视化模块，用于将活力木林株数据及相关属性、林区地理信息基础数据、生态环境数据、气候数据及林木长势数据可视化展示；
[0042]林业资产全生命周期管理模块，用于建立区块链管理体系，对森林资产全生命周期全变量数据完整的管理。
[0043]本专利技术的技术效果和优点：该用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法及系统，有效应用于活力木资产管理、林业资源保护、森林状态监控、生态环境和气候监控及碳汇储量评估等，在森林资产数字化的基础上结合区块链信任体系，为林业管理部门、林权交易部门及双碳评估交易平台提供全新的管理方法；该方法充分建立在区块链核心技术之上，解决了数据采集、处理、流转、评估及综合数据管理中的信任体系构建问题，保证了所有数据的唯一性和不可篡改性，极大提升了智慧林业管理体系中的数据置信区间。
附图说明
[0044]图1为本专利技术的方法流程示意图；
[0045]图2为本专利技术分离林木单株数据步骤流程图；
[0046]图3为本专利技术林木单株分离算法框架示意图；
[0047]图4为本专利技术林木单株分离及数字化效果图a；
[0048]图5为本专利技术林木单株分离及数字化效果图b；
[0049]图6为本专利技术林木单株分离及数字化效果图c；
[0050]图7为本专利技术区块链数字化管理及数据监控架构图；
[0051]图8为本专利技术隔离树结构示意图；
[0052]图9为本专利技术基于移动窗口的区块筛选算法架构示意图；
[0053]图10为本专利技术可视化显示示意图；
[0054]图11为本专利技术资产全生命周期管理体系架构示意图。
具体实施方式
[0055]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0056]本专利技术提供了如图1中所示的一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法，包括：
[0057]通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法，其特征在于：包括：通过无人机激光雷达、影像及多光谱传感器获取林业基础数据，并形成数字化模型数据；分离林木单株数据；建立林木单株数据模型并关联对应属性数据库；构建多层次数字化区块链模型，隔离区块；通过移动窗口筛选算法对区块异常监测；数据上链管理；所述分离林木单株数据包括：通过激光点云、高光谱成像、高精度影像对单株树冠冠幅精准剖分；分析树冠遮蔽与模糊区域，建立单株分离算法参数，并评估算法模型参数的树种适应性；确定活力木单株位置坐标、树高、冠幅尺寸、总体数量，完成活力木单株确权；所述隔离区块包括时间标记，区块ID，现有散列值及前置散列值hashvalues，节点ID以及隔离树，通过如下公式表达：Block＝[timeStamp||blockchainI D||hashPre||hashCur||NID||iTree].其中，Block表示隔离区块，timestamp表示时间标记，blockchainID表示区块链编号，hashPre表示前散列值，hashCur表示当前散列值，NID
‑
Node表示ID节点编号，iTree
‑
isolated tree表示隔离树；所述隔离树包括若干节点，每个节点包含结论阙值β，左节点T1及右节点T
r
；隔离树结构表达如下所示：iTree＝[iTree
left
||β||iTree
right
]
·
其中：iTree表示隔离树；iTree
left
表示左隔离树；iTree
right
表示右隔离树。2.根据权利要求1所述的一种用于数字化智慧林业的区块链架构构建方法，其特征在于：所述林业基础数据包括：激光雷达数据、高光谱数据、高精度可见光影像数据；所述激光点云包括：对林木移动激光点云采集数据预处理后，推算林地高程数据并对其进行空间滤波后，将乔木层数据去噪处理，并通过正射...

【专利技术属性】
技术研发人员：白颢，沈扬，邹辉晖，李雄威，
申请(专利权)人：杭州万林数链科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：