一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，包括：图像获取模块，用于获取草原生态环境图像数据；处理模块，与所属数据获取模块连接，用于对所述草原生态环境数据进行处理，生成生态环境数据集；预测模块，与所属处理模块链接，用于基于所述生态环境数据集建立草原生态环境模型，并对草原生态环境进行预测；显示模块，用于基于所述草原生态环境模型显示预测结果。本发明专利技术通过航拍获取数据，数据的获取难度更小，更加全面；通过将获得的图像数据进行颜色空间转换，能够更好的对图像进行特征提取；通过建立预测模型，可以动态监测草原生态环境的发展情况，能够对草原生态环境的恶化进行预防。的恶化进行预防。的恶化进行预防。

【技术实现步骤摘要】
一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统


[0001]本专利技术属于生态监测领域，特别是涉及一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统。

技术介绍

[0002]草原生态系统主要包括植物、迁徙的野生动物、人类和饲养的牲畜等组成，同时草原是地球最大的碳储库之一，草原生态系统是独特的，碳循环最复杂，受人类影响最大的生态系统类型，尤其是在以畜牧业为主要生计来源的地区，是目前人类活动影响最为严重的区域，草原生态系统对维持全球及区域性生态平衡有极其重要的作用。
[0003]目前由于草原面积过大，总会存在草原生态环境检测不到位的问题，同时也存在收集草原生态环境数据时无法对数据进行有效的利用，以及无法对草原生态系统下一步的发展进行预知的问题，

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，包括：
[0006]图像获取模块，用于获取草原生态环境数据；
[0007]处理模块，与所述图像获取模块连接，用于对所述草原生态环境数据进行处理，生成生态环境数据集；
[0008]预测模块，与所述处理模块链接，用于基于所述生态环境数据集建立草原生态环境模型，并对草原生态环境进行预测；
[0009]显示模块，用于基于所述草原生态环境模型显示预测结果。
[0010]优选地，所述图像获取模块包括：
[0011]图像获取单元，确定航拍环境，基于无人机进行水平航拍，获取草原生态环境图像；
[0012]图像处理单元，用于将所述草原生态环境图像进行正射处理，生成正射影像；
[0013]图像分类单元，用于对所述正射影像进行分类，生成分类数据；
[0014]特征提取单元，用于基于像素点对所述分类数据进行特征提取，生成草原生态环境数据。
[0015]优选地，所述草原生态环境图像包括草原覆盖度图像、含水量图像、地上生物量图像、人类活动图像。
[0016]优选地，所述特征提取单元包括：
[0017]图像拆分单元，用于将所述分类数据均分为若干个子图像，并进行空间结构化处理；
[0018]纹理获取单元，用于基于所述子图像的二进制序列获取所述子图像的细节纹理信息；
[0019]提取单元，用于对所述细节纹理信息进行特征提取，生成所述草原生态环境数据。
[0020]优选地，所述处理模块包括：
[0021]参数提取模块，用于接收所述草原生态环境数据，并提取所述草原生态环境图像数据的RGB色彩衍生参数；
[0022]色彩转化模块，用于将所述RGB色彩衍生参数转化至IHS空间的三个分量并进行对比度拉伸，生成IHS色彩衍生参数，将所述IHS色彩衍生参数进行还原，生成所述生态环境数据集。
[0023]优选地，所述预测模块包括：
[0024]模型建立单元，用于基于所述生态环境数据集及机器学习算法建立生态环境预测模型；
[0025]计算单元，用于基于所述生态环境预测模型对所述生态环境数据集进行计算，获得预测结果；
[0026]对比单元，用于将所述预测结果与历史数据进行对比，若所述预测结果大于等于阈值，则发送至所述显示模块；
[0027]所述生态环境预测模型包括进行神经网络结构设计、激活函数的选择、模型权重初始化、网络层批标准化、正则化策略设定。
[0028]优选地，所述对比单元包括：
[0029]数据收集单元，用于收集草原生态环境历史数据并进行定性分析；
[0030]阈值设置单元，用于基于所述草原生态环境历史数据设置草原生物量变化阈值；
[0031]数据比对单元，用于将所述预测结果与所述草原生物量变化阈值进行对比，若所述预测结果小于阈值，则忽略，若所述预测结果大于等于阈值，则发送至显示模块；
[0032]所述草原生态环境历史数据包括历史监测数据以及历史卫星遥感数据。
[0033]优选地，所述显示模块包括：
[0034]数据对准单元，用于将所述预测结果与所述草原生态环境数据进行匹配，生成分析报告；
[0035]数据显示单元，用于将所述分析报告与所述草原生态环境模型进行显示。
[0036]本专利技术的技术效果为：
[0037]1.通过航拍获取数据，数据的获取难度更小，更加全面；
[0038]2.通过将获得的图像数据进行颜色空间转换，能够更好的对图像进行特征提取；
[0039]3.通过建立预测模型，可以动态监测草原生态环境的发展情况，能够对草原生态环境的恶化进行预防。
附图说明
[0040]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0041]图1为本专利技术实施例中的生态环境监测系统示意图；
[0042]图2为本专利技术实施例中的图像获取模块示意图；
[0043]图3为本专利技术实施例中的特征提取单元示意图；
[0044]图4为本专利技术实施例中的预测模块示意图。
具体实施方式
[0045]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0046]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0047]实施例一
[0048]如图1所示，本实施例中提供一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，包括：
[0049]图像获取模块，用于获取草原生态环境数据；
[0050]处理模块，与所述图像获取模块连接，用于对所述草原生态环境数据进行处理，生成生态环境数据集；
[0051]预测模块，与所述处理模块链接，用于基于所述生态环境数据集建立草原生态环境模型，并对草原生态环境进行预测；
[0052]显示模块，用于基于所述草原生态环境模型显示预测结果。
[0053]进一步优化方案，如图2所示，所述图像获取模块包括：
[0054]图像获取单元，用于基于无人机进行航拍获取草原生态环境图像；
[0055]图像分类单元，用于对所述草原生态环境图像进行分类，生成分类数据；
[0056]特征提取单元，用于基于像素点对所述分类数据进行特征提取，生成草原生态环境数据；
[0057]所述无人机包括POS数据获取单元以及GPS单元。
[0058]所述无人机航拍设备包括具有脚架的无人机，于所述无人机的底部固定设置安装支架，还包括通过减震机构连接悬置于所述安装支架上、并置于脚架内侧的形成有开孔的安装板，以及置于所述开孔处并水平固定在安装板上的数码相机，所述无人机具有POS图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，其特征在于，包括：图像获取模块，用于获取草原生态环境数据；处理模块，与所述图像获取模块连接，用于对所述草原生态环境数据进行处理，生成生态环境数据集；预测模块，与所述处理模块链接，用于基于所述生态环境数据集建立草原生态环境模型，并对草原生态环境进行预测；显示模块，用于基于所述草原生态环境模型显示预测结果。2.根据权利要求1所述的基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，其特征在于，所述图像获取模块包括：图像获取单元，确定航拍环境，基于无人机进行水平航拍，获取草原生态环境图像；图像处理单元，用于将所述草原生态环境图像进行正射处理，生成正射影像；图像分类单元，用于对所述正射影像进行分类，生成分类数据；特征提取单元，用于基于像素点对所述分类数据进行特征提取，生成草原生态环境数据。3.根据权利要求2所述的基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，其特征在于，所述草原生态环境图像包括草原覆盖度图像、含水量图像、地上生物量图像、人类活动图像。4.根据权利要求2所述的基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，其特征在于，所述特征提取单元包括：图像拆分单元，用于将所述分类数据均分为若干个子图像，并进行空间结构化处理；纹理获取单元，用于基于所述子图像的二进制序列获取所述子图像的细节纹理信息；提取单元，用于对所述细节纹理信息进行特征提取，生成所述草原生态环境数据。5.根据权利要求1所述的基于航拍图像的草原区生态环境监测系统，其特征在于，所述处理模块包括：参数提取模块，用于接收所述草原生态环境数据，并提取所述草原生态...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，
申请(专利权)人：江苏师范大学科文学院，
类型：发明
国别省市：