一种行道树生态景观监测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种行道树生态景观监测系统和方法,其是基于实地调查搜集信息、通过数据库处理健康监测和鼠标键盘操作等交互方式相结合的行道树生态景观监测系统和方法，包括三大模块：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块。该方法通过几个过程实现，分别是：采集、收集监测信息；分析监测信息，修订监测标准；实地调查，搜集地图研制的相关资料，包括数据库管理系统；数据整理与分析；绘制电子地图的软件技术和操作。本发明专利技术能提供信息实时更正和浏览查询功能，及时迅速地提供更为直观和形象的数字化图像，进而为行道树的规划设计和养护、监控、管理提供更为有效、可靠的参考依据，提高工作的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种行道树生态景观监测系统和方法
本专利技术通过将信息技术与可视化的软件应用程序相结合，编制一种关于城市建成区行道树生态景观监测的系统和方法。系统最终以动态可更新的行道树生态地图形式与用户进行交流，使传统表格数据图像化，并可达到数据及显示图像的实时更新。确切地说是涉及到行道树信息采集、生态景观健康监测和查询显示技术的人机交互

技术介绍
城市行道树生态景观的监测对于整个城市的环境以及城市整体形象特色有着至关重要的作用。行道树种植池过小、栽植地土质较贫瘠、道路环境污染、周围建构筑物影响及人为破坏是造成行道树生长状况不良、景观效果差的主要因素，当前对行道树生态景观的监测还主要以人工现场勘查和传统的文字加图表的方式来进行，后期研究和资料查询的过程也很繁琐，这种情况不利于有效地实时监测和反映行道树的生态景观状态。在当今行道树的研究主要集中于植物及生态学相关领域的情况下，以城市建成区的行道树为研究对象，利用学科交叉，将信息技术运用于数据的整合及表达，创建行道树生态景观监测系统和方法，旨在及时、准确地监测行道树的健康状况，保持城市道路景观风貌，让管理部门随时了解行道树的健康状况，及早发现行道树的健康问题，并及时采取相关的规划设计和养护管理措施，使行道树最大程度发挥其生态、景观和社会效益。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种行道树生态景观监测系统和方法，利用人机交互界面，以图文并茂的形式向所需人群提供行道树基本知识、健康状况、景观效果及生境特征的详细资料；改变传统的文字加图表的行道树资料档案录入方式为数字信息库形式，并提供信息实时更正和浏览查询功能，减少传统形式的后期资料查询的繁琐过程，及时迅速地提供更为直观和形象的数字化图像；进而为行道树的规划设计和养护、监控、管理提供更为有效、可靠的参考依据，提高工作的效率。行道树生态景观的实地调查内容分为三大项即植株体、道路的空间类型、行道树的养护措施，将搜集的资料进行分项整理，得出反映行道树生长状况的相关数据（树种、种植配置、景观效果等），为后期行道树生态景观地图的研制提供数据库数据。在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况。通过层次分析法（AnalyticHierarchyprocess）确定各项参数的相对权重，构建行道树健康状况计算公式。道路的空间类型以横向剖面图纸的形式进行数据量化和图像化，并辅助以多季节的景观影像进行记录。本专利技术通过以下技术方案实现：行道树生态景观监测系统和方法，如图1所示，所述系统包括三个模块：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块。1.信息收集模块,以行道树所在道路进行分类，对行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的调查信息进行分项收集整理录入，并根据后续调查结果的变更对已录入的信息进行更改以实现数据的实时更新。（如图2所示）。植物本体信息包括行道树所在道路分布概况及行道树树种信息，前者包括以文字呈现的道路属性、道路绿化状况、群落配置方式及以照片形式呈现的道路绿化实景；后者包括道路所用行道树树种的基本信息及该路段行道树营养器官（树冠、树干、树根等）的状况，均以图文并茂的形式呈现。（如图3、4所示）基地环境空间信息包括行道树所在道路的路面等级和断面设计，标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间的形态，道路的空间类型以横向剖面图纸的形式进行数据量化和图像化（如图6所示），并绘制出空间特征示意图（空间模型，如图7所示），凸显行道树的道路空间营造形式。基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，以四季实地调查所采集的照片的形式呈现（如图5所示）。养护措施信息，包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪、浇灌方式和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰等，均以现场照片加文字说明的形式呈现。2.健康监测模块,在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况。通过层次分析法（analytichierarchyprocess）确定各参数的相对权重，构建行道树健康状况计算公式。层次系统包括：目标层（A）行道树健康程度；结构层（B）按照行道树的结构和外貌分为整体状况B1,树冠B2,树干B3；参数层（C）反应行道树健康状况的普遍性状。其中整体状况B1包括树势C1和（树木）倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项。运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供了技术支持。行道树健康状况计算公式：A1=C1×0.2591＋C2×0.2244＋C3×0.1137＋C4×0.0318＋C5×0.0817＋C6×0.0817＋C7×0.0200＋C8×0.0087＋C9×0.0904＋C10×0.0438＋C11×0.0188＋C12×0.0295＋C13×0.0603根据该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查并计算出监测数值。行道树健康等级分布如图3所示。3.查询与显示模块,在计算机软硬件的支持下，以地图数据库为基础，能够进行监测信息的存储、管理、分析和显示的计算机系统模块，构建了行道树生态景观监测数据库及以电子地图形式呈现的界面。系统开发的主要平台与工具是VisualStudio2012，它属于最流行的Windows平台应用程序开发环境，起着最为重要的作用。前台页面制作工具是Dreamweaver8，它简化了开发的过程，并让前台页面更加美观。SQLServer2008提供了数据库服务，是支撑网站运行的基石。chrome开发者工具帮助调试前台页面，提供了方便而强大的调试功能。行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的信息采用文字结合图片、图纸的方式来显示。监测地图的底图选用google底图。行道树生态景观监测地图通过重叠覆盖在道路上的宽色带的色彩来表明其整体优劣程度的等级，绿色代表优，黄色代表一般，红色代表差（如图3所示）。附图说明图1为监测系统的模块组织架构；图2为信息收集分类图；图3为监测系统的面板样例1；图4为监测系统的面板样例2；图5为某路段实景照片样例；图6为某路段剖面图样例；图7为某路段空间特征示意图样例；图8为层次结构模型；图9为YAAHP自动生成判断矩阵；图10为判断矩阵；图11为自动不一致调整判断矩阵；图12为参数层C的各项权重；图13为判断矩阵及特征向量Wi的计算结果；图14为北京市海淀区行道树生态景观监测数值对比；图15为行道树生态景观监测信息录入界面；图16为行道树健康状况监测结果录入界面；图17为查询与显示模块的组成结构、功能关系。本专利技术的有益效果通过前期的基础数据搜集分析，并与后期的软件相结合，可以对行道树生态景观生态信息和健康监测数据进行实时更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行道树生态景观监测系统，其特征在于包括：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块；其中：信息收集模块，包括视频输入设备、网络端口和联通设备；对行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的信息进行收集整理；植物本体信息包括种类和习性、形态、配植方式、分布位置；基地环境空间信息包括行道树所在道路的路面等级和断面设计，标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间形态，并绘制出空间特征示意图，凸显行道树的道路空间营造形式，基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，以照片的形式体现；养护措施信息以现场照片的形式反映，包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰；健康监测模块，包括计算机，用于在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法确定各参数的相对权重，层次系统包括：目标层（A）行道树健康程度；结构层（B）按照行道树的结构和外貌分为整体状况B1,树冠B2,树干B3；参数层（C）反应行道树健康状况的普遍性状；根据权重确定行道树健康状况计算公式，并利用公式计算得出健康监测数值结果；查询与显示模块，包括显示器，以地图数据库为基础，能够进行空间信息的存储、管理、分析和显示的计算机系统模块，构建了行道树景观生态监测数据库和以电子地图形式呈现的界面；查询与显示模块包括查询部分与显示部分,查询部分负责根据显示部分的要求从数据库中读取道路信息并返回给显示部分；显示部分负责接收数据，并根据所接收的数据指示的路径从文件系统中读取需要的图片，最后将所有的数据显示在前台网页上。...

【技术特征摘要】
1.一种行道树生态景观监测系统，其特征在于包括：信息收集模块；健康监测模块；查询与显示模块；其中：信息收集模块，包括视频输入设备、网络端口和联通设备；对行道树的植物本体、基地环境空间、养护措施三方面的信息进行收集整理；植物本体信息包括种类和习性、形态、配植方式、分布位置；基地环境空间信息包括行道树所在道路的路面等级和断面设计，标注行道树的种植形式，以及道路两侧的城市建筑、设施位置和城市空间形态，并绘制出空间特征示意图，凸显行道树的道路空间营造形式，基地环境空间信息还包括城市道路四季景观形象，以照片的形式体现；养护措施信息以现场照片的形式反映，包括种植池/带形状、树干的支撑方式、防虫药剂的涂刷和防虫带的绑扎方式、堆雪和积水情况，以及树篦子的形状、用材和纹饰；健康监测模块，包括计算机，用于在行道树基本信息调研的基础上，结合调查的可行性、直观性，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法确定各参数的相对权重，层次系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌分为整体状况B1,树冠B2,树干B3；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；根据权重确定行道树健康状况计算公式，并利用公式计算得出健康监测数值结果；查询与显示模块，包括显示器，以地图数据库为基础，能够进行空间信息的存储、管理、分析和显示的计算机系统模块，构建了行道树景观生态监测数据库和以电子地图形式呈现的界面；查询与显示模块包括查询部分与显示部分,查询部分负责根据显示部分的要求从数据库中读取道路信息并返回给显示部分；显示部分负责接收数据，并根据所接收的数据指示的路径从文件系统中读取需要的图片，最后将所有的数据显示在前台网页上；其中，在行道树基本信息调研的基础上，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法(AnalyticHierarchyprocess)确定各参数的相对权重；层次分析系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌，分为整体状况B1,树冠B2,树干B3,树根B4；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；其中整体状况B1包括树势C1和树木倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项；各层之间依托各项目因子之间的重要性确定权重关系的大小，目标层(A)由结构层(B)决定，结构层(B)由参数层(C)决定；运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供技术支持；行道树健康状况计算公式：A1＝C1×0.2591+C2×0.2244+C3×0.1137+C4×0.0318+C5×0.0817+C6×0.0817+C7×0.0200+C8×0.0087+C9×0.0904+C10×0.0438+C11×0.0188+C12×0.0295+C13×0.0603根据该公式，对城市道路行道树健康状况进行调查并计算出监测数值，得出行道树健康等级和分布状况。2.根据权利要求1所述的行道树生态景观监测系统，其特征在于：以图文并茂的形式向所需人群提供行道树基本知识、健康状况、景观效果及生境特征的资料；将传统的文字加表格的行道树档案资料记录方式改变为数字信息库方式，具备动态更新的功能，并提供信息实时更正和浏览查询功能。3.一种行道树生态景观监测的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)采集、收集监测信息搜集与行道树生态景观相关的资料，包括常用的行道树种类、生态习性、形态特征的基础资料、道路绿化空间结构；(2)分析监测信息参照园林树木健康状况分析方法来制定行道树健康状况监测方法，具体如下：(2.1)选择监测参数避免选择需要精密仪器测量以及对树木健康造成伤害的项目参数，尽可能对行道树零伤害；选择通过植物外部形态结构能观察、实测到的项目参数；(2.2)确定层次分析系统和项目内容在行道树基本信息调研的基础上，从整体、树冠、树干3个方面着手，选择12个直观的参数来反映行道树健康状况；通过层次分析法(AnalyticHierarchyprocess)确定各参数的相对权重；层次分析系统包括：目标层(A)行道树健康程度；结构层(B)按照行道树的结构和外貌，分为整体状况B1,树冠B2,树干B3,树根B4；参数层(C)反应行道树健康状况的普遍性状；其中整体状况B1包括树势C1和树木倾斜C2两项，树冠B2包括枯枝、腐枝C3、顶梢枯死C4、叶斑或变色C5、病害C6、虫害C7、寄生C8六项，树干B3包括干基腐朽C9、洞穴C10、损伤C11、病虫害C12四项，树根B4包括树根通气透水性C13一项；各层之间依托各项目因子之间的重要性确定权重关系的大小，目标层(A)由结构层(B)决定，结构层(B)由参数层(C)决定；运用yaahp软件建立判断矩阵，运用层次分析法，借助软件YAAHP构建行道树生态景观监测体系的层次结构模型，建立参数C的判断矩阵，并通过yaahp软件的一致性检测及自动调整，确定参数层C的各项相对权重，为行道树生态景观监测地图研制提供技术支持；行道树健康状况计算公式：A1＝C1×0.2591+C2×0.2244+C3×0.1137+C4×0.0318+C5×...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾洪立，梁钊，刘玮，王栎，蒋雨婷，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11