本技术涉及生态修复，更具体地说，涉及一种矿坑生态修复绿化装置及其使用方法。
背景技术：
1、在矿产资源开发后，地表会留下大量的矿坑，这些矿坑一方面体积大，形成大量不稳定的岩面和边坡，对其进行改造非常困难，故对于矿坑生态修复的问题迫切需要解决。
2、现有技术公开号为cn211745887u的文献提供一种矿坑生态修复绿化装置，涉及到生态修复技术领域，包括给水箱，所述给水箱的内部固定连接有隔板，所述隔板的上表面左端固定连接有支撑杆，所述支撑杆的上端通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的左端固定连接有扇叶，所述转轴的右端固定连接有齿轮，所述齿轮的外侧设置有移动框，所述移动框的前侧内壁和后侧内壁均固定连接有齿轮条，所述齿轮通过齿轮条与移动框啮合连接，所述移动框的下表面固定连接有连接板，所述连接板的右端固定连接有挡板。通过齿轮转动能够带动挡板上下移动，这样给水箱内的水便会间歇性的从引水管流出，这样避免了积水量过大一次性全部都浇灌到绿化带上造成雨水浪费。
3、上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：1、无法适用矿坑各种不同形状的地表情况。2、无法对植物的生长和环境进行监测，无法及时掌握矿坑生态修复的效果。
4、鉴于此，我们提出一种矿坑生态修复绿化装置及其使用方法。
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、本技术的目的在于提供一种矿坑生态修复绿化装置及其使用方法，解决了上述背景技术中提出的技术问题，实现了通过转动连接绿化修复组件，能够灵活适应矿坑表面复杂多变的地形，利用具备倒刺结构的锚杆组件将固定框牢固固定于矿坑地面，增强了绿化修复结构的稳定性；可以对植被和环境进行监测，及时发现异常情况；结合植被生长状况和土壤参数数据，对矿坑生态修复绿化装置的使用效果进行全面评估的技术效果。
3、2.技术方案
4、本技术技术方案提供了一种矿坑生态修复绿化装置，包括：若干绿化修复组件；相邻的绿化修复组件之间可拆卸的转动连接在一起，可以适应矿坑表面不同的地形。
5、绿化修复组件包括固定框、底网、储水盒、滤网、锚杆组件；
6、固定框的底部固定设置有底网，底网上固定设置有若干金属环扣；金属环扣与锚杆组件插接配合；通过锚杆组件将底网固定到矿坑表面；
7、固定框内固定设置有若干储水盒，储水盒内装有蓄水绵，能够储存和缓慢释放水分，为植物提供持续的水分供应。储水盒顶部可拆卸的固定设置有滤网。
8、固定框周边活动设置有若干锚杆组件，通过锚杆组件将固定框固定到矿坑表面。固定框内从下到上依次设置有固化剂层、土壤改良剂层、沙土层和粘土层；
9、固定框上固定设置有监测机构，监测机构包括高清摄像头和土壤监测仪；对矿坑内植被的生长和矿坑环境进行监测，及时发现异常情况(例如山体护坡、固定框移位脱离、植物生长异常、病虫害等)；对矿坑生态修复绿化装置内的土壤进行监测。对矿坑生态修复绿化装置的修复绿化效果进行综合评估。
10、作为本发明一种可选方案，锚杆组件包括锚杆本体、螺纹杆、滑动块和插板；
11、锚杆本体上可滑动的设置有滑动块，滑动块的两侧对称的可转动的设置有插板；插板与滑动块之间设置有拉簧。插板可滑动的设置在锚杆本体上。拉簧可以保持插板在不受外力时处于收拢状态。
12、锚杆本体上可转动的设置有螺纹杆；螺纹杆与滑动块螺纹配合连接；转动螺纹杆可以使滑动块移动调整位置。
13、锚杆本体的末端设置有尖刺部，可以快速顺利的插入矿坑的土层内。锚杆本体的上端开设有六角沉槽。
14、作为本发明一种可选方案，监测机构包括包括：
15、数据收集模块：收集矿坑的地质条件数据(包括位置、地形、尺寸和形状和土层情况等)；利用无人机航拍、gps定位、激光扫描等技术获取矿坑的三维地形图、土层分布等详细数据。记录植被从种植到成熟的各个阶段图像，同时捕捉异常情况下的图像作为对比样本。对图像进行标注，作为参考样本。
16、设备布设模块：根据矿坑的地质条件，对高清摄像头和土壤监测仪的数量及位置进行规划；
17、土壤参数采集模块：通过土壤监测仪采集固定框内土壤的湿度、温度、ph值、养分含量和重金属含量等参数；将监测数据与预设的预警阈值进行比较，评估土壤健康状况。
18、图像采集模块：通过高清摄像头对矿坑内的植被和环境采集高清图像；
19、图像预处理模块：对采集到的图像进行预处理；包括过滤去噪、灰度化和归一化等；便于后续的特征提取和异常识别。
20、特征提取模块：利用机器学习或深度学习算法，对预处理后的图像进行特征提取，提取的特征包括颜色、纹理和形状等；
21、异常识别模块：对特征提取后的图像进行对比识别分析，及时识别出植物生长异常情况和环境异常情况；
22、综合评估模块：根据异常识别模块和土壤参数采集模块的监测结果，对矿坑生态修复绿化装置的使用效果进行综合评估。
23、报警模块：包括报警器，当监测有有植物生长异常情况和环境异常情况时，及时发出警报。
24、中央控制单元：与数据收集模块、设备布设模块、土壤参数采集模块、图像采集模块、图像预处理模块、特征提取模块、异常识别模块、综合评估模块和报警模块网络连接。
25、作为本发明一种可选方案，设备布设模块根据矿坑的地质条件，对高清摄像头和土壤监测仪的数量及位置进行规划；包括以下步骤：
26、1、收集地质数据：通过地质勘查报告、无人机航拍、现场勘察等方式，收集矿坑的地质条件数据，包括位置、地形、尺寸、形状、土层分布、土壤类型、地下水情况等。
27、2、分析需求：根据矿坑修复的目标和要求，分析需要监测的关键区域和参数，如边坡稳定性、排水情况、植被生长状况、土壤质量等。
28、3、摄像头布设规划：在矿坑的四周设置摄像头，覆盖整个矿坑区域，以监控整体情况。在边坡、排水沟、修复绿化装置内部、固定框附近等关键区域增设摄像头，进行重点监控。根据地形和监控需求，调整摄像头的角度和高度，确保无死角监控。
29、4、摄像头安装：按照规划位置安装摄像头，确保摄像头稳固且不易被遮挡。安装完成后，进行摄像头调试，确保图像清晰、传输稳定，并进行夜间测试以验证夜视功能。
30、5、土壤监测仪布设规划：选择能够监测土壤湿度、温度、ph值、养分含量(如氮、磷、钾)和重金属含量等参数的土壤监测仪器，确保监测数据的全面性和准确性。在修复绿化装置内的不同位置布设监测点，覆盖整个装置区域。根据土壤类型和修复目标，在不同深度(如表层、中层、深层)布设监测点，确保数据采集的全面性和代表性。
31、6、土壤监测仪安装：按照规划位置进行钻孔，将土壤监测仪安装到预定深度，并固定好。将监测仪与数据传输设备(如数据采集器)连接，并进行初步测试，确保数据能够正常传输至中央控制单元。
32、7、远程数据传输设置：配置数据传输设备，设置数据传输设备的参数，包括ip地址、端口号、传输协议等，确保数据能够稳定、实时地传输至中央控制单元。进行数据传输测试，验证数据是否能够准确无误地传输至中央控制单元，并检查是否有数据丢失或延迟现象。
33、作为本发明一种可选方案，异常识别模块对特征提取后的图像进行对比识别分析，识别出植物生长异常情况和环境异常情况；包括以下步骤：
34、1、特征数据收集：从图像预处理和特征提取模块获取已经处理好的图像特征数据，这些特征数据包括颜色、纹理、形状等，与植物生长和环境状态紧密相关。
35、2、建立参考数据库：建立一个包含正常和异常情况的图像特征数据库。数据库包括各种植物生长正常状态(如健康生长、不同生长阶段)的图像特征，以及已知的异常情况(如枯萎、黄叶、病虫害、生长缓慢等)的图像特征。同时包括环境正常状态(如山体稳定、固定框稳固)和异常情况(如山体滑坡、固定框移位脱离等)的图像特征。
36、3、特征匹配：将待识别的图像特征与参考数据库中的特征进行匹配。
37、4、异常检测：
38、阈值法：设定一个或多个阈值，当待识别图像的特征与参考数据库中异常情况的特征相似度超过阈值时，认为存在异常情况。适用在简单的、易于量化的异常情况：例如，植物叶片的颜色变化(如黄叶现象可以通过颜色阈值来判断)、生长速度(通过比较实际生长速度与预期速度的阈值来判断生长缓慢)等。例如土壤湿度、温度等环境因素的监测，当这些参数超出设定的安全阈值时，可以认为存在异常情况。
39、分类器：使用支持向量机svm机器学习对特征进行分类，判断其属于正常还是异常类别。适用于复杂的、难以直接量化的异常情况：如病虫害识别，需要分析叶片上的病斑、虫洞等复杂特征。当存在多种不同类型的异常情况，进行多种异常类型的分类(如多种病虫害、不同类型的植物生长异常)时，分类器可以将它们区分开来。
40、聚类分析：对特征进行聚类，将相似的特征归为同一类，然后根据聚类结果判断是否存在异常情况。
41、5、多特征融合：为了提高识别的准确性，将多个特征(如颜色、纹理、形状等)进行融合，综合考虑多个方面的信息来做出判断。
42、6、植物生长异常情况识别：根据特征对比的结果，识别出植物生长异常情况，如枯萎、黄叶、病虫害、生长缓慢等。这通常需要对植物叶片、茎干、果实等部位的特征进行细致分析。
43、7、环境异常情况识别：根据特征对比的结果，识别出环境异常情况，如山体滑坡、固定框移位脱离等。
44、8、实时反馈：确保异常识别模块能够实时处理输入的图像数据，并快速给出识别结果。当识别出异常情况时，立即触发报警机制。根据实际应用中的反馈和效果评估结果，不断优化和改进异常识别模块的算法和参数设置。
45、9、记录与报告：将识别结果和报警信息记录在日志中，并生成相应的报告。这些报告可以用于后续的分析、评估和改进工作。
46、作为本发明一种可选方案，综合评估模块根据异常识别模块和土壤参数采集模块的监测结果，对矿坑生态修复绿化装置的使用效果进行综合评估。
47、包括以下步骤：
48、1.数据收集整理：从异常识别模块获取数据，包括任何异常事件(如土壤污染突发、植被枯萎等)的记录、时间、地点及初步原因分析。从土壤参数采集模块收集数据。数据应涵盖土壤ph值、有机质含量、水分含量、重金属含量、养分状况(如氮、磷、钾等)及土壤结构变化等关键指标。收集植被生长状况数据，包括植被种类、覆盖率、生长速度、生物量、健康状况(如病虫害情况)等。整理所有收集到的数据，确保数据的准确性、完整性和一致性，为后续分析奠定基础。
49、2.生态评估：
50、步骤2.1：植被恢复效果评估。分析植被覆盖率、生长速度、种类多样性等指标，与修复前或参考标准进行对比，评估植被恢复的成功程度和可持续性。
51、步骤2.2：土壤改良效果评估。利用土壤参数数据，评估土壤结构改善、养分提升、重金属污染降低等方面的效果。采用统计方法(如t检验、方差分析等)比较修复前后的差异。
52、3.风险评估
53、步骤3.1：识别潜在污染风险。根据重金属含量、有害物质检测等结果，识别土壤和水体中可能存在的污染风险。
54、步骤3.2：评估环境问题。分析土壤侵蚀、水土流失、生物多样性变化等环境问题，评估其对生态系统稳定性的影响。
55、步骤3.3：制定风险应对策略。针对识别出的风险，提出预防、缓解或补救措施，确保环境安全。
56、4.修复效果综合评估：
57、步骤4.1：构建评估指标体系。结合生态恢复、环境安全、经济效益等多方面因素，设计综合评估指标体系，如植被恢复率、土壤质量改善指数、风险降低程度、经济投入产出比等。
58、步骤4.2：量化评估。利用收集到的数据和构建的指标体系，对各指标进行量化评分或计算综合得分。
59、score恢复＝w恢复*(l当前-l目标)/(l最大-l目标)；
60、score土壤＝w土壤*(z当前-z目标)/(z最大-z目标)；
61、score风险＝w风险*(f目标-f当前)/(f目标-f最小)；
62、score经济＝w经济*(b当前-b目标)/(b最大-b目标)；
63、式中，score恢复是植被恢复的量化评分。score土壤是土壤质量的量化评分。score风险是风险降低的量化评分。score经济是经济投入产出比的量化评分。w恢复、w土壤、w风险和w经济分别是植被恢复、土壤质量、风险降低和经济投入产出比的权重。l当前是当前的植被覆盖率。l目标是目标植被覆盖率。l最大是可能的最大植被覆盖率。z当前是当前的土壤质量指数。z目标是目标土壤质量指数。z最大是可能的最大土壤质量指数。f当前是当前的风险降低水平。f目标是目标风险降低水平。f最小是可能的最小风险降低水平。b当前是当前的经济投入产出比。b目标是目标经济投入产出比。b最大是可能的最大经济投入产出比。
64、步骤4.3：综合分析评价。将各指标的评估结果汇总，进行综合分析，判断矿坑生态修复绿化装置的整体效果。考虑长期与短期效益的平衡，提出改进建议。按照下式计算综合评分：
65、score综合＝[∑(wi*scorei)]/n；式中，score综合是综合评分，通过对各个评估指标的得分进行加权求和得到的，用于综合反映所有评估指标的表现。wi表示第i个评估指标的权重。权重反映了该指标在整体决策中的重要性。权重是通过成对比较和一致性检验来确定的。scorei表示第i个评估指标的得分。这个得分是根据指标的实际表现和预设标准计算出来的，可以是量化的数值，如百分比、指数或其他度量单位。n表示评估指标的总数。这个数值表示在评估过程中考虑了多少个不同的指标。
66、步骤4.4：报告编制与反馈。编制综合评估报告，详细记录评估过程、结果、发现的问题及建议。
67、5.持续改进：根据评估结果，对矿坑生态修复绿化装置进行调整和优化，包括技术改进、管理加强等方面。建立定期监测与评估机制，确保生态修复工作的持续性和有效性。
68、通过上述技术方案，可以全面、系统地评估矿坑生态修复绿化装置的使用效果，为矿坑生态修复工作提供科学依据和决策支持。
69、本发明提供一种矿坑生态修复绿化装置的使用方法，包括以下步骤：
70、s1、将若干绿化修复组件转动连接在一起铺设在矿坑表面，适应矿坑表面不同的地形；通过锚杆组件将各个固定框和底网固定到矿坑地面上。
71、s2、根据矿坑处的气候条件和地质条件，选择合适的植物种植在固定框内；
72、s3、监测机构的设备布设模块根据矿坑的地质条件，对高清摄像头和土壤监测仪的数量及位置进行规划；并按照规划好的数量及位置安装高清摄像头和土壤监测仪；
73、s4、土壤参数采集模块通过土壤监测仪采集固定框内土壤的湿度、温度、ph值、养分含量(如氮、磷、钾)和重金属含量等参数；
74、s5、储水盒内的蓄水绵能够收集雨水，能够储存和缓慢释放水分，为植物提供持续的水分供应。当监测到固定框内土壤较干，湿度低于设定的阈值时，通过外部水源和进水管及支管，向固定框内补充水分，确保植被能够有充足的水分使其正常生长。
75、s6、图像采集模块通过高清摄像头对矿坑内的植被和环境采集高清图像；
76、s7、图像预处理模块对采集到的图像进行预处理；特征提取模块对预处理后的图像进行特征提取。
77、s8、异常识别模块对特征提取后的图像进行对比识别分析，及时识别出植物生长异常情况和环境异常情况；
78、s9、综合评估模块根据异常识别模块和土壤参数采集模块的监测结果，对矿坑生态修复绿化装置的使用效果进行综合评估。
79、s10、当监测有有植物生长异常情况和环境异常情况时，报警模块及时发出警报。
80、3.有益效果
81、本技术技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
82、1、本发明地形适应性增强，通过转动连接绿化修复组件，能够灵活适应矿坑表面复杂多变的地形，确保绿化修复工作的全面覆盖和有效实施。
83、2、利用具备倒刺结构的锚杆组件将固定框牢固固定于矿坑地面，增强了绿化修复结构的稳定性，减少因地质变化或自然因素导致的损坏风险。
84、3、可以对植被和环境进行监测，根据矿坑地质条件规划监测设备，确保监测数据的准确性和全面性。合理规划监测设备数量和位置，提高了监测效率，减少了资源浪费。
85、4、通过监测土壤湿度，实现精准灌溉，既保证了植物的水分需求，又避免了水资源浪费。通过蓄水绵收集雨水，实现了自然水资源的有效利用，减少了对外部水源的依赖。
86、5、实现对矿坑内植被和环境的实时监控，提高了异常情况的发现速度。利用机器学习进行特征提取和异常识别，提高了识别的准确性和效率，有助于及时发现并处理生态修复中的问题。
87、6、结合植被生长状况和土壤参数数据，对矿坑生态修复绿化装置的使用效果进行全面评估，为后续的修复工作提供指导。
1.一种矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：步骤s3包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：步骤s8包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：在步骤s83中，按照下式进行特征融合：
5.根据权利要求1所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：步骤s9包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：在步骤s94.3中，按照下式计算综合评分：score综合＝[∑(wi*scorei)]/n；式中，score综合是综合评分；wi表示第i个评估指标的权重；scorei表示第i个评估指标的得分；n表示评估指标的总数。
7.根据权利要求1所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：所述锚杆组件包括锚杆本体、螺纹杆、滑动块和插板；
8.根据权利要求7所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：所述固定框上固定设置有进水管，进水管上连通设置有若干支管，支管部署在固定框内不同位置，进水管通过管接头与外部水源连接；进水管上设置有阀门。
9.根据权利要求1所述的矿坑生态修复绿化装置的使用方法，其特征在于：监测机构包括包括：
10.一种矿坑生态修复绿化装置，包括若干绿化修复组件；其特征在于：相邻的绿化修复组件之间可拆卸的转动连接在一起，适应矿坑表面不同的地形；
