一种基于互联网的林业监控系统的制作方法

allin2026-09-28  17


本发明涉及林业监控,具体涉及一种基于互联网的林业监控系统。


背景技术:

1、林业树木的监测与诊断是森林保护和城市绿化管理的重要组成部分,随着全球气候变化和城市化进程的加快,树木病害问题日益严重,对生态系统和人类生活产生了重大影响。目前,树木病害监测与诊断主要依赖于传统的目视观察和实验室分析方法,这些方法耗时费力且容易受到主观因素的影响。

2、森林是众多生物的栖息地,对维持生态平衡至关重要,通过对树木生长状况的全面监测,可以及时发现森林生态系统的变化,为保护生物多样性提供依据,林业监控可以为林业资源的合理利用和保护提供科学依据,确保森林资源的可持续发展,例如,通过对树木生长状况的监测,可以确定合理的采伐强度和更新计划,避免过度采伐对森林生态系统造成破坏;

3、然而,传统的林业监控系统主要关注林业树木的生长高度,而忽略林业树木的生长冠幅这个重要的生长指标,导致对树木健康状况的误判,同时缺乏对树木生长过程的动态监测,不能及时发现树木生长中的异常情况,影响了林业管理的及时性和有效性;基于此,提出一种基于互联网的林业监控系统。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于互联网的林业监控系统,解决了忽略林业树木的生长冠幅这个重要的生长指标,导致对树木健康状况误判的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种基于互联网的林业监控系统,包括:

4、平面点云数据获取模块,获得多个树木的正视和俯视平面点云数据;

5、平面点云数据预处理模块,对树木的正视和俯视平面点云数据中的有效点进行保留离群点进行剔除;

6、高程差值获取模块,对多个树木的正视平面点云数据中所有的有效点进行分析,获得多个树木分别对应的高程差值;

7、冠幅直径获取模块,对多个树木的俯视平面点云数据中所有的有效点进行分析,根据分析结果获得多个树木分别对应的冠幅直径;

8、基准数值获取模块,根据多个树木分别对应的高程差和冠幅直径获得树木对应的标准高程差和标准冠幅直径;

9、异常生长树木标记模块,对各个树木分别对应的高程差和冠幅直径与标准高程差和标准冠幅直径进行综合分析,对异常生长树木进行标记。

10、作为本发明进一步的方案:对树木的正视和俯视平面点云数据中的有效点进行保留离群点进行剔除的具体方式为:

11、s1:将树木的正视平面点云数据均匀分割为多个点云区域块,进而获得多个点云区域块,

12、s2:从多个点云区域块中任意获取一个作为分析区域块,计算分析区域块内各个点云分别与其他点云之间距离的均值,并将其标记为pi,计算获得pi的均值ba和标准差bb,建立筛选区间[ba-λbb,ba+λbb],判断分析区域块内各个点云分别与其他点云之间距离的均值pi是否在筛选区间[ba-λbb,ba+λbb]内,位于筛选区间[ba-λbb,ba+λbb]内,则将对应点云作为分析区域块内的有效点进行保留,不位于筛选区间[ba-λbb,ba+λbb]内,则将对应点云作为分析区域块内的离散点进行剔除,其中i指代为区域块内不同的点云,i=1、2、……、a,其中a指代为分析区域块内的点云数量,a为正整数,a≥1,λ为预设的标准差系数;

13、s3:重复步骤s2即可获得树木的正视平面点云数据多个点云区域块内分别对应的有效点,进而对树木正视平面点云数据中所有的有效点进行获取;

14、s4:采取与分析树木的正视平面点云数据的方法对树木的俯视平面点云数据进行分析,进而对树木俯视平面点云数据中所有的有效点进行获取。

15、作为本发明进一步的方案:获得分析区域块内各个点云分别与其他点云之间距离的均值的具体方式为:

16、s21:从分析区域块内的各个点云中获取一个作为目标点云;

17、s22:获得目标点云坐标与其他点云坐标,通过距离计算公式,计算目标点云与分析区域块内其他点云之间的距离je,将距离je的均值标记为p1,其中e指代为区域块内除去目标点云外的其他不同的点云,e≥1;

18、s23:重复步骤s21-s22,即可获得分析区域块内各个点云分别与其他点云之间距离的均值pi。

19、作为本发明进一步的方案:获得多个树木分别对应的高程差值的具体方式为:

20、s01:从多个树木的正视平面点云数据中任意选取一个作为正视标定平面点云,将正视标定平面点云各个有效点中最高点与最低点之间距离定义为正视标定平面点云的高程差值h1,将各个有效点中纵坐标数值最大的点的作为最高点,纵坐标数值最小的点的作为最低点;

21、s02:复步骤s01即可多个树木分别对应的高程差hd,其中d指代为不同的树木,d=1、2、……、c,其中c指代为树木数量,c为正整数,c≥1。

22、作为本发明进一步的方案:获得多个树木分别对应的冠幅直径的具体方式为:

23、s11:从多个树木的俯视平面点云数据中任意选取一个作为正俯视标定平面点云,获取俯视标定平面点云的封闭轮廓线,以俯视标定平面点云封闭轮廓线的中心点作为原点做二维坐标系,将俯视标定平面点云在二维坐标系x轴方向上的最大点距标记为wx,在y轴方向上最大的点距标记为wy,将wx和wy的均值作为俯视标定平面点云的冠幅直径r1;

24、s12:复步骤s11即可多个树木分别对应的冠幅直径rd。

25、作为本发明进一步的方案:获得树木对应的标准高程差的具体方式为:

26、计算高程差hd的标准差k1,当标准差k1小于等于预设值y1时,获取hd的均值作为树木对应的标准高程差ma,当标准差k大于预设值y1时,将hd中最大值和最小值的均值作为树木对应的标准高程差ma。

27、作为本发明进一步的方案:获得树木对应的标准冠幅直径的具体方式为:

28、计算高程差rd的标准差k2,当标准差k2小于等于预设值y2时,获取hd的均值作为树木对应的标准冠幅直径mb,当标准差k2大于预设值y2时,将rd中最大值和最小值的均值作为树木对应的标准冠幅直径mb。

29、作为本发明进一步的方案:对异常生长树木进行标记,具体方式为:

30、获得各个树木分别对应的高程差和冠幅直径分别与标准高程差和标准冠幅直径之间的差值绝对值fad和fbd,通过公式:zd=fad×θ1+fbd×θ2,计算获得各个树木分别对应的偏差数值zd,当偏差数值zd大于预设值y3时,则将对应树木标记为异常生长标记,当偏差数值zd小于等于预设值y3时则不做任何处理,其中θ1和θ2均为预设固定系数,1=θ1+θ2,θ1>θ2。

31、本发明的有益效果:

32、(1)本发明,通过平面点云数据预处理模块,对树木的正视和俯视平面点云数据进行细致处理,区分有效点和离群点,避免了因无效数据干扰而导致的测量误差;

33、(2)本发明,通过考虑树木的高程差值和冠幅直径两个参数,能够从垂直和横向两个维度全面评估树木的生长状况,对多个树木进行分别分析,能够及时发现个别树木的生长异常,为针对性的养护措施提供依据,以便采取相应的措施进行干预,如病虫害防治、施肥、浇水等,有助于维护森林的健康和稳定。


技术特征:

1.一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,对树木的正视和俯视平面点云数据中的有效点进行保留离群点进行剔除的具体方式为:

3.根据权利要求2所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,获得分析区域块内各个点云分别与其他点云之间距离的均值的具体方式为:

4.根据权利要求3所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,获得多个树木分别对应的高程差值的具体方式为:

5.根据权利要求4所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,获得多个树木分别对应的冠幅直径的具体方式为:

6.根据权利要求5所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,获得树木对应的标准高程差的具体方式为:

7.根据权利要求6所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,获得树木对应的标准冠幅直径的具体方式为:

8.根据权利要求7所述的一种基于互联网的林业监控系统,其特征在于,对异常生长树木进行标记,具体方式为:


技术总结
本发明公开了一种基于互联网的林业监控系统,涉及林业监控技术领域,包括平面点云数据获取模块、平面点云数据预处理模块、高程差值获取模块、冠幅直径获取模块、基准数值获取模块和异常生长树木标记模块;通过考虑树木的高程差值和冠幅直径两个参数,能够从垂直和横向两个维度全面评估树木的生长状况,对多个树木进行分别分析,能够及时发现个别树木的生长异常,为针对性的养护措施提供依据,减少了人工筛查的工作量,能够及时发现生长异常的树木,以便采取相应的措施进行干预,如病虫害防治、施肥、浇水等,有助于维护森林的健康和稳定。

技术研发人员:马丙尧,高嘉,庞薇,董玉峰,王霞,郭建,庞彩红,囤兴建,蔡生栋,张波,董斌,李士涛,葛文华,陈睿,许萍,杜振宇,马海林,刘方春,张晓姗
受保护的技术使用者:山东省林业科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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