本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)分析的，具體涉及一種植被生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加速，人們對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量要求越來(lái)越高，城市綠化成為提升城市形象、改善居民生活質(zhì)量的重要手段。公園作為城市綠化的重要組成部分，其管養(yǎng)工作日益受到重視。

2、在公園管養(yǎng)行業(yè)中，植被生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)過(guò)度依賴(lài)管理人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，沒(méi)有可量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管養(yǎng)。植被管養(yǎng)過(guò)程中，不同植物在不同季節(jié)不同地區(qū)不同土質(zhì)情況下對(duì)水分，養(yǎng)分，酸堿度等常用參數(shù)要求不一，常規(guī)管養(yǎng)過(guò)程中往往是根據(jù)養(yǎng)護(hù)人員的歷史經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷后開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作，這類(lèi)情況對(duì)于公園管養(yǎng)公司來(lái)說(shuō)對(duì)人員的培養(yǎng)要求較高，在人員變動(dòng)較大的情況下，無(wú)法確保管養(yǎng)質(zhì)量。這種依靠人工經(jīng)驗(yàn)的管養(yǎng)方法，會(huì)導(dǎo)致植被管養(yǎng)不當(dāng)，比如不必要的灌溉、施肥或修剪，浪費(fèi)資源，甚至損害植被健康，人工對(duì)植被的生長(zhǎng)狀態(tài)和環(huán)境需求的判斷效率低且準(zhǔn)確性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于解決上述背景技術(shù)中提到的準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題，而提出一種植被生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法及裝置。

2、本發(fā)明實(shí)施的第一方面，提供了一種植被生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括：

3、根據(jù)園區(qū)土質(zhì)和植被類(lèi)型進(jìn)行區(qū)域劃分，得到多個(gè)子區(qū)域；每一子區(qū)域部署有多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)；

4、獲取目標(biāo)子區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將第一目標(biāo)時(shí)刻多個(gè)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；所述目標(biāo)子區(qū)域是多個(gè)子區(qū)域中任一個(gè)；

5、獲取目標(biāo)子區(qū)域的全域圖像，根據(jù)所述全域圖像確定植被特征，并根據(jù)所述植被特征和所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

6、根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，確定異常節(jié)點(diǎn)；

7、若存在異常節(jié)點(diǎn)，則獲取所述目標(biāo)子區(qū)域的多張局部圖像，并根據(jù)多張局部圖像進(jìn)行蟲(chóng)害判斷，得到第一判斷結(jié)果，根據(jù)所述第一判斷結(jié)果生成并發(fā)出第一類(lèi)警報(bào)信息；

8、若無(wú)異常節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，判斷所述目標(biāo)子區(qū)域的植被生長(zhǎng)環(huán)境是否合格，得到第二判斷結(jié)果，根據(jù)所述第二判斷結(jié)果生成并發(fā)出第二類(lèi)警報(bào)信息，并根據(jù)所述第二類(lèi)警報(bào)信息控制噴灌設(shè)備。

9、可選的，所述全域圖像包括多光譜圖像和紅外熱成像；所述植被特征包括歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)和葉片表面溫度；所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括土壤濕度、土壤溫度、土壤養(yǎng)分、光合有效輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、降水量；所述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括土壤濕度的預(yù)測(cè)值、土壤溫度的預(yù)測(cè)值、土壤養(yǎng)分的預(yù)測(cè)值；

10、所述根據(jù)所述全域圖像確定植被特征，并根據(jù)所述植被特征和所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括：

11、根據(jù)所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將第二目標(biāo)時(shí)刻多個(gè)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)值組成目標(biāo)列向量；所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間段包含多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻；所述第二目標(biāo)時(shí)刻是多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻中任一個(gè)；

12、根據(jù)所述多光譜圖像，計(jì)算歸一化植被指數(shù)，并根據(jù)所述歸一化植被指數(shù)計(jì)算葉面積指數(shù)；

13、根據(jù)所述第二目標(biāo)時(shí)刻的紅外熱成像，得到葉片表面溫度；

14、將所述葉片表面溫度、歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)和所述目標(biāo)列向量進(jìn)行拼接，得到特征列向量；

15、將所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻的特征列向量進(jìn)行拼接，得到特征矩陣；

16、將所述特征矩陣作為預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型的輸入，得到第一目標(biāo)時(shí)刻的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

17、可選的，所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，確定異常節(jié)點(diǎn)包括：

18、根據(jù)目標(biāo)參數(shù)在所述第一目標(biāo)時(shí)刻的預(yù)測(cè)值和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，計(jì)算得到所述目標(biāo)參數(shù)的偏移值；所述目標(biāo)參數(shù)是土壤濕度、土壤溫度、土壤養(yǎng)分中任一個(gè)；

19、根據(jù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)不同時(shí)刻的偏移值，得到期望偏移向量；

20、根據(jù)所述期望偏移向量，計(jì)算偏移標(biāo)準(zhǔn)差；

21、若所述偏移標(biāo)準(zhǔn)差大于第一預(yù)設(shè)閾值，則判斷所述目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常。

22、可選的，多張局部圖像包括各節(jié)點(diǎn)植被的高清晰度圖像；所述第一類(lèi)警報(bào)信息包括蟲(chóng)害警報(bào)信息和故障警報(bào)信息；

23、所述根據(jù)多張局部圖像進(jìn)行蟲(chóng)害判斷，得到第一判斷結(jié)果，根據(jù)所述第一判斷結(jié)果生成并發(fā)出第一類(lèi)警報(bào)信息包括：

24、分別將每一高清晰度圖像作為預(yù)訓(xùn)練的蟲(chóng)害檢測(cè)模型的輸入，得到第一判斷結(jié)果；

25、若所述第一判斷結(jié)果為有蟲(chóng)害，則生成蟲(chóng)害警報(bào)信息；

26、若所述第一判斷結(jié)果為無(wú)蟲(chóng)害，則生成故障警報(bào)信息。

27、可選的，所述噴灌設(shè)備包括噴灑模式和滴灌模式；所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，判斷所述目標(biāo)子區(qū)域的植被生長(zhǎng)環(huán)境是否合格，得到第二判斷結(jié)果，根據(jù)所述第二判斷結(jié)果生成并發(fā)出第二類(lèi)警報(bào)信息，并根據(jù)所述第二類(lèi)警報(bào)信息控制噴灌設(shè)備包括：

28、根據(jù)所述目標(biāo)子區(qū)域的植被類(lèi)型，確定各環(huán)境參數(shù)的閾值范圍；

29、若目標(biāo)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值超出了對(duì)應(yīng)的閾值范圍，則判斷所述目標(biāo)環(huán)境參數(shù)不合格，將該判斷結(jié)果納入第二類(lèi)警報(bào)信息中；所述目標(biāo)環(huán)境參數(shù)是多個(gè)環(huán)境參數(shù)中任一個(gè)；

30、若所述第二類(lèi)警報(bào)信息中含有土壤濕度不合格信息，則打開(kāi)所述噴灌設(shè)備的噴灑模式；

31、若所述第二類(lèi)警報(bào)信息中含有土壤溫度不合格信息，則打開(kāi)所述噴灌設(shè)備的滴灌模式。

32、本發(fā)明實(shí)施的第二方面，提供了一種植被生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置包括：

33、分區(qū)模塊，用于根據(jù)園區(qū)土質(zhì)和植被類(lèi)型進(jìn)行區(qū)域劃分，得到多個(gè)子區(qū)域；每一子區(qū)域部署有多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)；

34、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標(biāo)子區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將第一目標(biāo)時(shí)刻多個(gè)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；所述目標(biāo)子區(qū)域是多個(gè)子區(qū)域中任一個(gè)；

35、預(yù)測(cè)模塊，用于獲取目標(biāo)子區(qū)域的全域圖像，根據(jù)所述全域圖像確定植被特征，并根據(jù)所述植被特征和所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

36、異常判斷模塊，用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，確定異常節(jié)點(diǎn)；

37、第一警報(bào)模塊，用于若存在異常節(jié)點(diǎn)，則獲取所述目標(biāo)子區(qū)域的多張局部圖像，并根據(jù)多張局部圖像進(jìn)行蟲(chóng)害判斷，得到第一判斷結(jié)果，根據(jù)所述第一判斷結(jié)果生成并發(fā)出第一類(lèi)警報(bào)信息；

38、第二警報(bào)模塊，用于若無(wú)異常節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，判斷所述目標(biāo)子區(qū)域的植被生長(zhǎng)環(huán)境是否合格，得到第二判斷結(jié)果，根據(jù)所述第二判斷結(jié)果生成并發(fā)出第二類(lèi)警報(bào)信息，并根據(jù)所述第二類(lèi)警報(bào)信息控制噴灌設(shè)備。

39、可選的，所述全域圖像包括多光譜圖像和紅外熱成像；所述植被特征包括歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)和葉片表面溫度；所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括土壤濕度、土壤溫度、土壤養(yǎng)分、光合有效輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、降水量；所述預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包括土壤濕度的預(yù)測(cè)值、土壤溫度的預(yù)測(cè)值、土壤養(yǎng)分的預(yù)測(cè)值；

40、所述預(yù)測(cè)模塊包括：

41、第一時(shí)間步組成模塊，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將第二目標(biāo)時(shí)刻多個(gè)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)值組成目標(biāo)列向量；所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間段包含多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻；所述第二目標(biāo)時(shí)刻是多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻中任一個(gè)；

42、第一植被特征計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述多光譜圖像，計(jì)算歸一化植被指數(shù)，并根據(jù)所述歸一化植被指數(shù)計(jì)算葉面積指數(shù)；

43、第二植被特征計(jì)算模塊，根據(jù)所述第二目標(biāo)時(shí)刻的紅外熱成像，得到葉片表面溫度；

44、第二時(shí)間步組成模塊，用于將所述葉片表面溫度、歸一化植被指數(shù)、葉面積指數(shù)和所述目標(biāo)列向量進(jìn)行拼接，得到特征列向量；

45、特征確定模塊，用于將所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)刻的特征列向量進(jìn)行拼接，得到特征矩陣；

46、模型預(yù)測(cè)模塊，用于將所述特征矩陣作為預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型的輸入，得到第一目標(biāo)時(shí)刻的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

47、可選的，所述異常判斷模塊包括：

48、偏移值計(jì)算模塊，用于根據(jù)目標(biāo)參數(shù)在所述第一目標(biāo)時(shí)刻的預(yù)測(cè)值和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值，計(jì)算得到所述目標(biāo)參數(shù)的偏移值；所述目標(biāo)參數(shù)是土壤濕度、土壤溫度、土壤養(yǎng)分中任一個(gè)；

49、多時(shí)間步偏移值統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)不同時(shí)刻的偏移值，得到期望偏移向量；

50、標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述期望偏移向量，計(jì)算偏移標(biāo)準(zhǔn)差；

51、異常節(jié)點(diǎn)確定模塊，用于若所述偏移標(biāo)準(zhǔn)差大于第一預(yù)設(shè)閾值，則判斷所述目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常。

52、可選的，多張局部圖像包括各節(jié)點(diǎn)植被的高清晰度圖像；所述第一類(lèi)警報(bào)信息包括蟲(chóng)害警報(bào)信息和故障警報(bào)信息；

53、所述第一警報(bào)模塊包括：

54、蟲(chóng)害檢測(cè)模塊，用于分別將每一高清晰度圖像作為預(yù)訓(xùn)練的蟲(chóng)害檢測(cè)模型的輸入，得到第一判斷結(jié)果；

55、蟲(chóng)害警報(bào)模塊，用于若所述第一判斷結(jié)果為有蟲(chóng)害，則生成蟲(chóng)害警報(bào)信息；

56、故障警報(bào)模塊，用于若所述第一判斷結(jié)果為無(wú)蟲(chóng)害，則生成故障警報(bào)信息。

57、可選的，所述噴灌設(shè)備包括噴灑模式和滴灌模式；所述第二警報(bào)模塊包括：

58、閾值確定模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)子區(qū)域的植被類(lèi)型，確定各環(huán)境參數(shù)的閾值范圍；

59、參數(shù)警報(bào)模塊，用于若目標(biāo)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值超出了對(duì)應(yīng)的閾值范圍，則判斷所述目標(biāo)環(huán)境參數(shù)不合格，將該判斷結(jié)果納入第二類(lèi)警報(bào)信息中；所述目標(biāo)環(huán)境參數(shù)是多個(gè)環(huán)境參數(shù)中任一個(gè)；

60、濕度控制模塊，用于若所述第二類(lèi)警報(bào)信息中含有土壤濕度不合格信息，則打開(kāi)所述噴灌設(shè)備的噴灑模式；

61、溫度控制模塊，用于若所述第二類(lèi)警報(bào)信息中含有土壤溫度不合格信息，則打開(kāi)所述噴灌設(shè)備的滴灌模式。

62、本發(fā)明的有益效果：

63、本發(fā)明提出了一種植被生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，該方法包括：根據(jù)園區(qū)土質(zhì)和植被類(lèi)型進(jìn)行區(qū)域劃分，得到多個(gè)子區(qū)域；每一子區(qū)域部署有多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)；獲取目標(biāo)子區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將第一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將第一目標(biāo)時(shí)刻多個(gè)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，目標(biāo)子區(qū)域是多個(gè)子區(qū)域中任一個(gè)；獲取目標(biāo)子區(qū)域的全域圖像，根據(jù)全域圖像確定植被特征，并根據(jù)植被特征和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，確定異常節(jié)點(diǎn)；若存在異常節(jié)點(diǎn)，則獲取目標(biāo)子區(qū)域的多張局部圖像，并根據(jù)多張局部圖像進(jìn)行蟲(chóng)害判斷，得到第一判斷結(jié)果，根據(jù)第一判斷結(jié)果生成并發(fā)出第一類(lèi)警報(bào)信息；若無(wú)異常節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，判斷目標(biāo)子區(qū)域的植被生長(zhǎng)環(huán)境是否合格，得到第二判斷結(jié)果，根據(jù)第二判斷結(jié)果生成并發(fā)出第二類(lèi)警報(bào)信息。

64、通過(guò)部署傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)，利用圖像處理等技術(shù)量化植被特征，結(jié)合預(yù)測(cè)模型和異常檢測(cè)，能夠提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的科學(xué)管養(yǎng)方案，從而減少對(duì)管理人員經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)，提高了管理效率和準(zhǔn)確性。