[發(fā)明專利]森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711467098.1
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108198243A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張毓?jié)?/a>;李吉玫;韓燕梁;李翔
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆林科院森林生態(tài)研究所
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T7/11;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括

人機操作模塊，用于用戶登錄，輸入待監(jiān)測點的基本信息數(shù)據(jù)和控制命令；

融雪數(shù)據(jù)采集模塊，通過按一定的距離埋設(shè)在待監(jiān)測點周圍的超聲波傳感器和水流傳感器進行融雪數(shù)據(jù)的采集；

衛(wèi)星視頻采集模塊，用于實時采集森林融雪情況的視頻數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；

衛(wèi)星熱紅外監(jiān)測模塊，用于獲取森林地表溫度信息；

圖像處理模塊，用于通過結(jié)構(gòu)元素遍歷整個圖像，平滑積雪覆蓋區(qū)域的邊緣，并將圖像的亮度調(diào)整到預(yù)設(shè)的標準值；并用于通過kinect深度傳感器進行完成圖像修飾的圖像數(shù)據(jù)深度圖像的獲取，將獲取的深度圖像發(fā)送到三維重構(gòu)模塊；

三維重構(gòu)模塊，用于將所獲得的深度圖像進行三角化，然后在尺度空間中融合所有三角化的深度圖像構(gòu)建分層有向距離場，對距離場中所有的體素應(yīng)用整體三角剖分算法產(chǎn)生一個涵蓋所有體素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法構(gòu)造等值面，完成三維圖像的重構(gòu)；

積雪覆蓋區(qū)圖形識別模塊，用于通過預(yù)設(shè)的圖形模板進行所得的三維圖像內(nèi)積雪覆蓋區(qū)形狀的分割和識別；

積雪覆蓋區(qū)尺寸測量模塊，用于根據(jù)積雪覆蓋區(qū)圖形識別模塊的識別結(jié)果進行對應(yīng)的標尺的調(diào)用，通過調(diào)用的標尺積雪覆蓋區(qū)的尺寸進行測量，自動輸出測量結(jié)果；所述標尺可根據(jù)圖像的大小、變形進行縮放和拉伸；

積雪覆蓋區(qū)面積計算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的圖形模板面積計算算法進行各區(qū)域積雪覆蓋區(qū)面積的計算，并根據(jù)每一個圖像所對應(yīng)的面積縮放比例進行面積的換算，并將所有的換算結(jié)果進行統(tǒng)計，得積雪覆蓋區(qū)總面積；

預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)接收到的融雪數(shù)據(jù)進行融雪情況的評估預(yù)測分析，并將得到的結(jié)果預(yù)測發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進行儲存；

中央處理器，用于接收預(yù)測分析模塊的預(yù)測分析結(jié)果，并根據(jù)預(yù)測分析結(jié)果進行報警模塊的啟閉；用于接收人機操作模塊輸入的各種控制命令，并按照預(yù)設(shè)的算法將這些命令發(fā)送到對應(yīng)的模塊；用于接收各數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)按積雪所在地理位置信息進行分類后儲存在對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)；用于用戶注冊、權(quán)限管理和密碼修改；

報警模塊，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)出語音報警，并根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)送預(yù)警短信至指定的移動終端；發(fā)送的短信至少包括監(jiān)測點所在位置以及目前各監(jiān)測模塊所檢測到的數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波傳感器用于進行積雪厚度的采集，所述水流傳感器用于進行積雪融化所產(chǎn)生的雪水流速的采集。

3.如權(quán)利要求1所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括一數(shù)據(jù)共享模塊，用于下載或打印的方式進行數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的共享。

4.如權(quán)利要求1所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)測分析模塊包括

圖形繪制模塊，用于根據(jù)所監(jiān)測到數(shù)據(jù)繪制各種曲線圖；

對比分析模塊，將繪制曲線與原實測曲線進行對比分析和預(yù)測，輸出分析預(yù)測結(jié)果。

5.如權(quán)利要求4所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時間、空間變化的時空效應(yīng)曲線即時態(tài)曲線和空間效應(yīng)曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數(shù)據(jù)或變形數(shù)據(jù)隨時間的變化情況，所述空間效應(yīng)曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結(jié)果隨監(jiān)測點推進的變化規(guī)律。

6.如權(quán)利要求1所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括一顯示屏，用于進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的播放，還用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個監(jiān)測過程中需要顯示的數(shù)據(jù)，并基于監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸出表征建筑變形情況的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖。

7.如權(quán)利要求1所述的森林融雪監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括一計算分析模塊，內(nèi)設(shè)算法編輯模塊，用于通過各種算法進行目標數(shù)據(jù)的獲取。