[發(fā)明專利]一種利用深度學(xué)習(xí)的毛竹擴(kuò)張程度評(píng)價(jià)和防控系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210047924.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN114383663B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾掌權(quán);吳衛(wèi)紅;李明紅;楊蕊;田育新;肖亞琴;曠柏根;夏江林;牛艷東;羅佳;馬豐豐;鄧楠;吳小麗;徐佳孌;宋慶安;姚敏;李暉;袁穗波;尹華;龔自立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南省林業(yè)科學(xué)院;湖南南岳衡山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 北京清控智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅

1.一種利用深度學(xué)習(xí)的毛竹擴(kuò)張程度評(píng)價(jià)和防控系統(tǒng)，其特征在于，所述防控系統(tǒng)包括地下監(jiān)察單元、處理單元以及控制單元：所述地下監(jiān)察單元用于監(jiān)察土壤中毛竹竹鞭的擴(kuò)展情況；所述處理單元用于對(duì)所述監(jiān)察單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采用神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)方式，對(duì)毛竹的擴(kuò)張趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測；所述控制單元用于控制所述地下監(jiān)察單元以及所述處理單元的工作，接收所述地下監(jiān)察單元獲取的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸入所述處理單元用于進(jìn)行深度學(xué)習(xí)運(yùn)算；

其中，所述地下監(jiān)察單元包括放置于竹鞭延展方向一定范圍內(nèi)的多個(gè)壓敏薄膜；所述壓敏薄膜上布置有壓變電阻層，用于感應(yīng)竹鞭擴(kuò)展到所述壓敏薄膜表面時(shí)的作用力；所述壓變電阻層同時(shí)由多組縱橫交錯(cuò)布置的電阻帶組成；隨著竹鞭的前端繼續(xù)生長，所述壓變電阻層被竹鞭前端刺穿并通過；通過測量多組所述電阻帶的阻值變化，測量所述竹鞭的半徑變化；并且通過測量被穿過的所述壓敏薄膜，記錄竹鞭擴(kuò)展到達(dá)的位置；

確定目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)毛竹植株作為目標(biāo)植株，布置安裝所述地下監(jiān)察單元

到所述目標(biāo)植株的目標(biāo)竹鞭前方；

所述地下監(jiān)察單元還包括電阻儀；所述電阻儀通過信號(hào)通訊連接多個(gè)所述壓

敏薄膜的多個(gè)所述電阻帶，測量所述電阻帶的阻值變化，并測量所述電阻帶是否被斷開；

對(duì)于同一個(gè)所述目標(biāo)竹鞭，將多個(gè)所述壓敏薄膜布置在所述目標(biāo)竹鞭的生長

方向前方，通過測量所述目標(biāo)竹鞭穿過多個(gè)所述壓敏薄膜的時(shí)間，計(jì)算所述目標(biāo)竹鞭的生長速度；所述地下監(jiān)察單元采集的數(shù)據(jù)包括在同一采集日內(nèi)進(jìn)行固定時(shí)間間隔的多次數(shù)據(jù)采集；

所述處理單元包括：

輸入模塊，用于對(duì)獲到的多個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理數(shù)據(jù)集；

數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊，用于利用基于注意力機(jī)制的深度卷積網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述預(yù)處理數(shù)據(jù)集進(jìn)行特征的學(xué)習(xí)及優(yōu)化，得到優(yōu)化特征向量集；

深度學(xué)習(xí)模塊，用于將所述優(yōu)化特征向量集分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，并將訓(xùn)練集用于擴(kuò)張模型的訓(xùn)練，并采用驗(yàn)證集驗(yàn)證所述擴(kuò)張模型；

輸出模塊，用于輸出所述擴(kuò)張模型，評(píng)估所述區(qū)域內(nèi)毛竹擴(kuò)張程度以及預(yù)測未來擴(kuò)張的趨勢(shì)；

所述處理單元包括建立三個(gè)所述擴(kuò)張模型，即：

：非周期性的趨勢(shì)模型，用于指示所述目標(biāo)竹鞭在時(shí)間序列上的非周期性生長趨勢(shì)；

：周期項(xiàng)，用于指示所述目標(biāo)竹鞭在時(shí)間序列上的周期性生長趨勢(shì)；

：預(yù)期外項(xiàng)，用于指示出現(xiàn)非預(yù)期情況時(shí)，所述目標(biāo)竹鞭在時(shí)間序列上的生長趨勢(shì)；

通過深度算法對(duì)以上三個(gè)所述擴(kuò)張模型進(jìn)行擬合，并將以上三項(xiàng)進(jìn)行累加，獲得對(duì)目標(biāo)竹鞭的生長趨勢(shì)預(yù)測結(jié)果。