[發明專利]基于地理信息大數據的生態環境監測方法

在審

• 申請號: 202210788366.4
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN114858222A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 高文曦
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G06F17/10
• 代理公司: 南通云創慧泉專利代理事務所(普通合伙) 32585
• 代理人: 邵永永

本發明公開了基于地理信息大數據的生態環境監測方法,利用不同種類傳感器獲得生態環境數據；建立生態環境數據測量矩陣；利用數據測量矩陣與矩陣運算計算生態環境的真實值；計算生態環境數據誤差的平方和，生態環境的真實值的估計值，生態環境傳感器數據的估計狀態方差；計算傳感器測量結果的算術平均值與傳感器測量方差估計值；對生態環境傳感器數據進行更新；建立生態環境風險的預測模型；對生態環境風險的預測結果進行更新，對噪聲矩陣進行更新；對生態環境預測的結果進行判斷是否需要采取保護措施，該方法通過將生態環境的監測與算法模型相結合，理解簡單，可操作性強，在生態環境監測方面具有良好作用。

技術領域

本發明涉及生態環境監測的領域，尤其涉及基于地理信息大數據的生態環境監測方法。

背景技術

近年來,隨著工業化和城鎮化的快速發展,我國資源與生態環境的形勢日益嚴峻，資源約束壓力持續增大,環境污染仍在加重,生態問題更加復雜,資源環境與生態惡化趨勢尚未得到逆轉,因此針對生態環境狀況的監測顯得尤為重要。

經濟利益永遠是驅動不法破壞環境的重要推動力,有利益就會有違法。特別是在舉全國之力建設生態文明的大環境下,隨著對破壞生態環境的懲治力度的不斷增大,一些珍稀動植物與礦產資源的社會供應量就會相應減少，價格會逐步攀升,具大的利益會促使違法行為的發生，需要我們實時動態的掌握生態環境的狀態,對生態環境恢復性保護做出準確的評估,對破壞生態環境的違法行為進行及時的監管與處置。生態環境的監管難度將會變大,監管成本也隨之提高,傳統的監管模式將會逐步不適應逐步提高的監管要求。在這種形勢下,需要全社會探索生態環境監測、監管的全新技術手段。

為此緊緊圍繞統籌推進“五位一體”總體布局和新的發展理念,根據生態環境保護的實際需求,廣泛調研、學習國內外生態環境監測、監管的經驗,研究最新的科技手段,以智慧生態的建設理念為核心。

生態環境監測范圍廣泛,涉及到山體、植被、地表水、地下水、土壤、野生動物等。監測環境惡劣,監測指標復雜多樣,所以項目建設要引進、開發一些關鍵技術,設立相應的技術指標。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足,本發明提供基于地理信息大數據的生態環境監測方法。

本發明所采用的技術方案是，本發明步驟包括：

步驟S1：利用不同種類傳感器對生態環境進行監測，獲得生態環境數據；

步驟S2：讀取生態環境數據，建立生態環境數據測量矩陣；

步驟S3：利用數據測量矩陣與矩陣運算計算生態環境的真實值；

步驟S4：計算生態環境數據誤差的平方和，生態環境的真實值的估計值，生態環境傳感器數據的估計狀態方差；

步驟S5：計算傳感器測量結果的算術平均值與傳感器測量方差估計值；

步驟S6：對生態環境傳感器數據進行更新；

步驟S7：建立生態環境風險的預測模型；

步驟S8：對生態環境風險的預測結果進行更新，對噪聲矩陣進行更新；

步驟S9：對生態環境預測的結果進行判斷是否需要采取保護措施，如果需要，則立即采取保護行動，如果不需要，則重復步驟S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8；

進一步地，所述建立生態環境數據測量矩陣，表達式為：

其中，A表示測量生態環境數據構成的測量矩陣，B表示測量系數矩陣，r表示單個生態環境傳感器測量值，b表示環境和傳感器的綜合噪聲矩陣。

進一步地，所述計算生態環境的真實值，表達式為：

其中，表示生態環境的真實值，B表示測量系數矩陣，C表示傳感器誤差的正定對角加權矩陣，T表示矩陣的轉置運算，A表示測量生態環境數據構成的測量矩陣。

進一步地，所述計算生態環境數據誤差的平方和，表達式為：