1.基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、在区域空间规划前,对目标区域网格划分后的各单元区域的环境状态进行连续采样,获取环境状态数据信息;
S2、基于环境状态数据信息,分析各单元区域在采样周期内的地形扰动集中突变程度,筛选出地形突变单元区域;
S3、基于筛选出的地形突变单元区域,分析各地形突变单元区域在采样周期内的微气候集中突变程度,并通过对各地形突变单元区域的表观影像扫描,分析各地形突变单元区域的生态结构丰富程度;
S4、基于各地形突变单元区域的微气候集中突变程度及生态结构丰富程度,分析各地形突变单元区域的综合退化风险程度,生成相应等级的区域空间规划报告,进而对目标区域执行对应的区域空间规划操作;
S2具体步骤包括:
S21、分析各单元区域在采样周期内的地形高度的扰动速率变化趋势,获取各单元区域在采样周期内的地形扰动趋势值,具体包括:S211、对环境状态数据信息进行特征识别,以提取的各单元区域在首个采样时间点对应的高程值,作为各单元区域在采样周期内的初始高程值,以提取的各单元区域在最后采样时间点对应的高程值,作为各单元区域在采样周期内的末尾高程值,将各单元区域在采样周期内的初始高程值与末尾高程值进行做差计算,得到各单元区域在采样周期内的高程变化差值;
S212、将各单元区域在采样周期内的高程变化差值分别与采样周期时长进行比值计算,经无量纲处理后,分析各单元区域在采样周期内的地形高度的扰动速率变化趋势,获取各单元区域在采样周期内的地形扰动趋势值;
S22、以各单元区域为中心单元区域,选取各中心单元区域的周边八邻格单元区域作为对应中心单元区域的局部比较区域,得到各中心单元区域相应的局部比较区域,记录对应局部比较区域中各邻格单元区域的末尾高程值,并将其分别与对应中心单元区域的末尾高程值进行局部差分量计算,分析在采样周期内各单元区域的地形高度与周边邻格单元区域的地形高度的扰动差异情况,确定各单元区域在采样周期内的地形扰动差异值;
S23、将各单元区域在采样周期内的地形扰动趋势值与地形扰动差异值相关联,经无量纲处理后,分析各单元区域在采样周期内的地形扰动集中突变程度,确定各单元区域在采样周期内的地形集中突变值,具体为: ;式中, 表示第i个单元区域在采样周期内的地形集中突变值, 表示第i个单元区域在采样周期内的地形扰动趋势值, 表示第i个单元区域在采样周期内的地形扰动差异值。
2.根据权利要求1所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S1具体步骤包括:
S11、在区域空间规划前,对目标区域进行网格划分,得到若干个单元区域,以目标区域内各单元区域的中心位置为监测点,得到目标区域内对应单元区域的静态监测点,根据在各单元区域的静态监测点部署的多组环境监测设备,在设定的采样周期内对各单元区域的环境状态进行连续采样,获取环境状态数据信息;
其中,多组环境监测设备包括激光雷达测距传感器、红外热辐射传感器、温度传感器及电阻式土壤湿度传感器,环境状态数据信息包括各单元区域在各采样时间点的高程值、表面温度值及表层土壤湿度值。
3.根据权利要求1所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S2具体步骤还包括:
S24、根据目标区域内各单元区域在采样周期内的地形集中突变值,结合统计学求均值算法,获取地形集中突变均值;
S25、将各单元区域在采样周期内的地形集中突变值分别与地形集中突变均值进行比较分析,若相应单元区域在采样周期内的地形集中突变值超过地形集中突变均值,将对应单元区域标记为地形突变单元区域,并记录对应地形突变单元区域的地形集中突变值,反之,将对应单元区域标记为地形正常单元区域。
4.根据权利要求3所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S3具体步骤包括:
S31、分析各地形突变单元区域在采样周期内表面温度的波动速率变化趋势,确定各地形突变单元区域的温度波动趋势值,具体包括:S311、根据标记的地形突变单元区域,对环境状态数据信息进行特征识别,提取各地形突变单元区域在采样周期内的最高表面温度值与最低表面温度值,将各地形突变单元区域在采样周期内的最高表面温度值与最低表面温度值进行求和,得到各地形突变单元区域在采样周期内的表面温度极差值;
S312、将各地形突变单元区域在采样周期内的表面温度极差值分别与采样周期时长进行比值计算,并经无量纲处理后,分析各地形突变单元区域在采样周期内表面温度的波动速率变化趋势,获取各地形突变单元区域在采样周期内的温度波动趋势值。
5.根据权利要求4所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S3具体步骤还包括:
S32、对各地形突变单元区域在各采样时间点的表层土壤湿度值进行比对分析,确定各地形突变单元区域的表层湿度差异值,具体包括:S321、对环境状态数据信息进行特征识别,提取各地形突变单元区域在各采样时间点的表层土壤湿度值,将相应地形突变单元区域在各采样时间点的表层土壤湿度值与设定的参考表层土壤湿度区间进行比对,若相应采样时间点的表层土壤湿度值大于设定的参考表层土壤湿度区间,则将对应采样时间点记为高湿采样时间点,若相应采样时间点的表层土壤湿度值小于设定的参考表层土壤湿度区间,则将对应采样时间点记为低湿采样时间点;
S322、统计各地形突变单元区域低湿采样时间点与高湿采样时间点的总次数,将各地形突变单元区域低湿采样时间点与高湿采样时间点的总次数与对应地形突变单元区域在采样周期内的采样时间点的总次数的比值,作为各地形突变单元区域在采样周期内的表层湿度差异值。
6.根据权利要求5所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S3具体步骤还包括:
S33、将各地形突变单元区域在采样周期内的温度波动趋势值与表层湿度差异值相关联,经无量纲处理后,分析各地形突变单元区域在采样周期内的微气候集中突变程度,确定各地形突变单元区域在采样周期内的微气候突变值,具体为: ;式中,表示第j个地形突变单元区域在采样周期内的微气候突变值, 及 分别表示第j个地形突变单元区域在采样周期内的温度波动趋势值与表层湿度差异值。
7.根据权利要求6所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S3具体步骤还包括:
S34、通过光学相机对各地形突变单元区域的表观影像扫描,分析各地形突变单元区域的生态结构丰富程度,确定各地形突变单元区域的生态丰富系数,具体包括:S341、根据标记的地形突变单元区域,结合无人机巡航影像系统,通过无人机巡航影像系统中的光学相机进行各地形突变单元区域的表观影像扫描,得到各地形突变单元区域的表观图像;
S342、将各地形突变单元区域的表观图像与预设的各表观类型对应的表观图像进行匹配,得到各地形突变单元区域的表观类别,其中,表观类型包括植被覆盖地面类别及裸露地面类别;
S343、根据各地形突变单元区域的表观类别对相应地形突变单元区域进行区块分类,获得各地形突变单元区域中的各植被覆盖地面区块及各裸露地面区块,并从各地形突变单元区域的表观图像中提取对应地形突变单元区域的各植被覆盖地面区块面积及各裸露地面区块面积,对各地形突变单元区域的各植被覆盖地面区块面积及各裸露地面区块面积进行累加,分别获得各地形突变单元区域的植被覆盖地面区块总面积及裸露地面区块总面积;
S344、根据获得的各地形突变单元区域中的各植被覆盖地面区块及各裸露地面区块,统计各地形突变单元区域的植被覆盖地面区块数量及裸露地面区块数量;
S345、将各地形突变单元区域的植被覆盖地面区块总面积、裸露地面区块总面积、植被覆盖地面区块数量及裸露地面区块数量相关联,经无量纲处理后,分析各地形突变单元区域的生态结构丰富程度,确定各地形突变单元区域的生态丰富系数,具体为:; 表示第j个地形突变单元区域的生态丰富系数, 及 分别
表示第j个地形突变单元区域的植被覆盖地面区块数量及裸露地面区块数量, 及分别表示第j个地形突变单元区域的植被覆盖地面区块总面积及裸露地面区块总面积。
8.根据权利要求7所述的基于多点监测的区域空间规划数据采集方法,其特征在于:
S4具体步骤包括:
S41、将各地形突变单元区域的地形集中突变值及微气候突变值相关联,并结合对应地形突变单元区域的生态丰富系数,经无量纲处理后,分析各地形突变单元区域的综合退化风险程度,确定各地形突变单元区域的退化风险程度指数,具体为: ;式中,表示第j个地形突变单元区域的退化风险程度指数, 、 及 分别表示第j个地形突变单元区域的地形集中突变值、微气候突变值及生态丰富系数;
S42、将各地形突变单元区域的退化风险程度指数与预设的风险程度阈值进行比对分析,筛选出相应的退化风险单元区域并标记,具体包括:若相应地形突变单元区域的退化风险程度指数超过风险程度阈值时,说明对应地形突变单元区域处于退化风险状态,并将对应地形突变单元区域标记为退化风险单元区域;
若相应地形突变单元区域的退化风险程度指数未超过风险程度阈值时,说明对应地形突变单元区域未处于退化风险状态,此时将对应地形突变单元区域不进行额外标记;
S43、标记的退化风险单元区域进行数量统计,获得退化风险单元区域总数量,若退化风险单元区域总数量超过目标区域内单元区域总数量的5%时,生成一级区域空间规划报告,内容为:当前目标区域需要执行区域空间规划操作;若退化风险单元区域总数量未超过目标区域内单元区域总数量的5%时,生成二级区域空间规划报告,内容为:当前目标区域无需执行区域空间规划操作。