矿山生态修复大数据应用系统

295 编辑：中冶有色技术网来源：湖南省生态地质调查监测所

2024-10-17 15:56:17

权利要求

1.一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，包括：矿山数据采集模块、矿山数据处理模块、矿山显示及警示模块和矿山数据存储模块;

所述矿山数据采集模块，用于采集矿山区域内的土质和环境数据;

所述矿山数据处理模块，用于对矿山区域内的土质和环境数据进行分析，确定对应矿山的修复方法;

所述矿山显示及警示模块，用于对矿山现状进行显示或警示;

所述矿山数据存储模块，用于存储矿山生态修复数据;

所述矿山数据处理模块，包括：矿山土质分析单元、矿山环境分析单元和矿山生态修复方法匹配单元;

所述矿山土质分析单元，用于对矿山土质数据进行分析，得到第一修复绿植集;

所述矿山环境分析单元，用于对矿山环境数据进行分析，得到第二修复绿植集;

所述矿山生态修复方法匹配单元，用于对第一修复绿植集和第二修复绿植集进行分析，并结合预设的绿植修复技术，得到最优绿植修复技术。

2.根据权利要求1所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述矿山数据采集模块，包括：矿山土质数据采集单元、矿山环境采集单元和矿山图像数据采集单元;

所述矿山土质数据采集单元，用于采集矿山土质数据，并将所述矿山土质数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山环境采集单元，用于采集矿山环境数据，并将所述矿山环境数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山图像数据采集单元，用于采集矿山的图像数据。

3.根据权利要求1所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述得到第一修复绿植集的步骤，具体包括：

提取矿山土质数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山土质数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山土质类型;

根据对应矿山土质类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山土质能种活的绿植;

将所述矿山土质能种活的绿植进行集合，得到对应第一修复绿植集。

4.根据权利要求1所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述得到第二修复绿植的步骤，具体包括：

提取矿山环境数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山环境数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山环境类型;

根据对应矿山环境类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山环境能种活的绿植;

将所述矿山环境能种活的绿植进行集合，得到对应第二修复绿植集。

5.根据权利要求1所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述得到最优绿植修复技术的步骤，具体包括：

提取第一修复绿植集和第二修复绿植集中共同存在的绿植，设为对应矿山的修复绿植;

根据对应矿山的修复绿植在预设的绿植修复技术表中查询，得到对应矿山的绿植修复技术;

根据对应矿山的绿植修复技术在预设的费用表格中查询，得到对应矿山的绿植修复技术的费用单价;

获取当前矿山需要修复的面积值;

将当前矿山需要修复的面积值乘以对应矿山的绿植修复技术的费用单价，再加上对应绿植修复技术的预设基础费用，得到当前矿山需要修复的总费用值;

将矿山的绿植修复技术按照对应矿山需要修复的总费用值从小到大进行排序，并提取最小总费用值的绿植修复技术;

将所述最小总费用值的绿植修复技术设为矿山的最优绿植修复技术。

6.根据权利要求5所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述得到对应矿山的绿植修复技术之后，还包括：

根据对应矿山的绿植修复技术，提取对应矿山的绿植修复技术在历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山的面积值;

根据历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山面积值，构建对应矿山的绿植修复技术的实际修复时间值和修复矿山面积值的线性方程;

获取当前矿山需要修复的面积值;

将当前矿山需要修复的面积值输入至对应矿山的绿植修复技术的实际修复时间值和修复矿山面积值的线性方程，得到对应矿山的绿植修复技术的预测修复时间值;

判断所述矿山的绿植修复技术的预测修复时间值是否大于预设修复时间阈值，若是，将对应矿山的绿植修复技术进行删除。

7.根据权利要求1所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述矿山显示及警示模块，包括：矿山正在修复显示单元、矿山已修复显示单元、矿山未修复显示单元和矿山警示单元;

所述矿山正在修复显示单元，用于显示正在修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山已修复显示单元，用于显示已经修复完成的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山未修复显示单元，用于显示未修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山警示单元，用于对矿山的绿植覆盖率的警示。

8.根据权利要求7所述的一种矿山生态修复大数据应用系统，其特征在于，所述矿山警示单元，包括：时间标识子单元、图像识别子单元和绿植覆盖率警示子单元;

所述时间标识子单元，用于对矿山图像数据进行标识;

所述图像识别子单元，用于提取矿山图像中的绿植覆盖率;

所述绿植覆盖率警示子单元，用于根据矿山图像中的绿植覆盖率以及对应时间标识，计算预设时间周期内对应矿山的绿植覆盖率变化值，若预设时间周期内对应矿山的绿植覆盖率变化值小于预设绿植覆盖率阈值，则生成绿植覆盖率警示信息。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及矿山生态修复技术领域，更具体的，涉及一种矿山生态修复大数据应用系统。

背景技术

[0002]随着矿物质的发现以及利用，矿物质的采集越来越频繁，矿物质方便了人们的生活的同时，造成了土地退化、植被破坏和生物多样性的丧失，影响了生态系统服务的提供;而在传统的矿区生态修复中，研究人员仅考虑到了矿区土壤样本并观察植物和调查生物多样性，缺少对经费预算、人员限制等方面的考虑。

[0003]因此，现有技术存在缺陷，亟待改进。

发明内容

[0004]鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种矿山生态修复大数据应用系统，能够降低矿山生态修复成本、提高矿山生态修复效率。

[0005]本发明提供了一种矿山生态修复大数据应用系统，包括：

矿山数据采集模块、矿山数据处理模块、矿山显示及警示模块和矿山数据存储模块;

所述矿山数据采集模块，用于采集矿山区域内的土质和环境数据;

所述矿山数据处理模块，用于对矿山区域内的土质和环境数据进行分析，确定对应矿山的修复方法;

所述矿山显示及警示模块，用于对矿山现状进行显示或警示;

所述矿山数据存储模块，用于存储矿山生态修复数据。

[0006]本方案中，所述矿山数据采集模块，包括：矿山土质数据采集单元、矿山环境采集单元和矿山图像数据采集单元;

所述矿山土质数据采集单元，用于采集矿山土质数据，并将所述矿山土质数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山环境采集单元，用于采集矿山环境数据，并将所述矿山环境数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山图像数据采集单元，用于采集矿山的图像数据。

[0007]本方案中，所述矿山数据处理模块，包括：矿山土质分析单元、矿山环境分析单元和矿山生态修复方法匹配单元;

所述矿山土质分析单元，用于对矿山土质数据进行分析，得到第一修复绿植集;

所述矿山环境分析单元，用于对矿山环境数据进行分析，得到第二修复绿植集;

所述矿山生态修复方法匹配单元，用于对第一修复绿植集和第二修复绿植集进行分析，并结合预设的绿植修复技术，得到最优绿植修复技术。

[0008]本方案中，所述得到第一修复绿植集的步骤，具体包括：

提取矿山土质数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山土质数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山土质类型;

根据对应矿山土质类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山土质能种活的绿植;

将所述矿山土质能种活的绿植进行集合，得到对应第一修复绿植集。

[0009]本方案中，所述得到第二修复绿植的步骤，具体包括：

提取矿山环境数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山环境数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山环境类型;

根据对应矿山环境类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山环境能种活的绿植;

将所述矿山环境能种活的绿植进行集合，得到对应第二修复绿植集。

[0010]本方案中，所述得到最优绿植修复技术的步骤，具体包括：

提取第一修复绿植集和第二修复绿植集中共同存在的绿植，设为对应矿山的修复绿植;

根据对应矿山的修复绿植在预设的绿植修复技术表中查询，得到对应矿山的绿植修复技术;

根据对应矿山的绿植修复技术在预设的费用表格中查询，得到对应矿山的绿植修复技术的费用单价;

获取当前矿山需要修复的面积值;

将当前矿山需要修复的面积值乘以对应矿山的绿植修复技术的费用单价，再加上对应绿植修复技术的预设基础费用，得到当前矿山需要修复的总费用值;

将矿山的绿植修复技术按照对应矿山需要修复的总费用值从小到大进行排序，并提取最小总费用值的绿植修复技术;

将所述最小总费用值的绿植修复技术设为矿山的最优绿植修复技术。

[0011]本方案中，所述得到对应矿山的绿植修复技术之后，还包括：

根据对应矿山的绿植修复技术，提取对应矿山的绿植修复技术在历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山的面积值;

根据历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山面积值，构建对应矿山的绿植修复技术的实际修复时间值和修复矿山面积值的线性方程;

获取当前矿山需要修复的面积值;

判断所述矿山的绿植修复技术的预测修复时间值是否大于预设修复时间阈值，若是，将对应矿山的绿植修复技术进行删除。

[0012]本方案中，所述矿山显示及警示模块，包括：矿山正在修复显示单元、矿山已修复显示单元、矿山未修复显示单元和矿山警示单元;

所述矿山正在修复显示单元，用于显示正在修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山已修复显示单元，用于显示已经修复完成的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山未修复显示单元，用于显示未修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山警示单元，用于对矿山的绿植覆盖率的警示。

[0013]本方案中，所述矿山警示单元，包括：时间标识子单元、图像识别子单元和绿植覆盖率警示子单元;

所述时间标识子单元，用于对矿山图像数据进行标识;

所述图像识别子单元，用于提取矿山图像中的绿植覆盖率;

[0014]本发明公开的一种矿山生态修复大数据应用系统，根据矿山的特点，设计符合要求的绿植以及对应绿植修复技术，提高了矿山生态修复效率，降低了矿山生态修复成本。

附图说明

[0015]图1示出了本发明一种矿山生态修复大数据应用系统的框图。

具体实施方式

[0016]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0017]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0018]图1示出了本发明一种矿山生态修复大数据应用系统的框图。

[0019]如图1所示，本发明公开了一种矿山生态修复大数据应用系统，包括：

矿山数据采集模块、矿山数据处理模块、矿山显示及警示模块和矿山数据存储模块;

所述矿山数据采集模块，用于采集矿山区域内的土质和环境数据;

所述矿山数据处理模块，用于对矿山区域内的土质和环境数据进行分析，确定对应矿山的修复方法;

所述矿山显示及警示模块，用于对矿山现状进行显示或警示;

所述矿山数据存储模块，用于存储矿山生态修复数据。

[0020]根据本发明实施例，所述矿山数据采集模块中包含多种数据采集装置或感应器，比如土壤湿度感应器、土壤PH测试装置等，通过土壤湿度感应器采集矿山区域土壤的湿度值，通过土壤PH测试装置采集矿山区域土壤的PH值，所述矿山数据处理模块根据矿山数据采集模块采集的数据进行处理，并确定当前矿山生态修复的绿植以及对应绿植修复技术，通过矿山显示及警示模块将矿山的位置以及对应矿山的现状进行显示，所述矿山的现状包括正在修复、已修复和未修复。

[0021]根据本发明实施例，所述矿山数据采集模块，包括：矿山土质数据采集单元、矿山环境采集单元和矿山图像数据采集单元;

所述矿山土质数据采集单元，用于采集矿山土质数据，并将所述矿山土质数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山环境采集单元，用于采集矿山环境数据，并将所述矿山环境数据发送至矿山数据处理模块;

所述矿山图像数据采集单元，用于采集矿山的图像数据。

[0022]需要说明的是，所述矿山土质数据包括矿山土质的类型、对应土质的PH值、土质的温湿度等直接涉及矿山土质方面的数据;所述矿山环境数据包括对应矿山区域的下雨量、阳光、风力等对矿山绿植生长有影响的环境数据;所述矿山图像数据采集单元通过预设的摄像装置，按照一定频率对矿山进行拍摄图像，采集对应矿山的图像数据。

[0023]根据本发明实施例，所述矿山数据处理模块，包括：矿山土质分析单元、矿山环境分析单元和矿山生态修复方法匹配单元;

所述矿山土质分析单元，用于对矿山土质数据进行分析，得到第一修复绿植集;

所述矿山环境分析单元，用于对矿山环境数据进行分析，得到第二修复绿植集;

所述矿山生态修复方法匹配单元，用于对第一修复绿植集和第二修复绿植集进行分析，并结合预设的绿植修复技术，得到最优绿植修复技术。

[0024]所述得到第一修复绿植集的步骤，具体包括：

提取矿山土质数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山土质数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山土质类型;

根据对应矿山土质类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山土质能种活的绿植;

将所述矿山土质能种活的绿植进行集合，得到对应第一修复绿植集。

[0025]需要说明的是，所述矿山土质数据中的因素包括对应土质的硬度、粒径、含水量等，比如因素为土质的硬度，则对应因素值为对应土质的硬度值，根据土质的硬度值，对该土质进行硬度分类，比如划分为砂土、黏土、砂砾、卵石等，比如因素为土质的粒径，则对应因素值为对应土质的粒径值，比如2毫米至20毫米的砂砾，所述预设的修复绿植表中存储有各种常用的修复绿植以及对应修复绿植适应的矿山土质类型，比如在砂土的土质类型中可以种植狗尾草、沙棘等。

[0026]所述得到第二修复绿植的步骤，具体包括：

提取矿山环境数据中的因素以及对应因素值;

根据矿山环境数据中的因素值落入的预设因素值范围，确定对应矿山环境类型;

根据对应矿山环境类型在预设的修复绿植表中查询，得到对应矿山环境能种活的绿植;

将所述矿山环境能种活的绿植进行集合，得到对应第二修复绿植集。

[0027]需要说明的是，所述矿山环境数据中的因素包括对应矿山区域的日照、降水、风等自然环境，比如日照充足，则可以在对应矿山种植喜阳的修复绿植，能增加矿山修复速度，比如小米草、红柳等;所述预设的修复绿植表格中存储有各种常用的修复绿植以及对应修复绿植适应的矿山环境类型。

[0028]根据本发明实施例，所述得到最优绿植修复技术的步骤，具体包括：

提取第一修复绿植集和第二修复绿植集中共同存在的绿植，设为对应矿山的修复绿植;

根据对应矿山的修复绿植在预设的绿植修复技术表中查询，得到对应矿山的绿植修复技术;

根据对应矿山的绿植修复技术在预设的费用表格中查询，得到对应矿山的绿植修复技术的费用单价;

获取当前矿山需要修复的面积值;

将当前矿山需要修复的面积值乘以对应矿山的绿植修复技术的费用单价，再加上对应绿植修复技术的预设基础费用，得到当前矿山需要修复的总费用值;

将矿山的绿植修复技术按照对应矿山需要修复的总费用值从小到大进行排序，并提取最小总费用值的绿植修复技术;

将所述最小总费用值的绿植修复技术设为矿山的最优绿植修复技术。

[0029]需要说明的是，每种矿山的修复绿植可能存在多种绿植修复技术，

但是每种绿植修复技术所涉及的技术、人员等要求均为不同，因此，需要的费用可能也存在差距，所述绿植修复技术包括覆盖种植技术、普通喷播复绿技术、孔穴式复绿技术等，每种技术适应不同的矿山条件，所述预设的绿植修复技术表格中存储有各种绿植修复技术以及对应的修复绿植，根据修复绿植可以查找到合适的绿植修复技术，所述预设的费用表格中存储有各种绿植修复技术以及对应绿植修复技术所需要的费用单价。

[0030]根据本发明实施例，所述得到对应矿山的绿植修复技术之后，还包括：

根据对应矿山的绿植修复技术，提取对应矿山的绿植修复技术在历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山的面积值;

根据历史的绿植修复过程中实际修复时间值以及对应修复矿山面积值，构建对应矿山的绿植修复技术的实际修复时间值和修复矿山面积值的线性方程;

获取当前矿山需要修复的面积值;

判断所述矿山的绿植修复技术的预测修复时间值是否大于预设修复时间阈值，若是，将对应矿山的绿植修复技术进行删除。

[0031]需要说明的是，以历史的绿植修复过程中实际修复时间值和对应修复矿山面积值构建二维坐标，其中将历史的绿植修复过程中实际修复时间值设为纵向坐标，对应修复矿山面积值设为横向坐标，以最小二乘法的公式，确定对应线性方程中的系数k及常量b，得到线性方程y=k*x+b，再将当前矿山需要修复的面积值x带入对应线性方程，得到对应矿山的绿植修复技术的预测修复时间值y。

[0032]根据本发明实施例，所述矿山显示及警示模块，包括：矿山正在修复显示单元、矿山已修复显示单元、矿山未修复显示单元和矿山警示单元;

所述矿山正在修复显示单元，用于显示正在修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山已修复显示单元，用于显示已经修复完成的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山未修复显示单元，用于显示未修复的矿山位置以及对应矿山图像数据;

所述矿山警示单元，用于对矿山的绿植覆盖率的警示。

[0033]根据本发明实施例，所述矿山警示单元，包括：时间标识子单元、图像识别子单元和绿植覆盖率警示子单元;

所述时间标识子单元，用于对矿山图像数据进行标识;

所述图像识别子单元，用于提取矿山图像中的绿植覆盖率;

[0034]需要说明的是，通过矿山显示及警示模块，将矿山的状态进行显示，比如将正在修复的矿山显示为黄色，已经修复完成的矿山显示为绿色，未修复的矿山为灰色，更近一步地，还可以显示已修复矿山的数量、未修复矿山的数量、正在修复矿山的数量以及预设区域内矿山的总数量;通过对矿山进行实时监测，定期对矿山进行拍照，并提取对应照片中矿山的绿植覆盖率，比如预设时间周期为7天，则以7天为一个周期，确定每个周期的绿植覆盖率，再将相邻周期中的后面周期的绿植覆盖率减去相邻周期中前面周期的绿植覆盖率，得到对应矿山的绿植覆盖率变化值。

[0035]本发明公开的一种矿山生态修复大数据应用系统，其系统包括：矿山数据采集模块、矿山数据处理模块、矿山显示及警示模块和矿山数据存储模块;所述矿山数据采集模块，用于采集矿山区域内的土质和环境数据;所述矿山数据处理模块，用于对矿山区域内的土质和环境数据进行分析，确定对应矿山的修复方法;所述矿山显示及警示模块，用于对矿山现状进行显示或警示;所述矿山数据存储模块，用于存储矿山生态修复数据。本发明根据矿山的特点，设计符合要求的绿植以及对应绿植修复技术，提高了矿山生态修复效率，降低了矿山生态修复成本。

[0036]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

[0037]上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0038]另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0039]本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0040]或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

说明书附图(1)