[发明专利]基于景感生态学的生态环境物联网监测方法及系统

权利要求书

1.基于景感生态学的生态环境物联网监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

生态环境监测要素数据采集，具体地，首先进行空间布局和城市规划的历史资料收集，了解生态环境监测要素状况与特征分析，基于景感生态学理论的内容，确定自然要素和物理感知方面的生态环境监测要素；其次，基于景感生态学的心理感知、社会经济及过程与风险的相关方面，采用非规则网格最优法进行监测点位的布设；最后在监测点位上布设相应传感器，以采集生态环境监测要素数据；

数据传输，通过数据传输网络将传感器采集的生态环境监测要素数据传送到野外基地监控站的数据储存服务器；

数据处理，对数据储存服务器收集到的生态环境各要素、全方位的地面数据、海洋数据以及空中数据，按照统一布局将各类数据的信息完整地进行分类储存与分类处理；

数据控制，通过设计全方位传感器接口布置、智能管理接口系统、智能监测控制终端系统和野外基地监控站共四个部分进行数据控制；

以及在远程监测平台上对生态环境进行实时监测、预报预警和综合分析。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于景感生态学的心理感知、社会经济及过程与风险的相关方面，采用非规则网格最优法进行监测点位的布设的具体过程为：

在城市空间布局和城市规划资料的统计基础上，通过生态环境网络设施和生态敏感特征调查，确定生态环境监测目标区；

基于景感生态学理论的生态风险、过程感知、心理感知、社会经济和辖区管理方面计算监测区数据，通过对多层地理信息空间叠加分析及综合研判，将生态环境监测目标区初步划分为多个不规则网格；

以人口约束、成本约束、空间约束及地形约束为多目标约束条件，对不规则网格的监测点位进行分析，建立区域监测网络布点模型并优化求解，得出生态环境监测网的初步优化结果；

以气象分析、地形分析、功能布局分析与目标敏感分析为聚类分析约束条件，基于地理空间分析，在求解监测网初步优化结果的基础上，根据物以类聚对各指标进行分类与统计分析，着重将多个相似监测点位聚为一类，最终得到生态环境监测网点位空间布局和经济适宜性的最优化。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，传感器包括基于地面的固定监测站布设、基于海洋的无人船搭载传感器布设以及基于空中的无人机搭载传感器布设。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，传感器包括土壤传感器、水质传感器、大气传感器、降水传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器及气压传感器。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，数据传输网络由地面基站、有线局域网、无线局域网和通讯网络构成，地面基站包括无线网桥、网络交换机以及监控计算机，对于地面各传感器获取的数据，可通过有线网络或无线局域网将数据传输到数据处理模块，而对无人船和无人机搭载的传感器数据采用无线局域网的传输方式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，实时监测包括对监测数据进行远程查看、转换导出和存储分析，同时对传感器的运行状况进行在线管理和智能控制。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预报预警包括动态信息、智能预报和智能预警，具体地，通过远程监测平台可实时获取生态环境各类监测要素的状态，获取各类要素实时动态信息；同时对每类要素设定阈值，当监测的数据值超过该阈值时，监测平台自动预警该环境要素超标，并在远程监控平台上进行预报预警显示。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，综合分析包括污染状况、污染源分析和环境评价，具体地，在远程监测平台对监测的生态环境各要素进行综合分析，通过在线绘制污染物区域图及扩散图，及时显示污染物的区域；并根据污染状况进行污染源分析，对污染物周围进行环境评价；通过生态环境长时间的监测，获取各要素的时空数据，得到生态环境各要素动态变化的规律与机制。