[发明专利]森林融雪监测系统

说明书

本发明公开了一种森林融雪监测系统，包括人机操作模块、融雪数据采集模块、卫星视频采集模块、卫星热红外监测模块、图像处理模块、三维重构模块、积雪覆盖区图形识别模块、积雪覆盖区尺寸测量模块、积雪覆盖区面积计算模块、预测分析模块和中央处理器。本发明利用卫星视频、热红外、超声波传感等实现了森林融雪信息的多方面采集，通过信息融合与综合分析，实现低成本，高效率的森林融雪监测工作，协同通过三维重构模块以及各计算模块的自定义实现了森林融雪面积的自动统计，大大减轻了工作人员的工作量；且系统自带预测分析预警功能，使用方便。

技术领域

本发明涉及森林管理技术领域，具体涉及一种森林融雪监测系统。

背景技术

目前，收集用于评价森林融雪状态数据的过程是非常耗时和复杂的。为此，现有技术中涌现出了大量的森林融雪监测系统，但普遍存在误差较大、探测成本较高，不能大面积、多期次使用，且所检测到的数据均为静态的数值，不具有可视性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种森林融雪监测系统，利用卫星视频、热红外、超声波传感等实现了森林融雪信息的多方面采集，通过信息融合与综合分析，实现低成本，高效率的森林融雪监测工作，协同通过三维重构模块以及各计算模块的自定义实现了森林融雪面积的自动统计，大大减轻了工作人员的工作量；且系统自带预测分析预警功能，使用方便。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种森林融雪监测系统，包括

人机操作模块，用于用户登录，输入待监测点的基本信息数据和控制命令；

融雪数据采集模块，通过按一定的距离埋设在待监测点周围的超声波传感器和水流传感器进行融雪数据的采集；

卫星视频采集模块，用于实时采集森林融雪情况的视频数据，并将采集到的数据发送到数据处理模块；

卫星热红外监测模块，用于获取森林地表温度信息；

图像处理模块，用于通过结构元素遍历整个图像，平滑积雪覆盖区域的边缘，并将图像的亮度调整到预设的标准值；并用于通过kinect深度传感器进行完成图像修饰的图像数据深度图像的获取，将获取的深度图像发送到三维重构模块；

三维重构模块，用于将所获得的深度图像进行三角化，然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场，对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面，完成三维图像的重构；

积雪覆盖区图形识别模块，用于通过预设的图形模板进行所得的三维图像内积雪覆盖区形状的分割和识别；

积雪覆盖区尺寸测量模块，用于根据积雪覆盖区图形识别模块的识别结果进行对应的标尺的调用，通过调用的标尺积雪覆盖区的尺寸进行测量，自动输出测量结果；所述标尺可根据图像的大小、变形进行缩放和拉伸；

积雪覆盖区面积计算模块，用于根据预设的图形模板面积计算算法进行各区域积雪覆盖区面积的计算，并根据每一个图像所对应的面积缩放比例进行面积的换算，并将所有的换算结果进行统计，得积雪覆盖区总面积；

预测分析模块，用于根据接收到的融雪数据进行融雪情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；

中央处理器，用于接收预测分析模块的预测分析结果，并根据预测分析结果进行报警模块的启闭；用于接收人机操作模块输入的各种控制命令，并按照预设的算法将这些命令发送到对应的模块；用于接收各数据采集模块所采集到的数据，并将接收到的数据按积雪所在地理位置信息进行分类后储存在对应的数据库内；用于用户注册、权限管理和密码修改；