[发明专利]一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统

说明书

本发明提供了一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统，属于污染监测预警领域，本发明通过整合多源异构耕地质量数据，构建耕地污染监测基础数据库，在耕地生态安全类型区划分的基础上，布设耕地污染监测样点；其次在监测样点布设土壤智能传感器，实时监测土壤理化指标，借助物联网的无线传输技术，实时传送土壤监测数据到服务器，实现耕地土壤污染的实时动态监测及预警；同时利用多源遥感数据，实现地表植被重金属污染的动态监测和预警；最后土壤污染监控和植物污染监控相结合，从地下和地表两个方面实现耕地污染的动态监控，能提升耕地污染监控的精度，同时也能及时确定耕地污染的程度和范围，实现耕地污染监测预警系统的一体化和智能化。

技术领域

本发明属于污染监测预警领域，具体涉及一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展、农业高度集约化生产、农药化肥的过量使用和大气沉降等，耕地污染愈加严重。主要表现是污染面积不断扩大，污染程度不断加深，污染重金属的种类不断增多和监测难度不断加强等。土壤重金属等污染物进入土壤后，能够长期存在并不断累积，随着它与土壤中有机质或者其它矿物质的结合，会造成土壤性状和结构的变化，造成耕地退化；在进入植物后，会对植物的生长产生影响，同时在植物中富集，富集后的重金属经食物进入人体，又会给居民的身体健康带来很大的危害。土壤污染直接关系耕地生态和农产品质量安全，如何有效遏制突发性土壤污染事故的发生，避免事故带来的损失是当前经济发展的挑战性问题。

传统的耕地污染监测需要依靠野外布点采集土壤样品，随后在实验室分析测得各点的重金属含量，再进行插值，寻求“以点代面”。该方法虽然在小尺度上可以获得较为准确的土壤重金属含量与分布信息，但由于化验分析所需时间较长，很难针对突发污染情况进行及时预警；同时由于土壤的空间异质性、尺度问题，不能精确的确定耕地污染发生的范围。

从国家层面开展的土壤环境调查监测工作，涉及范围广、时间跨度长、投入人力物力巨大，有助于建立我国土壤环境本底数据。但由于短时间内难以实现重复的周期性采样，很难针对突发性的耕地污染状况做出响应。随着遥感技术的快速发展，高分辨率与高光谱遥感影像数据开始普及，其传感器可以记录地面物体较多的窄波段反射率，减少地物干扰，弥补传统调查方法的缺陷，为土壤重金属污染监测提供更加便利的方案。

因此，本发明提出一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于遥感和物联网的耕地污染监测预警系统，包括耕地污染监测基础数据库、风险评估模块、耕地污染动态监测模块、耕地污染监测预警模块；

所述耕地污染监测基础数据库包括作物生长期光谱数据库、土壤表层光谱数据库，分别用于存储作物生长期光谱数据和土壤表层光谱数据；

所述风险评估模块，用于对所述作物生长期光谱数据和土壤表层光谱数据进行分析，根据分析结果进行耕地污染风险评价，从而确定土壤污染监测指标阈值并对待测耕地进行土壤污染分区；

所述耕地污染动态监测模块，用于根据土壤污染分区结果，分区域布设耕地污染监测样点，在耕地污染监测样点布设土壤和作物的动态监测仪器及数据采集器，监测耕地污染状况和植被状况的监测指标数据，利用物联网技术，实现监测指标数据的实时回传；

所述耕地污染监测预警模块，将监测指标数据与设定阈值进行对比，当监测指标超过阈值时进行预警。