一种边坡生态修复评估系统及方法

专利2025-07-01  27


本发明涉及边坡生态修复,具体而言,涉及一种边坡生态修复评估系统及方法。


背景技术:

1、河道边坡是河流与陆地之间的交界地带,是河流生态系统的重要组成部分。这个区域不仅承载着水流的动力作用,还是多种生物栖息、繁衍的重要场所。河道边坡的生态环境主要包括土壤、植被、水体以及其中的生物群落。

2、在传统的河道边坡治理中,常采用混凝土或石块等硬质材料进行护坡,这种方式虽然在一定程度上增强了边坡的稳定性,但却破坏了原有的生态环境。硬质护坡导致植被无法生长,土壤结构被破坏,生物多样性降低,水质恶化,进而影响到整个河流生态系统的健康,同时现有的生态评估方案中又鲜有对于多土层结构的边坡评估手段,因此对河道生态修复方案的研究产生了阻碍。


技术实现思路

1、鉴于此,本发明提出了一种边坡生态修复评估系统及方法,以解决上述现有技术存在的问题。

2、一方面为实现上述目的,本发明提出了一种边坡生态修复评估系统,包括储水评估模块、有机物评估模块、植被评估模块、综合评估模块;

3、所述储水评估模块、所述有机物评估模块、所述氧气评估模块、所述植被评估模块分别连接所述综合评估模块;

4、所述储水评估模块用于对生态修复土层中的砂石层进行储水效果评估;

5、所述有机物评估模块用于对生态修复土层中的有机质层进行有机肥含量评估;

6、所述植被评估模块用于对生态修复土层中的植被层进行植被发育评估;

7、所述综合评估模块用于根据所述储水评估模块、所述有机物评估模块、所述植被评估模块的评估结果生成综合评估结果。

8、进一步地,所述储水评估模块包括砂石称重子模块、含水计算子模块以及砂石评分子模块,所述砂石称重子模块采集砂石层中的砂石样本,对所述砂石样本进行称重后获取样本湿重值,并对所述砂石样本进行烘干后再次进行称重,获取样本干重值;所述含水计算模块根据所述样本干重值和所述样本湿重值计算砂石层的含水率;

9、所述砂石评分子模块通过设置含水率阈值,并将不同时段采集砂石样本的含水率与含水率阈值进行对比,根据对比结果生成砂石层的储水评估结果。

10、进一步地,所述有机物评估模块包括有机土壤采集子模块和含氮量计算子模块,通过所述有机土壤采集子模块获取机质层中的有机土壤样本,通过所述含氮量计算子模块对所述有机土壤样本进行含氮量测试,并根据所述植被层中的植被面积计算氮需求量,根据所述氮需求量以及所述有机土壤样本的含氮量对所述有机质层进行评分。

11、进一步地,所述植被评估模块包括植被图像采集子模块和植被发育评估子模块,所述植被图像采集子模块用于获取所述植被层中的植物光谱图像,所述植被发育评估子模块用于采用自适应加权算法对所述植物光谱图像进行预处理,并采用随机森林算法构建植物评估模型,根据所述植物评估模型以及预处理后的植物光谱图像获取所述植被层的植被发育程度,根据所述植被发育程度对所述植被层进行评分,获取植被发育评估结果。

12、进一步地,所述综合评估模块采用赋权法分别对储水评估结果、有机肥含量评估结果以及植被发育评估结果赋予指标权重值,并根据所述储水评估结果、所述有机肥含量评估结果以及所述植被发育评估结果与对应权重值乘积的总和获取所述生态修复土层的综合评分值。

13、另一方面为实现上述目的,本发明提出了一种边坡生态修复评估方法,包括:

14、对生态修复土层中的砂石层进行储水率评估,获得储水评估结果;

15、对生态修复土层中的有机质层进行有机肥含量评估,获得有机肥评估结果;

16、对生态修复土层中的植被层进行植被发育评估,获得植被评估结果;

17、基于所述储水评估结果、所述有机肥评估结果、所述植被评估结果获取所述生态修复土层的综合评估结果。

18、进一步地,对生态修复土层中的砂石层进行储水率评估的过程包括:

19、分别采集不同时段砂石层中的砂石样本,对所述砂石样本进行含水率计算,获取若干个含水率值;

20、设置含水率阈值,将若干个所述含水率值与所述含水率阈值进行对比,根据对比结果生成砂石层的储水评估结果。

21、进一步地,对生态修复土层中的有机质层进行有机肥含量评估的过程包括:

22、采集所述有机质层中的有机土壤样本,对所述有机土壤样本进行含氮量测试,根据所述植被层中的植被面积计算氮需求量,根据所述氮需求量以及所述有机土壤样本的含氮量对所述有机质层进行评分。

23、进一步地,对生态修复土层中的植被层进行植被发育评估的过程包括:

24、获取所述植被层中的植物光谱图像;

25、采用自适应加权算法对所述植物光谱图像进行预处理,并采用随机森林算法构建植物评估模型;

26、根据所述植物评估模型以及预处理后的植物光谱图像获取所述植被层的植被发育程度,根据所述植被发育程度对所述植被层进行评分,获取植被发育评估结果。

27、进一步地,基于所述储水评估结果、所述有机肥评估结果、所述植被评估结果获取所述生态修复土层的综合评估结果的过程包括:

28、采用赋权法分别对储水评估结果、有机肥含量评估结果以及植被发育评估结果赋予指标权重值,并根据所述储水评估结果、所述有机肥含量评估结果以及所述植被发育评估结果与对应权重值乘积的总和获取所述生态修复土层的综合评分值。

29、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

30、本发明通过对河道边坡进行不同土质的分层设置,对每层土壤的生态修复作用进行评估,包括砂石层的储水效果评估、根据植被含氮需求进行有机含量评估以及采用自适应加权算法和随机森林对植被进行特征提取,以实现植被发育评估,最后根据各土层的评估结果进行加权,获得综合评分,为研究人员科学地制定河道边坡的生态修复方案提供了依据。



技术特征:

1.一种边坡生态修复评估系统,其特征在于,包括储水评估模块、有机物评估模块、植被评估模块、综合评估模块;

2.根据权利要求1所述的边坡生态修复评估系统,其特征在于,所述储水评估模块包括砂石称重子模块、含水计算子模块以及砂石评分子模块,所述砂石称重子模块采集砂石层中的砂石样本,对所述砂石样本进行称重后获取样本湿重值,并对所述砂石样本进行烘干后再次进行称重,获取样本干重值;所述含水计算模块根据所述样本干重值和所述样本湿重值计算砂石层的含水率;

3.根据权利要求1所述的边坡生态修复评估系统,其特征在于,所述有机物评估模块包括有机土壤采集子模块和含氮量计算子模块,通过所述有机土壤采集子模块获取机质层中的有机土壤样本,通过所述含氮量计算子模块对所述有机土壤样本进行含氮量测试,并根据所述植被层中的植被面积计算氮需求量,根据所述氮需求量以及所述有机土壤样本的含氮量对所述有机质层进行评分。

4.根据权利要求1所述的边坡生态修复评估系统,其特征在于,所述植被评估模块包括植被图像采集子模块和植被发育评估子模块,所述植被图像采集子模块用于获取所述植被层中的植物光谱图像,所述植被发育评估子模块用于采用自适应加权算法对所述植物光谱图像进行预处理,并采用随机森林算法构建植物评估模型,根据所述植物评估模型以及预处理后的植物光谱图像获取所述植被层的植被发育程度,根据所述植被发育程度对所述植被层进行评分,获取植被发育评估结果。

5.根据权利要求1所述的边坡生态修复评估系统,其特征在于,所述综合评估模块采用赋权法分别对储水评估结果、有机肥含量评估结果以及植被发育评估结果赋予指标权重值,并根据所述储水评估结果、所述有机肥含量评估结果以及所述植被发育评估结果与对应权重值乘积的总和获取所述生态修复土层的综合评分值。

6.一种边坡生态修复评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的边坡生态修复评估方法,其特征在于,对生态修复土层中的砂石层进行储水率评估的过程包括:

8.根据权利要求6所述的边坡生态修复评估方法,其特征在于,对生态修复土层中的有机质层进行有机肥含量评估的过程包括:

9.根据权利要求6所述的边坡生态修复评估方法,其特征在于,对生态修复土层中的植被层进行植被发育评估的过程包括:

10.根据权利要求6所述的边坡生态修复评估方法,其特征在于,基于所述储水评估结果、所述有机肥评估结果、所述植被评估结果获取所述生态修复土层的综合评估结果的过程包括:


技术总结
本发明提供了一种边坡生态修复评估系统及方法,包括储水评估模块,用于对生态修复土层中的砂石层进行储水效果评估;有机物评估模块,用于对生态修复土层中的有机质层进行有机肥含量评估;植被评估模块,用于对生态修复土层中的植被层进行植被发育评估;综合评估模块,用于根据储水评估模块、有机物评估模块、植被评估模块的评估结果生成综合评估结果。本发明通过对河道边坡进行不同土质的分层设置,对每层土壤的生态修复作用进行评估,最后根据各土层的评估结果进行加权,获得综合评分,为研究人员科学地制定河道边坡的生态修复方案提供了依据。

技术研发人员:尹海龙,李响,徐祖信
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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