權(quán)利要求

1.一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

根據(jù)礦山的海拔分布劃分若干高度區(qū)間;

將礦山中海拔處于同一高度區(qū)間的封閉區(qū)域劃分為監(jiān)測區(qū)域;

采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均重金屬濃度;

分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是否存在污染擴(kuò)散特征;

響應(yīng)于所述污染擴(kuò)散特征存在，獲取各監(jiān)測區(qū)域的遙感影像并確定各監(jiān)測區(qū)域的NDVI，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均NDVI;

根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定所述污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定所述污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異，具體包括：

確定隨高度減小，平均NDVI是否逐漸減小，若平均NDVI逐漸減小，判定所述污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，若隨高度減小，平均NDVI非逐漸減小，獲取各監(jiān)測區(qū)域的最大種植密度和最大種植高度，若最大種植密度和最大種植高度均大于對應(yīng)的閾值，通過無人機(jī)對礦山以預(yù)設(shè)路線進(jìn)行礦山的地面圖像采集;

其中，所述預(yù)設(shè)路線為從山底到山頂?shù)娜舾煽珊叫新肪€中，無人機(jī)圖像采集的覆蓋范圍內(nèi)平均種植高度最高的路線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)無人機(jī)以預(yù)設(shè)路線在各高度區(qū)間采集的地面圖像，確定預(yù)設(shè)路線上各高度區(qū)間的地面植被面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，確定地面植被面積是否隨高度逐漸減小，若是，判定所述污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度包括;

在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干采樣點，在采樣點采集土壤樣本;

檢測土壤樣本中的重金屬濃度;

基于不同采樣點的重金屬濃度計算平均值作為該監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述污染擴(kuò)散特征通過以下步驟確定，

計算相鄰高度區(qū)間的濃度差異值;

根據(jù)濃度差異值計算濃度梯度值;

將濃度梯度值與預(yù)設(shè)梯度值比對，若濃度梯度值大于預(yù)設(shè)梯度值，判定所述污染擴(kuò)散特征存在;

其中，所述預(yù)設(shè)梯度值大于0。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在所述根據(jù)礦山的海拔分布劃分若干高度區(qū)間中，各高度區(qū)間等距。

9.一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1-8任一項所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

區(qū)域劃分模塊，用于獲取礦山的海拔分布以及監(jiān)測區(qū)域的劃分;

采集模塊，與所述區(qū)域劃分模塊連接，用以采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度、遙感影像，以及礦山的地面圖像;

趨勢判定模塊，與所述采集模塊連接，用于分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是存在污染擴(kuò)散特征;

分析輸出模塊，分別與所述采集模塊和所述趨勢判定模塊連接，所述分析輸出模塊響應(yīng)于所述污染擴(kuò)散特征存在，結(jié)合監(jiān)測區(qū)域的遙感圖像和地面圖像確定污染擴(kuò)散特征的成因，并輸出分析結(jié)果和分析過程。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述礦山的地面圖像通過無人機(jī)獲取，所述礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還包括路徑規(guī)劃模塊，所述路徑規(guī)劃模塊用于確定無人機(jī)采集地面圖像的航行路線。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及礦山植被狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0002]礦山開采會破壞地表和土壤結(jié)構(gòu)，使礦石中包含的大量容易淋溶的不穩(wěn)定重金屬礦物被釋放出來流向土壤，同時礦山開采產(chǎn)生的大量廢石和尾礦含有較高濃度的重金屬，這些廢石和尾礦在堆放過程中，由于風(fēng)化和雨水沖刷，其中的重金屬會滲入土壤和地下水，造成污染。植被修復(fù)屬污染防治中的一種有效方法，通過植物根系吸收土壤中的重金屬，并將其積累在植物體內(nèi)，從而減少土壤中的重金屬濃度。

[0003]在礦山植被修復(fù)進(jìn)程中，對于植被以及土壤的采集和分析是保證植被修復(fù)效果的關(guān)鍵手段，例如現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種礦山植被修復(fù)監(jiān)測及成效評估系統(tǒng)，包括無線收發(fā)器以及分別安裝無線收發(fā)器的遠(yuǎn)程控制器、無人機(jī)主體和若干個土壤墑情監(jiān)測儀;所述遠(yuǎn)程控制器內(nèi)部設(shè)有成效評估模塊，成效評估模塊獲取回傳數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過計算得到成效評估結(jié)果。該方案在巡檢無人機(jī)主體以及土壤墑情監(jiān)測儀將監(jiān)測數(shù)據(jù)分別獲取土壤植被的圖像數(shù)據(jù)以及土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)，并分別通過無線收發(fā)器將信息傳輸給遠(yuǎn)程控制器;遠(yuǎn)程控制器通過成效評估模塊自動將回傳的信息進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得成效評估結(jié)果。

[0004]但上述礦山污染和礦山修復(fù)的監(jiān)測方法的技術(shù)方案中，通過采集的數(shù)據(jù)無法有效確定植被對土體內(nèi)重金屬的吸收效果，進(jìn)而無法確定是否存在重金屬污染擴(kuò)散的現(xiàn)象，對于礦山的植被狀態(tài)監(jiān)測具有局限性。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]本發(fā)明的目的在于：提供一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中通過采集的數(shù)據(jù)無法有效確定植被對土體內(nèi)重金屬的吸收效果，進(jìn)而無法確定是否存在重金屬污染擴(kuò)散的現(xiàn)象，對于礦山的植被狀態(tài)監(jiān)測具有局限性。

[0006]為此，一方面，本發(fā)明提供一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

根據(jù)礦山的海拔分布劃分若干高度區(qū)間;

將礦山中海拔處于同一高度區(qū)間的封閉區(qū)域劃分為監(jiān)測區(qū)域;

采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均重金屬濃度;

分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是存在污染擴(kuò)散特征;

響應(yīng)于所述污染擴(kuò)散特征存在，獲取各監(jiān)測區(qū)域的遙感影像并確定各監(jiān)測區(qū)域的NDVI，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均NDVI;

根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定所述污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異。

[0007]具體而言，所述根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定所述污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異，具體包括：

確定隨高度減小，平均NDVI是否逐漸減小，若平均NDVI逐漸減小，判定所述污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異。

[0008]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，若隨高度減小，平均NDVI非逐漸減小，獲取各監(jiān)測區(qū)域的最大種植密度和最大種植高度，若最大種植密度和最大種植高度均大于對應(yīng)的閾值，通過無人機(jī)對礦山以預(yù)設(shè)路線進(jìn)行礦山的地面圖像采集;

其中，所述預(yù)設(shè)路線為從山底到山頂?shù)娜舾煽珊叫新肪€中，無人機(jī)圖像采集的覆蓋范圍內(nèi)平均種植高度最高的路線。

[0009]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，根據(jù)無人機(jī)以預(yù)設(shè)路線在各高度區(qū)間采集的地面圖像，確定預(yù)設(shè)路線上各高度區(qū)間的地面植被面積。

[0010]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，確定地面植被面積是否隨高度逐漸減小，若是，判定所述污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異。

[0011]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度包括;

在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干采樣點，在采樣點采集土壤樣本;

檢測土壤樣本中的重金屬濃度;

基于不同采樣點的重金屬濃度計算平均值作為該監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度。

[0012]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述污染擴(kuò)散特征通過以下步驟確定，

計算相鄰高度區(qū)間的濃度差異值;

根據(jù)濃度差異值計算濃度梯度值;

將濃度梯度值與預(yù)設(shè)梯度值比對，若濃度梯度值大于預(yù)設(shè)梯度值，判定所述污染擴(kuò)散特征存在;

其中，所述預(yù)設(shè)梯度值大于0。

[0013]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在所述根據(jù)礦山的海拔分布劃分若干高度區(qū)間中，各高度區(qū)間等距。

[0014]另一方面，本發(fā)明提供一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用上述任一方案中的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

區(qū)域劃分模塊，用于獲取礦山的海拔分布以及監(jiān)測區(qū)域的劃分;

采集模塊，與所述區(qū)域劃分模塊連接，用以采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度、遙感影像，以及礦山的地面圖像;

趨勢判定模塊，與所述采集模塊連接，用于分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是否存在污染擴(kuò)散特征;

分析輸出模塊，分別與所述采集模塊和所述趨勢判定模塊連接，所述分析輸出模塊響應(yīng)于所述污染擴(kuò)散特征存在，結(jié)合監(jiān)測區(qū)域的遙感圖像和地面圖像確定污染擴(kuò)散特征的成因，并輸出分析結(jié)果和分析過程。

[0015]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，所述礦山的地面圖像通過無人機(jī)獲取，所述礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還包括路徑規(guī)劃模塊，所述路徑規(guī)劃模塊用于確定無人機(jī)采集地面圖像的航行路線。

[0016]本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，能夠通過系統(tǒng)化的高度區(qū)間劃分、重金屬濃度監(jiān)測與植被密度分析，全面評估礦山生態(tài)修復(fù)過程中植被狀況和污染擴(kuò)散特征。通過在不同高度區(qū)間內(nèi)監(jiān)測重金屬濃度，并結(jié)合遙感技術(shù)獲取的植被NDVI，可以有效識別礦山污染擴(kuò)散的空間分布規(guī)律，并進(jìn)一步分析污染擴(kuò)散的潛在成因，尤其是植被密度差異對污染擴(kuò)散的影響。結(jié)合了海拔、重金屬含量與植被健康狀態(tài)的多維度監(jiān)測，能夠更精確地評估礦山區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)情況，及時識別出可能存在的污染擴(kuò)散趨勢，并為污染控制措施和植被修復(fù)策略提供科學(xué)依據(jù)。通過高效的數(shù)據(jù)采集與分析手段，提升了監(jiān)測的精度和全面性，尤其適用于大型礦山區(qū)域的生態(tài)評估與恢復(fù)監(jiān)控，為礦山生態(tài)管理提供了一種更加智能和精準(zhǔn)的解決方案。

[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明提出的污染擴(kuò)散特征能夠有效地展現(xiàn)出礦山的重金屬是否存在向下擴(kuò)散的趨勢，并在該趨勢存在時，驗證擴(kuò)散成因，對于污染擴(kuò)散特征，其可能是由于雨水沖刷、土體流失造成的重金屬向下擴(kuò)散，也可能是植被種植時由于地形因素植被分布不均，導(dǎo)致不同高度植被對于重金屬的吸收不同，偶然展現(xiàn)出的擴(kuò)散現(xiàn)象，本發(fā)明結(jié)合遙感圖像對該現(xiàn)象進(jìn)行識別，能夠便于對礦山植被狀態(tài)的進(jìn)一步了解，以及結(jié)合本發(fā)明詳盡的監(jiān)測數(shù)據(jù)采取更適合的調(diào)整措施以避免重金屬污染的進(jìn)一步擴(kuò)散。

[0018]進(jìn)一步地，本發(fā)明對于監(jiān)測區(qū)域的劃分具有較優(yōu)的可分析性，劃分依據(jù)為處于同一高度區(qū)間的封閉區(qū)域，如此劃分的監(jiān)測區(qū)域能夠有效表征礦山在不同高度區(qū)間的變化，便于進(jìn)一步分析。

附圖說明

[0019]圖1為本發(fā)明實施例中的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的流程圖;

圖2為本發(fā)明實施例中的采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度的流程圖;

圖3為本發(fā)明實施例中的污染擴(kuò)散特征確定的流程圖;

圖4為本發(fā)明實施例中的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

[0020]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

[0021]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

[0023]礦山開采過程中會破壞地表和土壤結(jié)構(gòu)，使礦石中包含的大量容易淋溶的不穩(wěn)定重金屬礦物被釋放出來流向土壤，同時礦山開采產(chǎn)生的大量廢石和尾礦含有較高濃度的重金屬，這些廢石和尾礦在堆放過程中，由于風(fēng)化和雨水沖刷，其中的重金屬會滲入土壤和地下水，造成污染?，F(xiàn)有的礦山污染和礦山修復(fù)的監(jiān)測方法無法有效處理這個問題，尤其是無法利用礦山修復(fù)植被礦山對重金屬污染區(qū)進(jìn)行針對性防治。

[0024]請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

步驟S1，根據(jù)礦山的海拔分布劃分若干高度區(qū)間，且各高度區(qū)間等距;

步驟S2，將礦山中海拔處于同一高度區(qū)間的封閉區(qū)域劃分為監(jiān)測區(qū)域;

步驟S3，采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均重金屬濃度;

步驟S4，分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是存在污染擴(kuò)散特征;

步驟S5，響應(yīng)于污染擴(kuò)散特征存在，獲取各監(jiān)測區(qū)域的遙感影像并確定各監(jiān)測區(qū)域的NDVI(歸一化植被指數(shù))，并確定處于同一高度區(qū)間的若干監(jiān)測區(qū)域的平均NDVI;

步驟S6，根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異。

[0025]在上述步驟中，本實施例的監(jiān)測方法能夠通過系統(tǒng)化的高度區(qū)間劃分、重金屬濃度監(jiān)測與植被密度分析，全面評估礦山生態(tài)修復(fù)過程中植被狀況和污染擴(kuò)散特征。通過在不同高度區(qū)間內(nèi)監(jiān)測重金屬濃度，并結(jié)合遙感技術(shù)獲取的植被NDVI，可以有效識別礦山污染擴(kuò)散的空間分布規(guī)律，并進(jìn)一步分析污染擴(kuò)散的潛在成因，尤其是植被密度差異對污染擴(kuò)散的影響。結(jié)合了海拔、重金屬含量與植被健康狀態(tài)的多維度監(jiān)測，能夠更精確地評估礦山區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)情況，及時識別出可能存在的污染擴(kuò)散趨勢，并為污染控制措施和植被修復(fù)策略提供科學(xué)依據(jù)。通過高效的數(shù)據(jù)采集與分析手段，提升了監(jiān)測的精度和全面性，尤其適用于大型礦山區(qū)域的生態(tài)評估與恢復(fù)監(jiān)控，為礦山生態(tài)管理提供了一種更加智能和精準(zhǔn)的解決方案。詳細(xì)地，污染擴(kuò)散特征能夠有效地展現(xiàn)出礦山的重金屬是否存在向下擴(kuò)散的趨勢，并在該趨勢存在時，驗證擴(kuò)散成因，對于污染擴(kuò)散特征，其可能是由于雨水沖刷、土體流失造成的重金屬向下擴(kuò)散，也可能是植被種植時由于地形因素植被分布不均，導(dǎo)致不同高度植被對于重金屬的吸收不同，偶然展現(xiàn)出的擴(kuò)散現(xiàn)象，本實施例結(jié)合遙感圖像對該現(xiàn)象進(jìn)行識別，能夠便于對礦山植被狀態(tài)的進(jìn)一步了解，以及結(jié)合本實施例詳盡的監(jiān)測數(shù)據(jù)采取更適合的調(diào)整措施以避免重金屬污染的進(jìn)一步擴(kuò)散。進(jìn)一步地，監(jiān)測方法對于監(jiān)測區(qū)域的劃分具有較優(yōu)的可分析性，劃分依據(jù)為處于同一高度區(qū)間的封閉區(qū)域，如此劃分的監(jiān)測區(qū)域能夠有效表征礦山在不同高度區(qū)間的變化，便于進(jìn)一步分析。

[0026]具體而言，根據(jù)各高度區(qū)間的平均NDVI確定污染擴(kuò)散特征的成因是否為種植密度差異，具體包括：

確定隨高度減小，平均NDVI是否逐漸減小，若平均NDVI逐漸減小，判定污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異;

若隨高度減小，平均NDVI非逐漸減小，獲取各監(jiān)測區(qū)域的最大種植密度和最大種植高度，若最大種植密度和最大種植高度均大于對應(yīng)的閾值，通過無人機(jī)對礦山以預(yù)設(shè)路線進(jìn)行礦山的地面圖像采集;

其中，預(yù)設(shè)路線為從山底到山頂?shù)娜舾煽珊叫新肪€中，無人機(jī)圖像采集的覆蓋范圍內(nèi)平均種植高度最高的路線。

[0027]詳細(xì)地，對于NDVI可以通過遙感影響分析獲取，也可以從現(xiàn)有的平臺中直接獲取，其為現(xiàn)有技術(shù)，需注意的是，在通過遙感影像分析獲取監(jiān)測區(qū)域的NDVI時，遙感影像的空間分辨率應(yīng)為1—5米，以確保能夠準(zhǔn)確捕捉植被覆蓋的精細(xì)變化。平均NDVI通過以下公式確定，，其中，NDVIR為平均NDVI,Ai為第i監(jiān)測區(qū)域的面積，NDVIi表示第i監(jiān)測區(qū)域的NDVI值，n為該高度區(qū)間內(nèi)的監(jiān)測區(qū)域數(shù)量。

[0028]平均NDVI逐漸減小說明污染擴(kuò)散特征是由于從上到下的種植密度差異導(dǎo)致，并非是由于雨水沖刷等導(dǎo)致的污染擴(kuò)散，排除了錯誤分析的現(xiàn)象。且在平均NDVI非逐漸減小的情況下，若最大種植密度和最大種植高度均大于對應(yīng)的閾值，通過無人機(jī)對礦山以預(yù)設(shè)路線進(jìn)行礦山的地面圖像采集，考慮到了僅采用NDVI進(jìn)行的成因分析存在盲區(qū)，在最大種植密度和最大種植高度均大于對應(yīng)的閾值時，說明植被過高過密對于地表具有一定的遮擋，忽略了處于遮擋下的能夠吸收重金屬的低矮植物，基于此考慮通過無人機(jī)進(jìn)行一個從下到上的地面圖像采集，通過該次采集對上述例外情況進(jìn)行驗證，進(jìn)一步提高了監(jiān)測方法的精準(zhǔn)性。應(yīng)理解的是，對于最大種植密度和最大種植高度對應(yīng)的閾值需結(jié)合實際場景及植物品種進(jìn)行設(shè)置，能夠表征對應(yīng)的遮擋程度即可，在此不再贅述。

[0029]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，根據(jù)無人機(jī)以預(yù)設(shè)路線在各高度區(qū)間采集的地面圖像，確定預(yù)設(shè)路線上各高度區(qū)間的地面植被面積。

[0030]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法的優(yōu)選技術(shù)方案，確定地面植被面積是否隨高度逐漸減小，若是，判定污染擴(kuò)散特征的成因為種植密度差異。

[0031]若否判定成因并非種植密度差異，礦山存在污染擴(kuò)散的趨勢。

[0032]請參閱圖2所示，采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度包括;

步驟S31，在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干采樣點，在采樣點采集土壤樣本;

步驟S32，通過光譜分析或ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)譜)檢測土壤樣本中的重金屬濃度;

步驟S33，基于不同采樣點的重金屬濃度計算平均值作為該監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度。詳細(xì)地，對于重金屬檢測的類別需要結(jié)合礦山的實際場景確定，示例性的，檢測的重金屬包括但不限于鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)和鉻(Cr)。

[0033]請參閱圖3所示，污染擴(kuò)散特征通過以下步驟確定，

步驟S41，計算相鄰高度區(qū)間的濃度差異值ΔC;，

步驟S42，根據(jù)濃度差異值計算濃度梯度值G;，

其中，Cj表示第j個高度區(qū)間的平均重金屬濃度，m為高度區(qū)間的總數(shù)。

[0034]步驟S43，將濃度梯度值與預(yù)設(shè)梯度值比對，若濃度梯度值大于預(yù)設(shè)梯度值(預(yù)設(shè)梯度值大于0)，判定污染擴(kuò)散特征存在，反之不存在?？梢岳斫獾氖牵瑢τ陬A(yù)設(shè)梯度值，需結(jié)合礦山的高度和高度區(qū)間的劃分?jǐn)?shù)量確定，當(dāng)濃度梯度 G 大于預(yù)設(shè)梯度值時，相鄰高度區(qū)間的濃度變化呈現(xiàn)出規(guī)律性的遞增趨勢時，可以判定礦山存在污染擴(kuò)散現(xiàn)象。特別是當(dāng)最低高度區(qū)間的重金屬濃度值顯著高于最高高度區(qū)間時，擴(kuò)散特征更加明顯。

[0035]請參閱圖4所示，本實施例提供一種礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用上述任一方案中的礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測方法，包括：

區(qū)域劃分模塊，用于獲取礦山的海拔分布以及監(jiān)測區(qū)域的劃分;

采集模塊，與區(qū)域劃分模塊連接，用以采集各監(jiān)測區(qū)域的重金屬濃度、遙感影像，以及礦山的地面圖像;

趨勢判定模塊，與采集模塊連接，用于分析隨高度區(qū)間變化對應(yīng)的平均重金屬濃度的變化趨勢，確定礦山是否存在污染擴(kuò)散特征;

分析輸出模塊，分別與采集模塊和趨勢判定模塊連接，分析輸出模塊響應(yīng)于污染擴(kuò)散特征存在，結(jié)合監(jiān)測區(qū)域的遙感圖像和地面圖像確定污染擴(kuò)散特征的成因，并輸出分析結(jié)果和分析過程。具體地，采集模塊包括土壤采樣器、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、衛(wèi)星遙感圖像獲取終端、無人機(jī)以及用于采集數(shù)據(jù)交互的傳輸單元。

[0036]作為礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)選技術(shù)方案，礦山的地面圖像通過無人機(jī)獲取，礦山修復(fù)的植被狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)還包括路徑規(guī)劃模塊，路徑規(guī)劃模塊用于確定無人機(jī)采集地面圖像的航行路線。

[0037]除采集模塊外，描述于本申請實施例中所涉及到的模塊可以通過軟件的方式實現(xiàn)，也可以通過硬件的方式來實現(xiàn)。所描述的模塊也可以設(shè)置在處理器中，例如，可以描述為：一種數(shù)據(jù)處理器包括區(qū)域劃分模塊、趨勢判定模塊、分析輸出模塊和路徑規(guī)劃模塊。其中，這些模塊的名稱在某種情況下并不構(gòu)成對該單元本身的限定。

[0038]附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本申請各種實施例的系統(tǒng)和方法可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，該模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個接連地表示的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框，以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的裝置來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機(jī)指令的組合來實現(xiàn)。

[0039]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

說明書附圖(4)