【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及海洋生態環境監測，更具體的說是涉及一種海草床監測系統及方法。
技術介紹
1、海草床是海洋生態系統中的重要組成部分，對維持生物多樣性、防止海岸侵蝕、凈化水質等方面具有重要作用。然而，由于人類活動和自然因素的影響，海草床的健康狀態受到嚴重威脅。因此，對海草床的健康狀態進行實時監測和評估具有重要意義。
2、但是，目前對海草床的監測維度較少，對海草床健康狀態評估的準確度往往不夠。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種海草床監測系統及方法，可實現對海草床健康狀態的準確評估。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種海草床監測方法，包括：
4、獲取目標海洋區域的影像數據以及各個海草床的多種環境參數；
5、根據不同時期的影像數據，確定目標海洋區域中各海草床的面積變化率和海草覆蓋度；
6、針對任一海草床，將該海草床的各種環境參數、面積變化率和海草覆蓋度作為影響其健康狀態的特征參數，對所有特征參數進行加權求和，得到該海草床的綜合評價指標；
7、將所述綜合評價指標和各種特征參數代入預先預先構建好的海草床健康狀態評價模型，對該海草床的健康狀態進行評估。
8、進一步的，所獲取的各個海草床的環境參數包括：溫度、鹽度、溶解氧含量、光照強度、生物量變化、ph值、水流速度和水流方向中的一種或多種。
9、進一步的，所述根據不同時期的影像數據
10、采用支持向量機對目標海洋區域影像數據中的海水、海草和沙質底質進行粗劃分，識別出海草集中分布的區域，作為一個海草床，并標記出海草床邊界；
11、對當前影像數據進行分塊，使每個圖像塊包含一個完整的海草床；
12、對海水和海草分別賦予不同的像素值，根據每個海草床圖像塊的像素值變化，對海草進行細劃分，計算每個海草床中海草的面積變化率和覆蓋度。
13、進一步的，所述對海水和海草分別賦予不同的像素值，根據每個海草床圖像塊的像素值變化，對海草進行細劃分，包括：
14、預先采集多種不同種類海草的圖像信息，確定各種海草所對應的像素值，將代表海草的像素值歸類為一個統一的像素值；將代表海水的像素值歸類為一個像素值；
15、對每個海草床圖像塊的像素值進行重新賦值，確定海草生長區域的像素面積和海草床的像素面積。
16、進一步的，所述綜合評價指標的計算公式為：
17、
18、其中，ck表示目標海洋區域中的第k個海草床，ski表示第個海草床的第i個特征參數，ωki表示第k個海草床的第i個特征參數的權重，n表示共包含n個特征參數。
19、進一步的，所述海草床健康狀態評價模型為多變量線性回歸模型，其表達式為：
20、hk＝β0+β1sk1+β2sk2+l+βnskn+β'ck
21、其中，hk表示第k個海草床的健康狀態評估值，β0,β1,β2,l,βn和β'均表示模型參數。
22、第二方面，本專利技術提供一種海草床監測系統，包括：數據采集子系統和健康狀態評估子系統；
23、所述數據采集子系統包括：水下監測平臺和無人機；所述水下監測平臺部署在目標海洋區域各個海草床的不同監測點，其搭載有多種類型的傳感器，用于采集各監測點的多種環境參數；所述無人機用于采集目標海洋區域的影像數據；
24、所述健康狀態評估子系統用于采用如上所述的方法對海草床的健康狀態進行評估。
25、進一步的，所述水下監測平臺上還搭載有第一攝像機；所述第一攝像機用于采集海草床水下預設區域的視頻信息；
26、所述水下監測平臺還通過繩索連接一個浮標，所述浮標上搭載有第二攝像機、太陽能發電裝置和通信裝置；
27、所述第二攝像機用于采集海草床水上預設區域的視頻信息；
28、所述太陽能發電裝置為水下的各種傳感器、所述第一攝像機、所述第二攝像機和所述通信裝置供電；
29、所述通信裝置用于將當前監測點所采集的環境參數、視頻信息和各設備的運行狀態信息實時發送至所述健康狀態評估子系統。
30、進一步的，所述健康狀態評估子系統還用于對目標海洋區域中任一海草床各個監測點的水下視頻信息、水上視頻信息、各種環境參數、設備運行狀態和健康評估結果按照預設規則進行展示和存儲。
31、進一步的，所述健康狀態評估子系統還用于以每個海草床的邊界為基準，設置電子圍欄，根據水上視頻信息判斷是否存在非法船舶闖入或非法作業現象，若存在，則生成報警信息。
32、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
33、本專利技術通過對海草床的多種環境參數、面積變化率和海草覆蓋度進行加權求和，計算出一個綜合評價指標，可更全面地反映海草床的生態狀況，同時根據各特征參數對健康狀態的影響程度分配權重，確保該綜合評價指標更加關注對健康狀態影響較大的因素，進而提高評估結果的準確性。
34、本專利技術還將計算的綜合評價指標與其他特征參數共同作為海草床健康狀態評價模型的特征輸入，進而更全面、更準確地反映海草床的生態狀況。
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1.一種海草床監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所獲取的各個海草床的環境參數包括：溫度、鹽度、溶解氧含量、光照強度、生物量變化、pH值、水流速度和水流方向中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述根據不同時期的影像數據，確定目標海洋區域中各海草床的面積變化率和海草覆蓋度，包括：
4.根據權利要求3所述的海草床監測方法，其特征在于，所述對海水和海草分別賦予不同的像素值，根據每個海草床圖像塊的像素值變化，對海草進行細劃分，包括：
5.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述綜合評價指標的計算公式為：
6.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述海草床健康狀態評價模型為多變量線性回歸模型，其表達式為：
7.一種海草床監測系統，其特征在于，包括：數據采集子系統和健康狀態評估子系統；
8.根據權利要求7所述的海草床監測系統，其特征在于，所述水下監測平臺上還搭載有第一攝像機；所述第一攝像機用于采集海草床水下
9.根據權利要求8所述的海草床監測系統，其特征在于，所述健康狀態評估子系統還用于對目標海洋區域中任一海草床各個監測點的水下視頻信息、水上視頻信息、各種環境參數、設備運行狀態和健康評估結果按照預設規則進行展示和存儲。
10.根據權利要求8所述的海草床監測系統，其特征在于，所述健康狀態評估子系統還用于以每個海草床的邊界為基準，設置電子圍欄，根據水上視頻信息判斷是否存在非法船舶闖入或非法作業現象，若存在，則生成報警信息。
...【技術特征摘要】
1.一種海草床監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所獲取的各個海草床的環境參數包括：溫度、鹽度、溶解氧含量、光照強度、生物量變化、ph值、水流速度和水流方向中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述根據不同時期的影像數據，確定目標海洋區域中各海草床的面積變化率和海草覆蓋度，包括：
4.根據權利要求3所述的海草床監測方法，其特征在于，所述對海水和海草分別賦予不同的像素值，根據每個海草床圖像塊的像素值變化，對海草進行細劃分，包括：
5.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述綜合評價指標的計算公式為：
6.根據權利要求1所述的海草床監測方法，其特征在于，所述海草床健康狀態評價模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮銀銀，苗飛，畢進紅，劉德帥，楊萍萍，許文浩，
申請(專利權)人：山東省海洋資源與環境研究院山東省海洋環境監測中心，山東省水產品質量檢驗中心，
類型：發明
國別省市：
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