一種河湖濕地修復的集成處理方法及系統與流程

本技術涉及生態修復，具體涉及一種河湖濕地修復的集成處理方法及系統。

背景技術：

1、在河湖濕地修復的過程中，利用人工種植適宜的水生植物，如苦草、竹葉眼子菜、黑藻等，實現水生態系統的修復與重建。這一過程有助于恢復生態功能，包括提供生存空間和棲息地給水生動植物，促進生物多樣性的增加，并且美化環境。同時，水生植物的根系和生物質也有助于固定濕地土壤，減少泥沙流失，改善水體的透明度和水質。

2、在實地種植水生植物時，需要考慮不同區域的水質情況、水流速度和ph值等因素的差異。選擇適合的水生植物進行栽種至關重要，否則可能導致沉水植物難以存活并且處理效果不佳。因此，對待修復的水域進行合理的區域劃分，并采用適宜的種植方案，是保護環境的必要措施。傳統的水生態區域劃分通常是通過傳感器測量到的水生態指標，結合多指標疊加分析、專家判斷方法、層次分析法等主觀評價方法進行區域劃分，這種方式操作繁瑣且帶有較強主觀意識，容易造成區域劃分不合理的問題，導致水生植物種植不當，進而影響環境修復效果。

技術實現思路

1、鑒于以上內容，有必要提供一種河湖濕地修復的集成處理方法及系統，通過在河湖濕地待修復區域安裝采集點陣列獲取水體信息，通過數據對水體進行區域劃分，對不同的水體區域采用不同的水生植物種植策略，提高水體環境的修復能力。

2、本技術第一方面提供一種河湖濕地修復的集成處理方法，所述方法包括：

3、獲取河湖濕地待修復區域圖像上對應的不同采集點在預設時間段內各時刻的水流數據及各種水體參數數據，確認各采集點的整體水流向量以及各種水體參數的水體檢測向量；

4、基于所有采集點所有待選水生植物所有種水生參數各時刻的數據波動程度，獲取各時刻的水生生長權重；

5、綜合待選水生植物與水體參數的關系、各采集點各種水體參數各時刻數據與整體的分布變化情況和所述水生生長權重，獲得各種水體參數的敏感權重；

6、根據非采集點到采集點的空間關系，結合對應采集點各種水體參數的水體檢測向量的分布以及所述整體水流向量，確認非采集點的各種水體參數的測量結果，得到各位置的水體參數向量，所述位置包括采集點和非采集點；

7、基于河湖濕地待修復區域圖像相鄰位置的水體參數向量的差異，結合所述敏感權重，獲取相鄰位置的相對距離；根據相鄰位置的相對距離劃分區域；

8、根據區域劃分結果，結合各區域的水體參數向量，采用神經網絡，獲取各區域待選水生植物的分配種植結果。

9、其中，所述確認各采集點的整體水流向量以及各種水體參數的水體檢測向量，具體為：

10、將各采集點各時刻的水流速度，記為各采集點各時刻的水流矢量；將各采集點所有時刻水流矢量的均值向量作為各采集點的整體水流向量；

11、計算各采集點各種水體參數各時刻數據的歸一化值；將各采集點各種水體參數所有時刻所述歸一化值組成的向量記為各采集點各種水體參數的水體檢測向量。

12、其中，所述獲取各時刻的水生生長權重，具體為：

13、基于歷史數據，獲取各個待選水生植物在各種水體參數下的最佳種植參數范圍，并將最佳種植參數范圍的中值記為各個待選水生植物在各種水體參數下的最佳參數；

14、基于各待選水生植物，根據各采集點各種水體參數各時刻的數據與對應最佳參數的差異，得到各待選水生植物在各采集點各時刻在各種水體參數的生長適應度；將各時刻所有待選水生植物所有采集點所有水體參數的生長適應度的平均水平的反向關系映射作為各時刻的水生生長權重。

15、其中，所述獲得各種水體參數的敏感權重，具體為：

16、基于待選水生植物與水體參數的關系，結合各采集點各種水體參數各時刻數據與整體的分布變化，獲取各采集點各時刻各種水體參數的環境差異度；

17、將所有時刻的水生生長權重以及各采集點各種水體參數所有時刻的環境差異度的正向融合結果作為各采集點在各種水體參數的水體參數敏感度；將所有采集點在各種水體參數的水體參數敏感度的平均水平，作為各種水體參數的敏感權重。

18、其中，所述獲取各采集點各時刻各種水體參數的環境差異度，包括：

19、將所有待選水生植物在任一種水體參數的最佳種植參數范圍的區間長度的平均值的預設數值倍數，作為所述任一種水體參數的敏感因子；對于各采集點，根據各時刻所述任一種水體參數與所有時刻所述任一種水體參數的平均值的差異，得到各時刻所述任一種水體參數的波動系數；將各時刻所述任一種水體參數的波動系數與對應的敏感因子的反向關系映射結果作為各采集點各時刻所述任一種水體參數的環境差異度。

20、其中，所述確認非采集點各種水體參數的測量結果，具體為：

21、根據各采集點各種水體參數的水體檢測向量的平均水平，確認各采集點各種水體參數的測量結果；

22、對于任一非采集點，將各采集點到所述任一非采集點的向量記為所述任一非采集點相對于各采集點的位置差異向量；獲取所述任一非采集點相對于各采集點的位置差異向量與對應水流矢量的向量夾角；比較所述任一非采集相對于各采集點的水流矢量的模長與所述位置差異向量的模長，得到所述任一非采集點相對于各采集點的距離權重；

23、將所述任一非采集點相對于各采集點的距離權重與對應向量夾角的比值作為各采集點在所述任一非采集點的權重；

24、對于各非采集點，將所有采集點在各非采集點的權重以及各種水體參數測量結果的正向融合結果作為各非采集點的各種水體參數的測量結果；

25、所述各位置的水體參數向量具體為各位置所有種水體參數的測量結果組成的向量。

26、其中，所述獲取相鄰位置的相對距離，步驟為：

27、獲取水域平面圖各位置對應的水體參數向量，計算相鄰位置所述水體參數向量中各種水體參數的測量結果的差異與對應種水體參數的敏感權重的正向融合結果作為相鄰位置的相對距離。

28、其中，所述劃分區域的過程具體為：

29、將相對距離最小的兩個位置劃分為同一區域；

30、獲取新區域中所有位置的水體參數向量的均值向量，作為新區域的水體參數向量；獲取新區域與相鄰區域的相對距離；直到區域數量小于預定數量，且未劃分區域的位置小于河湖濕地待修復區域圖像總位置數的預設百分數為止。

31、其中，所述獲取各區域待選水生植物的分配種植結果，包括：

32、將水域平面圖各區域所有點的水體參數向量的均值向量作為神經網絡的輸入，輸出各區域的待選水生植物的分配種植結果。

33、第二方面，本技術實施例還提供了一種河湖濕地修復的集成處理系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任意一項所述方法的步驟。

34、上述方案中，獲取河湖濕地待修復區域圖像上對應的不同采集點在預設時間段內各時刻的水流數據及各種水體參數數據，為河湖濕地待修復區域的水域環境分析以及水生植物分配提供數據基礎，；獲取各采集點的整體水流向量以及各種水體參數的水體檢測向量，為后續考慮河湖濕地待修復區域中水流對水體參數的影響提供分析基礎；獲取各時刻的水生生長權重，可以有效提取水生植物生長的重要時刻；獲得各種水體參數的敏感權重，衡量水體參數各時刻的波動程度，對河湖濕地待修復區域的水體參數的受影響程度進行刻畫；獲取河湖濕地待修復區域所有位置的水體參數向量，構成環境參數空間分布，為后續進行區域劃分做準備；獲取相對距離，考慮到了實際環境參數的波動情況，并與備選水生植物的種植環境參數范圍結合，為不同的環境參數賦予不同的權重，以此對河湖濕地待修復區域進行區域劃分。相對于傳統的、采用層次分析法等主觀性較強的區域劃分算法，避免了因為主觀評判帶來的區域劃分錯誤風險，能夠有效避免因為區域劃分不合理導致的濕地修復效果差的問題，提高水體環境的修復能力。