一种“五基”协同生态遥感监测方法及系统与流程

本发明涉及协同控制，更具体的说是涉及一种“五基”协同生态遥感监测方法及系统。

背景技术：

1、随着经济社会快速发展，大量重要生态空间被蚕食、占用和破坏。近40年间，森林、草原、湿地面积分别减少35.9%、21.5%和37.5%，减少幅度与速度触目惊心。为及时掌握重要空间生态状况时空特征，有效发现违规人为活动对生态系统的破坏，需要对生态环境进行全方位、高精度、短周期的遥感监测，以期尽早制止破坏行为，避免生态损失。

2、现有监测模式体系采用单一的监测平台，天基卫星、航空无人机、地面观测等监测手段各自存在时空覆盖盲区或精度极限，天基卫星难以兼顾高时间分辨率与高空间分辨率；塔基遥感覆盖范围有限；无人机作业时长受限；地面观测仅能覆盖离散点位，无法满足全方位、高精度、短周期的复合监测要求。更为关键的是，现有监测模式缺乏一套定义天、空、塔、地等多平台异构协同的统一系统架构和标准化感知网络，各平台独立运行，监测力量分散，角色定位不清。

3、其次，从宏观异常发现到微观现场核查，再到长期定点值守，各监测环节相互脱节。目前缺乏一套自动化的、由异常事件驱动的多平台联动业务流程和任务调度策略，导致从发现问题到处置问题之间存在断点，响应延迟、处置低效，难以及时将遥感发现的线索转化为现场执法的证据。

4、再有，在多平台、多任务场景下，现有技术缺乏基于量化计算的自动匹配与调度方法，将有限的监测资源（如空基平台、无人机、巡护车）最优地分配给多个待核查的异常线索，难以保证全局最优。

5、因此，如何提供一种“五基”协同生态遥感监测方法及系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种“五基”协同生态遥感监测方法及系统，通过构建“五基”协同监测系统架构，实现全域筛查—重点锁定—精准核查—补盲验证的标准化四级闭环监测业务流程，并结合智能调度策略，实现多平台能力的最优组合与自动联动。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种“五基”协同生态遥感监测方法，包括：

4、构建天-空-塔-车-地“五基”协同监测网络；

5、建立基于需求驱动的“五基”监测平台适配决策模型，确定满足实际需求的最优监测平台组合；

6、构建多任务目标匹配优化模型，确定待分配监测任务与可用执行平台之间的最优分配方案，构建广域筛查—重点锁定—精准核查—补盲验证的闭环监测。。

7、优选的，建立需求驱动的“五基”监测平台适配决策模型，确定满足实际需求的最优监测平台组合，具体包括：

8、构建监测需求向量和平台能力基准集；

9、对每一类平台分别计算空间覆盖匹配度、分辨率匹配度和时效匹配度；

10、根据空间覆盖匹配度、分辨率匹配度和时效匹配度计算各平台综合匹配度；

11、当平台综合匹配度大于等于预设值时，选用所述平台执行监测任务；

12、当所有平台综合匹配度小于预设值时，采用蒙特卡洛随机组合寻优法对平台维度能力进行随机组合与评估，筛选出最优平台组合。

13、优选的，构建多任务目标匹配优化模型，确定待分配监测任务与可用执行平台之间的最优分配方案，具体包括：

14、根据业务场景类型配置权重；

15、基于业务场景类型配置权重对每对待分配任务计算执行能力综合评分；

16、建立多目标匹配优化模型：，并满足每个任务最多分配给一个平台、每个平台最多同时执行kq个任务、平台总执行时间不超过可用时间窗口的约束条件，其中xpq为决策变量；

17、求解所述多目标匹配优化模型，输出最优分配方案。

18、优选的，广域筛查—重点锁定—精准核查—补盲验证的闭环监测具体包括：

19、采用天基卫星按照第一预设周期对目标区域进行变化检测，基于变化检测结果提取一级异常图斑及一级异常图斑对应的空间位置信息；

20、将所述一级异常图斑的空间位置与空基遥感平台的监测覆盖范围进行空间匹配，将落入所述监测覆盖范围内的一级异常图斑作为目标任务推送至对应的空基遥感平台，并由所述空基遥感平台对目标任务区域进行扫描识别，生成二级报警线索；

21、对于未落入空基遥感平台监测覆盖范围的一级异常图斑，调度航空无人机或移动巡护监测车进行现场核查；

22、结合历史异常事件的空间分布构建热度图，并根据新事件点位在所述热度图中的热度值确定是否部署地面监测设备。

23、另一方面，本发明还提供了一种用于实现上述的一种“五基”协同生态遥感监测方法的系统，包括：多个监测平台、通信模块、管理平台，所述管理平台通过通信模块与所述监测平台连接，用于获取各个监测平台的能力参数和监测数据；

24、所述管理平台还用于根据获取的各个监测平台的能力参数，建立基于需求驱动的“五基”监测平台适配决策模型，确定满足实际需求的最优监测平台组合；在多级监测流程执行过程中，构建多任务目标匹配优化模型，确定待分配监测任务与可用执行平台之间的最优分配方案，形成广域筛查—重点锁定—精准核查—补盲验证的闭环监测。

25、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种“五基”协同生态遥感监测方法及系统，通过设计“五基”协同监测网络、建立需求驱动的监测平台适配模型、开发多任务目标匹配优化策略、制定多级协同监测流程等方式，提供了“天基全域感知—塔基环状锁定—走航线性核查—无人机动态监测—地面定点验证”的多源多尺度监测方式及实践路径，解决了现有生态遥感监测中多平台协同监测方式不清晰、多层级监测流程不明确等技术问题。

26、通过设计并执行包含广域筛查、重点锁定、精准核查的多级闭环监测流程，以异常线索为驱动纽带实现了从发现到处置的全流程自动化联动，消除了传统监测模式中各环节之间的信息断点和人工交接延迟，显著提升了从异常发现到现场核查的响应效率。将多平台选用决策、多任务调度流程建模为最优路径选择、多目标匹配优化问题，综合考虑时空匹配度、能力匹配度和平台可用度等多维因子，能够在满足实际约束的条件下自动求解全局最优的分配方案，取代了传统的人工经验调度，大幅提升了资源利用效率和调度决策的科学性。

1.一种“五基”协同生态遥感监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种“五基”协同生态遥感监测方法，其特征在于，建立需求驱动的“五基”监测平台适配决策模型，确定满足实际需求的最优监测平台组合，具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种“五基”协同生态遥感监测方法，其特征在于，构建多任务目标匹配优化模型，确定待分配监测任务与可用执行平台之间的最优分配方案，具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种“五基”协同生态遥感监测方法，其特征在于，广域筛查—重点锁定—精准核查—补盲验证的闭环监测具体包括：

5.一种用于如权利要求1-4任一项所述的一种“五基”协同生态遥感监测方法的系统，其特征在于，包括：多个监测平台、通信模块、管理平台，所述管理平台通过通信模块与所述监测平台连接，用于获取各个监测平台的监测数据；