本發(fā)明涉及生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大數(shù)據(jù)平臺。

背景技術(shù)：

生態(tài)環(huán)境惡化對人類不良影響的表現(xiàn)越來越明顯，加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)投入以保護(hù)越來越脆弱的生態(tài)環(huán)境已刻不容緩。有關(guān)部門已開始重點投入礦山生態(tài)修復(fù)和沙漠化治理等方面的國土整治工作，其中生態(tài)修復(fù)已成為一個新興的生態(tài)環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域。所謂生態(tài)修復(fù)是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾，以減輕負(fù)荷壓力，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進(jìn)行演化，或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我恢復(fù)能力，輔以人工措施，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展；主要指致力于那些在自然突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)原本的面貌，比如砍伐的森林要種植上，退耕還林.讓動物回到原來的生活環(huán)境中。做生態(tài)修復(fù)要去當(dāng)?shù)亓私狻⑹占嚓P(guān)生態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合植物適宜生長區(qū)劃分方法，分析出適合當(dāng)?shù)貧夂虻闹参?，通過專家知識庫獲得適當(dāng)?shù)闹参锎钆?，最終進(jìn)行人工種植。

草原生態(tài)數(shù)據(jù)是非常復(fù)雜的，這種復(fù)雜性具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)分布廣、可控度低、受干擾大、類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和獲取困難等方面。目前，大量寶貴的草原生態(tài)數(shù)據(jù)處于離散狀態(tài)，各類專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由不同單位所掌握，信息互相不流通。這無疑對生態(tài)建設(shè)和草牧業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。因此，迫切需要建設(shè)一個規(guī)范化的草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述情況，本發(fā)明提供一種草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺系統(tǒng)，解決了當(dāng)前大量的草原生態(tài)數(shù)據(jù)資源處于離散狀態(tài)的問題，形成大數(shù)據(jù)中心，提高了各類生態(tài)信息資源共享，形成了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，包括生態(tài)資源功能模塊、宏觀統(tǒng)計功能模塊、綜合應(yīng)用功能模塊、遙感監(jiān)測功能模塊、業(yè)務(wù)布局功能模塊、綜合查詢功能模塊、植物圖冊功能模塊；生態(tài)資源功能模塊，用于展示不同年份，生態(tài)影響因子在地理區(qū)域范圍內(nèi)的分布效果圖；宏觀統(tǒng)計功能模塊，用于統(tǒng)計土壤類型和草原退化圖；綜合應(yīng)用功能模塊，用于根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和算法提供地理區(qū)域適宜生長的植物；遙感監(jiān)測功能模塊，用于展示同一地區(qū)不同時段的影像圖，以觀察到生態(tài)修復(fù)的效果；業(yè)務(wù)布局功能模塊，用于展示已實施的生態(tài)修復(fù)的成功案例，以及種業(yè)、草業(yè)等業(yè)務(wù)板塊的分布；綜合查詢功能模塊，用于通過點擊地圖上任意位置，或輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，用戶檢索任意年份、任意地區(qū)的基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)，包括土壤信息、氣象信息和植被信息；植物圖冊功能模塊，用于檢索所需的植物信息，并根據(jù)每種植物的生長影響因子，在地圖上渲染出每種植物的分布范圍。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可增加以下技術(shù)特征進(jìn)行進(jìn)一步限定：

該平臺系統(tǒng)還包括平臺介紹功能模塊，用于介紹平臺系統(tǒng)，其中包括用戶自選查看的全球、全國和內(nèi)蒙遙感影像圖、基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)(水份、土壤、氣象、植被、蓄載量)的地圖展示以及生態(tài)修復(fù)的成功案例照片。可以4張幻燈片5秒/次自動播放或手動切換的方式介紹平臺系統(tǒng)。

該平臺系統(tǒng)還包括科研系統(tǒng)功能模塊，用于展示研究機構(gòu)、專家、合作單位的詳細(xì)信息及地圖定位，種質(zhì)資源，知識庫，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)名錄，病蟲害數(shù)據(jù)，科研成果，植物研究資料。

該平臺系統(tǒng)還包括工具條，工具條包括用于查詢各城市的天氣狀況工具，平移、距離、面積、全幅的工具，清除操作工具，全屏功能工具和截屏功能工具。

生態(tài)影響因子包括氣象、土壤、植被和載畜量。

在綜合應(yīng)用功能模塊中，用戶通過點擊圖上任意地點，或輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，平臺系統(tǒng)將提供該地點的基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)、植物配比、修復(fù)方案及相關(guān)案例信息。

在生態(tài)資源功能模塊中，向用戶以單屏、雙屏和卷簾三種對比方式進(jìn)行地圖聯(lián)動展示；在遙感監(jiān)測功能模塊中，向用戶以單屏、雙屏和卷簾三種對比方式進(jìn)行地圖聯(lián)動展示。

在宏觀統(tǒng)計功能模塊中，土壤類型統(tǒng)計分別以柱狀圖和餅狀圖的形式來統(tǒng)計土壤類型、土壤面積和土壤有機質(zhì)含量；草原退化圖統(tǒng)計也以柱狀圖和餅狀圖的形式來表示退化、沙化、鹽漬化的面積和百分比。

該平臺系統(tǒng)通過PC端或移動端向用戶提供各類生態(tài)數(shù)據(jù)快捷的查詢檢索和統(tǒng)計分析功能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)整合現(xiàn)有大量散落在各處的生態(tài)、草牧業(yè)數(shù)據(jù)，形成草原生態(tài)大數(shù)據(jù)中心，提供各類生態(tài)影響因子分布圖及各種查詢、可視化、空間疊加分析等功能，進(jìn)行專業(yè)的分析和調(diào)控，提高資源的利用水平，為企業(yè)、科研人員和政府提供大數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)，實現(xiàn)生態(tài)信息資源的共享，避免數(shù)據(jù)的重復(fù)建設(shè)，提高業(yè)務(wù)人員工作效率，并有效提高領(lǐng)導(dǎo)決策科學(xué)化水平；(2)大大地提高了各類生態(tài)信息資源共享，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而且通過專家智慧數(shù)據(jù)庫提供的指標(biāo)及模型算法，為生態(tài)趨勢及預(yù)測提供知識和強大的數(shù)據(jù)支撐，分析出不同區(qū)域適宜生長的植物；(3)收集多年來在生態(tài)修復(fù)方面的科研技術(shù)信息，集成不同區(qū)域草地修復(fù)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)相關(guān)信息的互聯(lián)互通，高效地指導(dǎo)實踐工作；(4)實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)管理的終端化、電子化、流程化，提高企業(yè)生產(chǎn)效率和研究成果推廣水平，從而為企業(yè)帶來實際的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益；(5)該平臺的建立不僅填補了我國草原生態(tài)在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的空白，同時將對生態(tài)建設(shè)、草牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展和社會發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1示出了一種草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)體系架構(gòu)圖。

圖2示出了基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)框架圖。

圖3示出了基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)庫建庫流程圖。

圖4示出了一種草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的圖形界面圖。

具體實施方式

本發(fā)明依托大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了草原生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測、評估，提高生態(tài)修復(fù)技術(shù)，諸如選擇適宜植物種類、科學(xué)配種、調(diào)整植物配比，最終達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)的精細(xì)化管理。

如圖1所示，一種草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)體系架構(gòu)，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、支持層、應(yīng)用層和用戶層?；A(chǔ)設(shè)施層是草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)項目建設(shè)和運行的基礎(chǔ)支撐環(huán)境，包括：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與安全設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備、存儲備份設(shè)備等設(shè)備。數(shù)據(jù)層包含土壤數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理及入庫。支持層包括：中間件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，以及基礎(chǔ)GIS平臺軟件。應(yīng)用層即為草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)。用戶層是草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)項目各類用戶的需求。

本發(fā)明還建立了全面、標(biāo)準(zhǔn)的專題(土壤、植被、氣象)數(shù)據(jù)庫，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合與分析，使用戶可以在Web客戶端、移動端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問與分析。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案描述如下：

數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，以國家地理信息公共服務(wù)平臺“天地圖”為基礎(chǔ)，以元數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)庫為支撐，以土壤數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等為業(yè)務(wù)主線，搭建數(shù)據(jù)中心，并基于此開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。其中，地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用“天地圖”，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系要同“天地圖”保持一致，為國家2000坐標(biāo)系。

數(shù)據(jù)庫中，土壤數(shù)據(jù)包含土壤分類(類、亞類、土屬、土種)數(shù)據(jù)、土壤成分?jǐn)?shù)據(jù)(比如展示某一區(qū)域土壤所含氮、磷、鉀、PH等值的含量)、土壤重金屬含量數(shù)據(jù)；氣象數(shù)據(jù)包括年均(生長季)氣溫、年均降雨量、大風(fēng)日數(shù)、日照時數(shù)、0度以上積溫、10度以上積溫、最低溫度、最高溫度、無霜期、風(fēng)速、濕度、溫度、降雨量等(1980年至今)；植被數(shù)據(jù)包括植被覆蓋度(1982年至今)、地上生物量(2000年至今)、草地分級、草地營養(yǎng)類型、植被區(qū)劃、草地類型、草原退化圖(1980年、2000年、2010年三期數(shù)據(jù))。

數(shù)據(jù)庫建庫工具采用SuperMap iDesktop，以完成從數(shù)據(jù)的采集、編輯處理、存儲入庫、投影管理等功能。建庫流程按照圖3進(jìn)行，其中，數(shù)據(jù)處理步驟具體包含數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)配準(zhǔn)。然后進(jìn)行質(zhì)量檢查，主要檢查結(jié)構(gòu)一致性、屬性值、圖形拓?fù)涞?，以確保對數(shù)據(jù)庫的成果質(zhì)量控制。另外為實現(xiàn)用戶點擊地圖查詢檢索出對應(yīng)的業(yè)務(wù)信息，用SuperMap Deskpro進(jìn)行圖形掛接屬性，具體是將屬性數(shù)據(jù)電子表格導(dǎo)入，通過預(yù)圖形進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成圖形與屬性一體化的存儲方式。最后質(zhì)檢合格的數(shù)據(jù)方可入庫。

基礎(chǔ)GIS平臺選擇SuperMap GIS平臺軟件，包括：二三維一體化桌面GIS平臺(SuperMap iDesktop 8C)、云GIS應(yīng)用服務(wù)器平臺(SuperMap iServer 8C)，具體配置如下：

表1基礎(chǔ)GIS平臺配置表

如圖4所示，該平臺系統(tǒng)共有9項功能模塊以及簡單的工具條，工具條中可查詢各城市的天氣狀況，以及平移、距離、面積、全幅的工具，還可以清除現(xiàn)有操作，全屏和截屏的功能。

詳細(xì)的功能介紹及對應(yīng)的實現(xiàn)方案描述如下：

1.“平臺介紹”功能模塊：以4張幻燈片5秒/次自動播放或手動切換的方式簡要介紹該平臺系統(tǒng)，其中包括用戶可自選查看的全球、全國和內(nèi)蒙遙感影像圖、基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)(水資源、土壤資源、氣候資源、草地資源、畜種資源)的地圖展示、生態(tài)修復(fù)的成功案例照片、以及礦山修復(fù)前后的對比照片。

2.“生態(tài)資源”功能模塊：可以向用戶以單屏、雙屏和卷簾三種對比方式進(jìn)行地圖聯(lián)動，展示不同年份，氣象、土壤、植被和載畜量等生態(tài)影響因子在內(nèi)蒙古區(qū)域以及全國范圍內(nèi)的分布效果圖。

3.“宏觀統(tǒng)計”功能模塊：統(tǒng)計土壤類型和草原退化圖。其中，土壤類型統(tǒng)計分別以柱狀圖和餅狀圖的形式來統(tǒng)計內(nèi)蒙古和各盟市的土壤類型、土壤面積和土壤有機質(zhì)含量；草原退化圖統(tǒng)計也以柱狀圖和餅狀圖的形式來表示內(nèi)蒙古和各盟市三化(退化、沙化、鹽漬化)的面積和百分比。所有統(tǒng)計圖表均可進(jìn)行下載保存成圖。

4.“綜合應(yīng)用”功能模塊：根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，用戶通過點擊圖上任意地點，或輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，該平臺系統(tǒng)將提供該地點的基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)、植物配比、修復(fù)方案及相關(guān)案例等信息。其中，基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)所提供的氣象信息中的各指標(biāo)信息均有接口，用戶由此進(jìn)入各指標(biāo)的年份統(tǒng)計，可切換成折線圖、柱狀圖進(jìn)行查看，同時各統(tǒng)計圖也能保存成圖。植物配比會列出該地原生植物和適宜性生長植物，用戶點擊所列的適宜性生長植物后，該平臺系統(tǒng)會提供關(guān)于此植物的詳細(xì)信息。

5.“遙感監(jiān)測”功能模塊：以單屏、雙屏和卷簾等三種方式進(jìn)行地圖聯(lián)動，展示白云鄂博礦區(qū)2013年3月和2016年5月的影像圖，科左中旗飛播沙地2013年2月和2016年2月的影像圖，通過同一地區(qū)不同時段的影像對比可以觀察到生態(tài)修復(fù)的效果顯著。

6.“業(yè)務(wù)布局”功能模塊：展示蒙草過去實施的生態(tài)修復(fù)的成功案例(諸如草原生態(tài)修復(fù)、沙地修復(fù)、礦區(qū)修復(fù)、城鎮(zhèn)周邊荒廢土地修復(fù)、邊坡修復(fù)、灌區(qū)鹽堿地改良和節(jié)水園林等示范)，種子加工中心和資源圃的分布，以及現(xiàn)代草業(yè)的分布展示(例如口岸、儲藏中心、人工草地和天然草地)。

7.“綜合查詢”功能模塊：通過點擊地圖上任意位置，或輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，用戶可以檢索任意年份、任意地區(qū)的基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)，包括土壤信息、氣象信息和植被信息。

8.“植物圖冊”功能模塊：用戶可通過選擇科、屬、植物類型、花色、花序類型、花被狀況、花冠類型、花蕊狀況、雄蕊類型、雌蕊類型、花托、果實類型等多項條件來檢索需要的植物信息。

9.“科研系統(tǒng)”功能模塊：具體功能包括：①展示研究院、蒙草專家、合作單位的詳細(xì)信息及地圖定位；②種質(zhì)資源，包括種子、標(biāo)本、土樣、水樣、樣地調(diào)查，其中，業(yè)務(wù)人員將種子信息總結(jié)成excel表格，用戶可根據(jù)其需求導(dǎo)出表格；③蒙草工具箱，以附件的形式提供各類資料，包括知識庫(例如內(nèi)蒙古100種灌木資源開發(fā)利用、科爾沁內(nèi)蒙古區(qū)域沙地治理簡述等PDF資料)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(涵蓋各類草業(yè)、林業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、企業(yè)名錄(涵蓋各盟市的草業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè))和病蟲害數(shù)據(jù)；④科研成果，羅列蒙草所取得的各類科研成果(草品種審定證書、發(fā)表論文、獲獎證書和專利證書等)；⑤植物研究，包括瀕危植物的分布、植物產(chǎn)品的照片及信息、栽培技術(shù)和沙地植物。

該平臺系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層面通過SuperMap GIS產(chǎn)品結(jié)合組件的定制開發(fā)，利用SuperMap SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎訪問大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，對現(xiàn)有生態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫管理、維護(hù)更新或預(yù)緩存處理；通過SuperMap iServer 7c服務(wù)器平臺產(chǎn)品服務(wù)接口，提供數(shù)據(jù)推送和功能服務(wù)，最終基于大數(shù)據(jù)中心成果，通過PC端和移動端向用戶提供各類生態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)快捷的查詢檢索和統(tǒng)計分析功能。

綜上，本發(fā)明通過整理、入庫基礎(chǔ)生態(tài)數(shù)據(jù)、種質(zhì)資源和標(biāo)本數(shù)據(jù)、修復(fù)技術(shù)數(shù)據(jù)、草場畜牧業(yè)數(shù)據(jù)，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、“3S”技術(shù)(GIS、GPS、RS)等信息化技術(shù)手段，建立草原生態(tài)產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)管理平臺系統(tǒng)，將生態(tài)環(huán)境、種質(zhì)標(biāo)本數(shù)據(jù)、草業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)等相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并通過APP手機移動端采集相關(guān)數(shù)據(jù)以完善和及時更新畜牧業(yè)、草業(yè)數(shù)據(jù)，從而幫助業(yè)務(wù)人員提高工作效率，提高領(lǐng)導(dǎo)決策科學(xué)化水平。