本發(fā)明公開一種凋落物含水率的測量裝置及方法，涉及森林草原火險因子的檢測系統(tǒng)。

背景技術：

1、凋落物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其累積與分解是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)元素生物地球化學循環(huán)過程中的中心環(huán)節(jié)。凋落物含水率的準確測量對于評估森林火災風險至關重要，因為干燥的凋落物更容易燃燒，增加火災的可能性和危險性。凋落物層對植物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)過程具有復雜的和重要的調(diào)控作用，同時在水土保持、水源涵養(yǎng)等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)功能。

2、森林草原火險的發(fā)生與凋落物含水率密切相關，是森林草原火險的重要影響因素，凋落物易燃程度分為兩個因素：一是表層含水率，表層凋落物的干燥程度，決定凋落物是否會被點燃；二是整體含水率，整體的凋落物含水率，決定了燃燒是否蔓延和燃燒強度。準確的凋落物含水率數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測不僅能夠為滅火工作提供參考，還可以根據(jù)凋落物的含水率確定火災的救援管理辦法。然而，目前凋落物含水率判斷的方法多數(shù)是通過人工落葉進行烘干的方式來分析，而實測環(huán)境下，采樣時重點采表層或是重點采底層，得出的可燃物含水率具有較大差別，無法準確反應正確的情況。采集流程繁瑣，而且無法實時檢測，讓森林草原火險的判斷不能準確細化。

3、凋落物含水率是評估森林草原火險的關鍵指標之一，主要作用包括：

4、(1)、火災風險評估：凋落物含水率的高低直接影響其易燃性。干燥的凋落物更容易燃燒，因此，監(jiān)測凋落物的含水率有助于評估森林草原的火災風險。

5、(2)、預警監(jiān)測：通過實時監(jiān)測凋落物含水率，可以及時發(fā)現(xiàn)火災隱患，實現(xiàn)早期預警，從而采取相應的防火措施。

6、(3)、火災預防：了解凋落物含水率的變化趨勢，有助于森林管理者制定科學的防火策略，比如合理控制林下可燃物的量，降低火災發(fā)生的概率。

7、(4)、火險等級劃分：凋落物含水率是劃分火險等級的重要參數(shù)之一。不同含水率的凋落物對應不同的火險等級，有助于進行更精細化的火險管理。

8、(5)、火災應急響應：在火災發(fā)生時，凋落物含水率的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以為火災撲救提供重要信息，幫助制定有效的應急響應措施。

9、(6)、科學研究：凋落物含水率的監(jiān)測數(shù)據(jù)對于研究森林生態(tài)系統(tǒng)的水分循環(huán)、碳儲存等具有重要意義，有助于深入理解森林草原生態(tài)系統(tǒng)的功能和健康狀態(tài)

10、所以，凋落物含水率的監(jiān)測對于森林草原火險的預防、預警和應急管理具有重要作用，是森林草原火災風險管理不可或缺的一部分。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的問題，提供一種凋落物含水率的測量裝置及方法，所采用的技術方案為：

2、第一方面，一種凋落物含水率的測量裝置，所述裝置包括：

3、微波探測單元，用于通過微波含水率傳感器獲取被測介質(zhì)的水分含量數(shù)據(jù)；

4、計算單元，用于根據(jù)水分含量數(shù)據(jù)，通過環(huán)境補償進行數(shù)據(jù)采集處理及濾波計算，得到凋落物的最終含水率數(shù)據(jù)。

5、在一些實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：

6、控制單元，用于控制微波探測單元和計算單元，并發(fā)送傳感探測單元進行數(shù)據(jù)檢測，將檢測的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)酵獠靠刂破鳌?/p>

7、在一些實現(xiàn)方式中，所述控制單元內(nèi)設有電源子單元，用于將外部電源與所述微波探測單元進行連接。：

8、在一些實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括機械單元，所述機械單元包括運動子單元，用于到檢測時間后會運動到下方，檢測凋落物的含水率。

9、第二方面，本發(fā)明實施例提供一種凋落物含水率的測量方法，所述方法包括：

10、s1，通過微波含水率傳感器獲取被測介質(zhì)的水分含量數(shù)據(jù)；

11、s2，根據(jù)水分含量數(shù)據(jù)，通過環(huán)境補償進行數(shù)據(jù)采集處理及濾波計算，得到凋落物的最終含水率數(shù)據(jù)。

12、在一些實現(xiàn)方式中，s1具體包括：

13、s11，根據(jù)微波含水率傳感器發(fā)射信號，通過接收反射信號進行信號能量比較，

14、s12根據(jù)所述信號能量比較的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合介質(zhì)信息通過水分標定表獲取被測介質(zhì)的水分含量數(shù)據(jù)。

15、第三方面，本發(fā)明實施例提供一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存儲一條或多條計算機指令，其中，所述一條或多條計算機指令被所述處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如上述第二方面所述的方法。

16、第四方面，本發(fā)明實施例提供一種計算機存儲介質(zhì)，所述計算機可讀取存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，用實現(xiàn)如第二方面所述的方法。

17、本發(fā)明的一個或多個實施例至少能夠帶來如下有益效果：

18、本發(fā)明方法解決現(xiàn)階段凋落物含水率不準確和不能實時檢測的問題，能夠為森林草原火險因子的檢測提供準確的凋落物的含水率，從而解決下面問題：

19、火災風險評估：通過監(jiān)測凋落物含水率，可以評估特定區(qū)域的火災風險。低含水率意味著凋落物更易燃，從而增加了火災發(fā)生的可能性。

20、早期預警系統(tǒng)：含水率參數(shù)可以集成到早期預警系統(tǒng)中，當含水率降至某個閾值時，系統(tǒng)可以自動發(fā)出警報，提醒相關人員采取預防措施。

21、火災預防策略：了解凋落物含水率有助于制定有效的火災預防策略，比如在高風險期進行林區(qū)管理和凋落物清理。

22、火險等級劃分：含水率參數(shù)有助于確定不同區(qū)域的火險等級，從而實施針對性的防火措施。

23、火災應急響應：在火災發(fā)生時，凋落物含水率信息可以幫助應急響應團隊評估火勢蔓延速度和方向，優(yōu)化滅火資源的分配。

24、資源分配：根據(jù)凋落物含水率的監(jiān)測結(jié)果，可以更合理地分配防火資源，比如在高風險區(qū)域增加監(jiān)控和消防設施。

25、科學研究與模型開發(fā)：含水率數(shù)據(jù)可以用于科學研究，幫助研究者更好地理解森林生態(tài)系統(tǒng)的水分動態(tài)和火災行為，進而開發(fā)更準確的火災預測模型。

26、生態(tài)系統(tǒng)管理：長期監(jiān)測凋落物含水率有助于評估森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，為生態(tài)系統(tǒng)管理和生物多樣性保護提供數(shù)據(jù)支持。

27、規(guī)則制定與法規(guī)遵守：含水率數(shù)據(jù)可以支持規(guī)則制定者制定基于科學的防火規(guī)則和法規(guī)，確保森林地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

技術特征：

1.一種凋落物含水率的測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制單元內(nèi)設有電源子單元，用于將外部電源與所述微波探測單元進行連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括機械單元，所述機械單元包括運動子單元，用于到檢測時間后會運動到下方，檢測凋落物的含水率。

5.一種凋落物含水率的測量方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，s1具體包括：

7.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存儲一條或多條計算機指令，其中，所述一條或多條計算機指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述權(quán)利要求5-6中任意一項所述方法。

8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀取存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時用以實現(xiàn)如上述權(quán)利要求5-6中任意一項所述方法。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開一種凋落物含水率的測量裝置及方法，涉及森林草原火險因子的檢測系統(tǒng)技術領域。本發(fā)明裝置包括微波探測單元，用于通過微波含水率傳感器獲取被測介質(zhì)的水分含量數(shù)據(jù)；計算單元，用于根據(jù)水分含量數(shù)據(jù)，通過環(huán)境補償進行數(shù)據(jù)采集處理及濾波計算，得到凋落物的最終含水率數(shù)據(jù)。本發(fā)明為全自動的檢測設備，無需人員值守，可長期工作在戶外，全天檢測凋落物含水率。

技術研發(fā)人員：王燕波,張新法,張洪仁,魏永森,高云
受保護的技術使用者：浪潮智慧城市科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23