一种耕地安全评价方法

技术领域

本发明属于耕地安全技术领域，尤其涉及一种耕地安全评价方法。

背景技术

目前，耕地是人类赖以生存的基本资源和条件。进入21世纪，人口不断增多，耕地逐渐减少，人民生活水平不断提高，保持农业可持续发展首先要确保耕地的数量和质量。据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界土地面积为18.29亿公顷左右，人均耕地0.26公顷。耕地分类：常用耕地，是指专门种植农作物并经常进行耕种、能够正常收获的土地。包括土地条件较好的基本农田和虽然土地条件较差，但能正常收获且不破坏生态环境的可用耕地。常用耕地作为中国基本的、宝贵土地资源，受到中国《土地法》严格保护，未经批准，任何个人和单位都不得占用。临时性耕地，是指在常用耕地以外临时开垦种植农作物，不能正常收获的土地。种植农作物坡度在25度以上的陡坡地要逐步退耕还林还草，在其它一些地方临时开垦种植农作物，易造成水土流失及沙化的土地，也要逐步退耕。因此，又可称这部分临时性耕地为待退的临时性耕地。为了保证耕地的安全，需要对耕地安全进行评价。但是现有技术的耕地安全评价无法获取全面的数据，降低了耕地安全评价的准确性。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术的耕地安全评价无法获取全面的数据，降低了耕地安全评价的准确性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种耕地安全评价方法。

本发明是这样实现的，一种耕地安全评价方法，所述耕地安全评价方法包括：

步骤一，耕地数量采集模块通过遥感技术获取相应的耕地遥感图像，通过数据资料库获取耕地数据信息；耕地质量采集模块采用抽样方式在耕地中，获取检测的耕地样本，对耕地的质量进行检测；

步骤二，根据耕地数量采集模块和耕地质量采集模块采集的数据，数据预处理模块通过数据预处理程序对获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据进行预处理；

步骤三，中央控制模块通过设置有控制器，分别与耕地数量采集模块、耕地质量采集模块、数据预处理模块、耕地综合分析模块、耕地安全评估模块、通信模块和云服务模块连接，协调各个模块的正常运行，并对整体的数据进行分类储存；

步骤四，耕地综合分析模块根据预处理完成的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据，通过耕地综合分析程序对耕地安全进行分析；耕地安全评估模块根据耕地安全分析的结果，通过耕地安全评估程序对耕地安全进行评估；

步骤五，通信模块通过设置有通信设备，实现云服务模块与中央控制模块之间的信息交互；云服务模块通过设置有云服务器，对采集的耕地所有数据进行大数据处理；并提供相应的耕地信息资料库。

进一步，所述步骤一中，耕地质量采集模块采用抽样方式在耕地中，获取检测的耕地样本，对耕地的质量进行检测具体过程为：

通过抽样的方式，确定检测的耕地，建立耕地样本；

在耕地样本中，通过温湿度传感器检测耕地土壤的温湿度；

通过土壤成分检测仪监测耕地土壤中的成分；通过酸碱度检测器对耕地土壤中的土壤酸碱度进行检测；

同时通过查询记录，确定历年的农作物收获情况和生长状态。

进一步，所述步骤二中，数据预处理模块通过数据预处理程序对获取的遥感图像具体过程为：

根据耕地数量采集模块获取的耕地遥感图像，建立耕地遥感图像预处理集合；

通过图像去噪程序对耕地遥感图像预处理集合中的耕地遥感图像进行去噪处理，实现耕地遥感图像的增强；

通过灰度图像转换程序，将彩色的耕地遥感图像转变成耕地遥感灰度图像；

根据得到的耕地遥感灰度图像，计算相对应的像素，建立耕地遥感图像对应的二值图，并进行二值图的均衡化。

根据建立的二值图，对耕地遥感图像进行边缘检测、分割和直方图匹配。

进一步，所述通过图像去噪程序对耕地遥感图像预处理集合中的耕地遥感图像进行去噪处理具体过程为：

对耕地遥感图像中含有的噪声图像进行提取，并根据噪声图像，进行离散小波变换，得到小波系数集合；

对小波系数集合中的小波系数进行阈值处理，得到估计的小波系数；

根据估计的小波系数，对含有噪声的图像进行小波重构，得到去噪后的耕地遥感图像。

进一步，所述建立耕地遥感图像对应的二值图具体过程为：

根据耕地遥感图像，求出相应的灰度值；同时在耕地遥感图像中，提取出灰度值对应的像素的图像。

进一步，所述二值图的均衡化具体过程为：

求出灰度级数目，确定按灰度级平均的像素个数，进而确定耕地遥感图像的灰度直方图；

确定对应的分割点，并将对应各灰度级进行分开；通过利用确定的分割点的数组完成均衡。

进一步，所述步骤三中，中央控制模块对整体的数据进行分类储存具体过程为：

根据获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据，建立对应的耕地数据分类集合；

在耕地数据分类集合中，将每一个对象设定为一类，确定两个对象之间的距离；

选取出距离小的对象进行合并，生成新的类；

计算新的类与所有耕地数据分类集合中所有的类，重复上述过程，直至对耕地数据分类集合中所有数据处理完成。

进一步，所述耕地安全评估模块评估方法如下：

根据对耕地的质量检测数据判断耕地破坏程度；并采集耕地破坏程度的破坏类型,并基于所述破坏类型确定多种评价指标；通过统计程序统计评价指标；根据所述破坏类型与所述评价指标获取评价指标列表，并将所述评价指标列表上传至云端进行存储；

从所述云端中调取的预设评价指标进行量化分级，得到量化分级结果；

获取基于所述量化分级结果的预设评价指标值，并根据所述预设评价指标值，确定各个所述预设评价指标的权重；根据所述破坏类型、所述预设评价指标值以及所述预设评价指标的权重计算综合鉴定得分值Y；

基于所述综合鉴定得分值Y的数值区间不同，确定耕地破坏程度；

根据所述耕地破坏程度的不同，从定性、定量以及定价对耕地破坏进行综合评价；

所述综合鉴定得分值Y的计算公式表示为：

根据所述综合鉴定得分值的数值区间不同，将耕地破坏程度分为轻度破坏耕地、中度破坏耕地以及重度破坏耕地，其中，属于所述轻度破坏耕地的数值区间设置在40分以下，属于所述中度破坏耕地的数值区间设置在40分至70分之间，属于所述重度破坏耕地的数值区间设为等于或超过70分；

耕地破坏程度的破坏类型是根据耕地破坏的内容与形式进行划分的，包括地表现状破坏、土壤质量破坏、土壤污染破坏以及配套设施破坏；

所述地表现状破坏的形式包括土地压占与土地塌陷；所述土壤质量破坏的形式包括土壤物理污染、土壤化学污染以及土壤生物污染；所述土壤污染破坏的形式包括无机物污染与有机物污染；所述配套设施破坏的形式包括灌溉设施、排水设施、路网以及林带；

所述量化分级结果的预设评价指标值的具体步骤包括：

通过实地测绘测量，得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

基于实地测绘测量的结果结合地貌，计算得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

通过预设的测定检验方式，得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

所述确定各个预设评价指标权重的具体步骤包括：

获取某条预设评价指标复垦所花经费；

计算同一破坏类型中的某条预设评价指标复垦所花经费占总经费的比值，以确定所述某条预设评价指标的权重；

通过面积加权法计算不同破坏类型之间的某条预设评价指标复垦所花经费占总经费的比值，以确定某条预设评价指标的权重。

本发明的另一目的在于提供一种耕地数量质量双重平衡的评价方法，所述耕地数量质量双重平衡的评价方法采用所述的耕地安全评价方法。

本发明的另一目的在于提供一种耕地集约利用潜力评价方法，所述耕地集约利用潜力评价方法采用所述的耕地安全评价方法。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

本发明通过设置有耕地数量采集模块和耕地质量采集模块，可以获取全面可靠的耕地数据，为后续耕地安全评价提供可靠的数据参考；通过设置有数据预处理模块，对获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据进行预处理，有利于后续耕地综合分析；通过设置有耕地综合分析模块和耕地安全评估模块，能够有效对耕地安全进行评价，提高了评价的准确性。同时本发明通过设置有通信模块，实现云服务模块与中央控制模块之间的信息交互，提高了整体耕地数据处理的效果和准确度。

本发明能够获取全面可靠的耕地数据，为后续耕地安全评价提供可靠的数据参考；同时提高了耕地安全评价的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的耕地安全评价方法流程图；

图2是本发明实施例提供的耕地安全评价系统结构示意图；

图中：1、耕地数量采集模块；2、耕地质量采集模块；3、数据预处理模块；4、中央控制模块；5、耕地综合分析模块；6、耕地安全评估模块；7、通信模块；8、云服务模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的耕地安全评价方法包括：

S101：耕地数量采集模块通过遥感技术获取相应的耕地遥感图像，通过数据资料库获取耕地数据信息；耕地质量采集模块采用抽样方式在耕地中，获取检测的耕地样本，对耕地的质量进行检测。

S102：根据耕地数量采集模块和耕地质量采集模块采集的数据，数据预处理模块通过数据预处理程序对获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据进行预处理。

S103：中央控制模块通过设置有控制器，分别与耕地数量采集模块、耕地质量采集模块、数据预处理模块、耕地综合分析模块、耕地安全评估模块、通信模块和云服务模块连接，协调各个模块的正常运行，并对整体的数据进行分类储存。

S104：耕地综合分析模块根据预处理完成的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据，通过耕地综合分析程序对耕地安全进行分析；耕地安全评估模块根据耕地安全分析的结果，通过耕地安全评估程序对耕地安全进行评估。

S105：通信模块通过设置有通信设备，实现云服务模块与中央控制模块之间的信息交互；云服务模块通过设置有云服务器，对采集的耕地所有数据进行大数据处理；并提供相应的耕地信息资料库。

本发明实施例提供的S101中，耕地质量采集模块采用抽样方式在耕地中，获取检测的耕地样本，对耕地的质量进行检测具体过程为：

通过抽样的方式，确定检测的耕地，建立耕地样本；

在耕地样本中，通过温湿度传感器检测耕地土壤的温湿度；通过土壤成分检测仪监测耕地土壤中的成分；通过酸碱度检测器对耕地土壤中的土壤酸碱度进行检测；

同时通过查询记录，确定历年的农作物收获情况和生长状态。

本发明实施例提供的S102中，数据预处理模块通过数据预处理程序对获取的遥感图像具体过程为：

根据耕地数量采集模块获取的耕地遥感图像，建立耕地遥感图像预处理集合；

通过图像去噪程序对耕地遥感图像预处理集合中的耕地遥感图像进行去噪处理，实现耕地遥感图像的增强；

通过灰度图像转换程序，将彩色的耕地遥感图像转变成耕地遥感灰度图像；

根据得到的耕地遥感灰度图像，计算相对应的像素，建立耕地遥感图像对应的二值图，并进行二值图的均衡化。

根据建立的二值图，对耕地遥感图像进行边缘检测、分割和直方图匹配。

所述通过图像去噪程序对耕地遥感图像预处理集合中的耕地遥感图像进行去噪处理具体过程为：

对耕地遥感图像中含有的噪声图像进行提取，并根据噪声图像，进行离散小波变换，得到小波系数集合；

对小波系数集合中的小波系数进行阈值处理，得到估计的小波系数；

根据估计的小波系数，对含有噪声的图像进行小波重构，得到去噪后的耕地遥感图像。

所述建立耕地遥感图像对应的二值图具体过程为：

根据耕地遥感图像，求出相应的灰度值；同时在耕地遥感图像中，提取出灰度值对应的像素的图像。

所述二值图的均衡化具体过程为：

求出灰度级数目，确定按灰度级平均的像素个数，进而确定耕地遥感图像的灰度直方图；

确定对应的分割点，并将对应各灰度级进行分开；通过利用确定的分割点的数组完成均衡。

本发明实施例提供的S103中，中央控制模块对整体的数据进行分类储存具体过程为：

根据获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据，建立对应的耕地数据分类集合；

在耕地数据分类集合中，将每一个对象设定为一类，确定两个对象之间的距离；

选取出距离小的对象进行合并，生成新的类；

计算新的类与所有耕地数据分类集合中所有的类，重复上述过程，直至对耕地数据分类集合中所有数据处理完成。

本发明提供的耕地安全评估模块评估方法如下：

根据对耕地的质量检测数据判断耕地破坏程度；并采集耕地破坏程度的破坏类型,并基于所述破坏类型确定多种评价指标；通过统计程序统计评价指标；根据所述破坏类型与所述评价指标获取评价指标列表，并将所述评价指标列表上传至云端进行存储；

从所述云端中调取的预设评价指标进行量化分级，得到量化分级结果；

获取基于所述量化分级结果的预设评价指标值，并根据所述预设评价指标值，确定各个所述预设评价指标的权重；根据所述破坏类型、所述预设评价指标值以及所述预设评价指标的权重计算综合鉴定得分值Y；

基于所述综合鉴定得分值Y的数值区间不同，确定耕地破坏程度；

根据所述耕地破坏程度的不同，从定性、定量以及定价对耕地破坏进行综合评价；

所述综合鉴定得分值Y的计算公式表示为：

根据所述综合鉴定得分值的数值区间不同，将耕地破坏程度分为轻度破坏耕地、中度破坏耕地以及重度破坏耕地，其中，属于所述轻度破坏耕地的数值区间设置在40分以下，属于所述中度破坏耕地的数值区间设置在40分至70分之间，属于所述重度破坏耕地的数值区间设为等于或超过70分；

耕地破坏程度的破坏类型是根据耕地破坏的内容与形式进行划分的，包括地表现状破坏、土壤质量破坏、土壤污染破坏以及配套设施破坏；

所述地表现状破坏的形式包括土地压占与土地塌陷；所述土壤质量破坏的形式包括土壤物理污染、土壤化学污染以及土壤生物污染；所述土壤污染破坏的形式包括无机物污染与有机物污染；所述配套设施破坏的形式包括灌溉设施、排水设施、路网以及林带；

所述量化分级结果的预设评价指标值的具体步骤包括：

通过实地测绘测量，得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

基于实地测绘测量的结果结合地貌，计算得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

通过预设的测定检验方式，得到所述量化分级结果的预设评价指标值；

所述确定各个预设评价指标权重的具体步骤包括：

获取某条预设评价指标复垦所花经费；

计算同一破坏类型中的某条预设评价指标复垦所花经费占总经费的比值，以确定所述某条预设评价指标的权重；

通过面积加权法计算不同破坏类型之间的某条预设评价指标复垦所花经费占总经费的比值，以确定某条预设评价指标的权重。

如图2所示，本发明实施例提供的耕地安全评价系统包括：

耕地数量采集模块1，通过遥感技术获取相应的耕地遥感图像，通过数据资料库获取耕地数据信息。

耕地质量采集模块2，采用抽样方式在耕地中，获取检测的耕地样本，对耕地的质量进行检测。

数据预处理模块3，通过数据预处理程序对获取的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据进行预处理。

中央控制模块4，通过设置有控制器，分别与耕地数量采集模块1、耕地质量采集模块2、数据预处理模块3、耕地综合分析模块5、耕地安全评估模块6、通信模块7和云服务模块8连接，协调各个模块的正常运行，并对整体的数据进行分类储存。

耕地综合分析模块5，根据预处理完成的遥感图像、耕地数据信息和耕地质量检测数据，通过耕地综合分析程序对耕地安全进行分析。

耕地安全评估模块6，根据耕地安全分析的结果，通过耕地安全评估程序对耕地安全进行评估。

通信模块7，通过设置有通信设备，实现云服务模块与中央控制模块之间的信息交互。

云服务模块8，通过设置有云服务器，对采集的耕地所有数据进行大数据处理；并提供相应的耕地信息资料库。

为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。

本发明实施例提供的一种耕地质量检测方法，所述耕地质量检测方法采用所述的耕地安全评价方法。

本发明实施例提供的一种耕地数量质量双重平衡的评价方法，所述耕地数量质量双重平衡的评价方法采用所述的耕地安全评价方法。

本发明实施例提供的一种耕地集约利用潜力评价方法，所述耕地集约利用潜力评价方法采用所述的耕地安全评价方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。