一种景区生态环境保护检测管理系统的制作方法

本发明涉及生态环境保护领域，特别是涉及一种景区生态环境保护检测管理系统。

背景技术：

1、随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，旅游业迅速崛起，成为经济增长的重要引擎。然而，旅游业的蓬勃发展也带来了对景区生态环境的巨大压力。景区的游客数量不断增加，导致环境污染和生态破坏日益严重。传统的生态环境监测系统由于技术手段有限，存在监测数据不全面、传输延迟、处理效率低下、治理措施效果不佳等问题，难以满足景区生态环境保护的实际需求。具体而言，现有的监测系统通常依赖于有限的监测点，无法全面覆盖景区的各个角落，导致环境数据的获取存在盲区和死角。此外，数据传输方式单一，依赖有线网络，导致数据传输速度慢，实时性差，难以应对突发的环境问题。

2、在面对海量的环境数据时，传统系统的数据处理能力显得尤为不足，无法及时对环境状况进行分析和预警，影响了治理决策的科学性和及时性。同时，现有的环境治理措施多依赖于人工经验，缺乏科学的指导和优化，治理效果难以保证。景区管理部门往往缺乏系统化的治理方案，无法根据实时数据进行动态调整和优化，导致治理措施的实施效果不理想，甚至可能对环境造成二次污染。

3、随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的发展，为生态环境保护带来了新的机遇。物联网技术通过大量传感器的部署，实现对环境数据的全面监测和采集，弥补了传统监测手段的不足。无线网络和移动通信技术的发展，为环境数据的实时传输提供了保障，提高了数据传输的速度和稳定性。大数据技术的应用，使得对海量环境数据的存储、管理和分析成为可能，通过高效的数据处理和智能分析，能够及时发现环境问题，提供科学的治理决策支持。人工智能技术在环境数据的分类、预测和优化治理方面发挥了重要作用，通过机器学习算法对环境数据进行深入分析，能够准确预测环境变化趋势，提出最优的治理方案，提高治理效果和效率。

4、在这样的背景下，本发明提出了一种景区生态环境保护检测管理系统，旨在通过先进的技术手段和系统化的管理方式，实现对景区生态环境的全面监测、实时传输、高效存储、智能分析和优化治理，解决现有技术中的不足，满足景区生态环境保护的实际需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种景区生态环境保护检测管理系统，旨在解决上述背景中提到的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提出一种景区生态环境保护检测管理系统，包括生态环境数据监测模块、环境数据传输模块、环境数据存储模块、数据预处理模块、环境数据分类预测模块、环境治理优化模块、生态环境治理模块；生态环境数据监测模块通过数据收集器，对景区范围内环境数据进行收集；环境数据传输模块通过移动通信网络，进行采集数据的及时传输；环境数据存储模块将接收的景区范围内的环境数据存储至分布式服务器中；数据预处理模块将存储的景区范围内环境数据进行预处理；环境数据分类预测模块提出数据分类预测算法，基于历史环境数据，进行环境数据的预测；环境治理优化模块提出治理优化算法，优化环境治理措施；生态环境治理模块将优化的环境治理措施进行实施和跟踪。

3、进一步的，所述生态环境数据监测模块，通过安装在景区范围内的数据收集器，收集景区范围内环境数据，所述环境数据包括空气质量数据、水质数据、土壤数据、噪声污染数据、气象数据、生物多样性数据、废弃物数据。

4、进一步的，所述环境数据传输模块，通过5g移动通信网络将收集到的环境数据进行传输，传输过程中采用传输控制协议/互联网协议（tcp/ip）、超文本传输协议（http/https）、消息队列遥测传输（mqtt）和高效xml互联协议（coap），确保数据的实时性和可靠性，使用高级加密标准（aes）和传输层安全协议（tls/ssl）对数据进行加密，并通过身份验证和授权机制防止未经授权的访问。

5、进一步的，所述环境数据存储模块，采用分布式服务器架构，将接收到的景区环境数据进行存储，利用分布式数据库系统，对大量数据进行高效存储和管理，通过数据冗余备份和容灾机制，实现数据存储的安全性，分布式数据库系统包含实时数据索引和查询优化功能，快速检索和处理存储的环境数据。

6、进一步的，所述数据预处理模块，对存储在分布式服务器中的原始环境数据进行清洗、过滤、补全和转换，通过异常值检测和去噪算法，去除采集过程中出现的错误数据和噪声，利用插值方法对缺失数据进行补全，并且将不同格式的数据统一转换为标准格式，进行归一化处理。

7、进一步的，所述数据分类预测算法，首先给定环境数据集，构建高维空间，基于分类函数，计算高维空间中的高维线性空间，基于高维线性空间对数据点的区分，进行环境数据的分类预测。

8、进一步的，所述环境数据的分类预测，详细过程如下：

9、针对预处理后的环境数据，给定环境数据集，表示为：

10、，

11、其中， 分别表示第1个环境数据、第个环境数据、第个环境数据，分别表示第1个预测分类系数、第个预测分类系数、第个预测分类系数，分别表示第1个环境数据分类子集、第个环境数据分类子集、第个环境数据分类子集，所有环境数据集构成一个分类空间，在分类空间中，利用高维线性空间，对数据集进行划分，首先将数据集映射至高维空间中，对高维空间中的高维线性空间进行表示，在高维线性空间中，基于所有数据点的相减偏差，定义分类函数，表示如下：

12、，

13、其中，表示分类函数带宽，表示第个环境数据，基于分类函数，对高维线性空间进行表示，表示如下：

14、，

15、其中，表示高维线性空间，表示法向量， 表示残差距离，表示方向变量，基于高维空间中的高维线性空间与数据点的相关关系，对数据点进行分类，公式如下：

16、，

17、其中，表示第k个高维线性空间，表示求括号内最小值时的高维线性空间，分别表示法向量中第1个值、法向量中第个值、法向量中第个值，基于高维线性空间的分类，将数据点进行分类，利用数据点的分类特征结果，进行环境数据的生成预测。本发明提出的分类预测算法，通过给定环境数据集，在每个环境数据集中，添加相应的预测分类系数，构建高维空间，基于分类函数，计算高维空间中的高维线性空间，基于高维线性空间与数据点的相关关系，对数据点的区分，进行环境数据的分类预测，本发明提出的分类预测算法，在考虑数据类别的基础上进行数据分析，数据预测结果较真实。

18、进一步的，所述治理优化算法，构建生态治理策略库，利用优化目标函数，在生态治理策略库中进行遍历，对生态环境治理措施进行优化。

19、进一步的，所述对生态环境治理措施进行优化，详细过程如下：

20、在景区生态环境的治理过程中，对于跟踪生态治理效果，我们采取不同种类的跟踪数据，针对不同的生态环境影响方面，我们采用不同的治理措施，有些治理措施对多种方面产生有利的和不利的影响，基于所有的治理措施，构建生态治理策略库，表示为：

21、，

22、其中，分别表示生态治理策略库中第1种策略方法、生态治理策略库中第种策略方法、生态治理策略库中第种策略方法，在景区生态环境治理中，基于考虑的生态环境治理跟踪数据，构成优化目标函数，优化目标函数公式如下：

23、，

24、其中，表示优化目标函数，表示第中生态环境治理跟踪数据，表示第中生态环境治理跟踪数据的标准参考值，表示第中生态环境治理跟踪数据在生态治理中重要性权重，构建策略优化网络，将生态治理策略库种各种策略作为策略优化网络的网络节点，在策略寻优的过程中，遍历策略优化网络的网络节点，每个网络节点在每次遍历中，被发掘的可能性不同，网络节点被发掘时，会向周围网络节点散发优选度，优选度影响网络节点被发掘的可能性，优选度不是均匀发散的，与网络节点的位置相关，优选度表达公式如下：

25、，

26、其中，表示网络节点在第次遍历时的优选度，表示网络节点在第次遍历时的优选度，表示网络节点在第次遍历时优化目标函数值，表示第次遍历时，当前被发掘的网络节点与其领域内所有点的距离之和，表示第次遍历时，网络节点与当前被发掘的网络节点之间的距离，考虑网络节点的优选度，计算网络节点被发掘的可能性，计算公式如下：

27、，

28、其中，表示网络节点被发掘的偏好程度，通过网络节点被发掘的可能性，不断进行遍历，继续对生态环境治理策略进行优化。本发明提出的治理优化算法，将所有的治理措施，构建成生态治理策略库，利用优化目标函数，在生态治理策略库中进行遍历，遍历过程中提出优选度，基于优选度，计算个策略被发掘的可能性，实现生态环境治理措施的优化，本发明提出的治理优化算法，相对于传统的优化算法，能够快速的实现策略的优化。

29、进一步的，所述生态环境治理模块，将环境治理优化模块提出的优化措施付诸实施，并对治理过程进行持续监测和跟踪反馈，通过反馈机制进行分析，及时调整和优化治理策略，实现治理措施的有效性和持续性。

30、相对于现有技术，本发明具备如下有益效果：

31、本发明提出的分类预测算法，在考虑数据类别的基础上进行数据分析，数据预测结果较真实；环境治理优化模块提出的治理优化算法，将所有的治理措施，构建成生态治理策略库，利用优化目标函数，在生态治理策略库中进行遍历，遍历过程中提出优选度，基于优选度，计算个策略被发掘的可能性，实现生态环境治理措施的优化，本发明提出的治理优化算法，相对于传统的优化算法，能够快速的实现策略的优化；本发明提出的一种景区生态环境保护检测管理系统，通过在景区内布置多种传感器，实现对空气质量、水质、土壤、噪声等多种环境因素的全面监测。传感器能够实时采集各类环境数据，确保监测覆盖面广，数据采集精度高，解决了传统监测系统监测范围有限和数据不全面的问题。采用分布式服务器架构，对接收的环境数据进行高效存储和管理。分布式存储系统具有高可靠性和快速访问的特点，支持数据冗余备份和容灾机制，确保数据的安全性和完整性。同时，实时数据索引和查询优化功能提高了数据的存取效率，解决了传统集中式存储方式数据丢失、损坏和访问速度慢的问题，提高了景区生态环境保护的管理水平，也带来了显著的社会和经济效益。通过改善景区生态环境，提升游客的旅游体验，增加景区的吸引力和知名度，从而促进旅游业的发展。同时，生态环境的改善对景区周边居民的生活质量也有积极影响，提升了公众的环境保护意识，推动了社会的可持续发展。