一种毛竹扩张的化学防控评价系统及其方法

摘要

本发明提供了一种毛竹扩张的化学防控评价系统，包括施药模块、长势分析模块和防控评价模块，所述长势分析模块根据所述施药模块的检测数据建立所述毛竹的生长态势；所述防控评价模块根据所述长势分析模块的生长态势数据对所述毛竹防控进行评价；所述施药模块对毛竹林的根茎进行施药，并获取竹林生成位置的生长状态参数，并上传至云端数据库；所述长势分析模块根据竹林分布区域的位置图像数据，建立所述竹林的施药模块分布图。本发明通过施药模块对毛竹的生长和繁殖进行防控，防止所述毛竹过快繁殖，造成对周围植株生长区域的入侵。

权利要求

1.一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，包括施药模块、长势分析模块和防控评价模块，所述长势分析模块根据所述施药模块的检测数据建立所述毛竹的生长态势；

所述防控评价模块根据所述长势分析模块的生长态势数据对所述毛竹防控进行评价；

所述施药模块对毛竹林的根茎进行施药，并获取竹林生成位置的生长状态参数，并上传至云端数据库；

所述长势分析模块根据竹林分布区域的位置图像数据，建立所述竹林的施药模块分布图；获取竹林的分布函数S(t，x，y)，其中，t为检测时间间隔，(x，y)为施药模块的位置坐标；

所述长势分析模块对每个检测区域中的施药模块计算影响指数Affect(x，y)：

其中，T0(x，y)为施药模块初始检测时间点，T1(x，y)为所述施药模块的最终检测时间点；

所述防控评价模块根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate(x，y)，所述调节预估距离值Regulate(x，y)根据下式进行计算：其中，m1为植物根直径生长变化传感器的测量值：m2为湿度传感器的测量值；m3为所述施药模块的位置与附近其他物种的距离值；m4为PH传感器的测量值；m5为微生物传感器的测量值；Q为预估距离修正系数，其值与毛竹生长区域的占地面积有关；

所述长势分析模块对检测时间间隔中，所述施药模块对的竹林生长状态参数进行采集，并分配检测权重(k1，k2，k3，k4，k5)，所述检测权重中的五个参数满足：k1+k2+k3+k4+k5＝1

式中，k1为土壤中的根茎偏置权重；k2为土壤的碳水化合物需求量权重；k3为毛竹生长位置调整权重；k4为土壤的酸碱度调节权重；k5为土壤的微生物群落权重；

所述防控评价模块根据调节预估距离值Regulate(x，y)计算出长势等级Grow：

其中，Regulate(x，y)为坐标为(x，y)的施药模块的调节预估距离值；Set为当前毛竹的位置；G为级别划分等级基数；t2为设定的治理周期，其值人为设置。

2.根据权利要求1所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述施药模块包括定位单元、存储单元和支撑杆，所述定位单元和所述存储单元均设置在所述支撑杆上，所述定位单元用于对各个存储单元进行标记或者定位；所述存储单元用于存储化学药剂；其中，所述化学药剂用于对所述竹林的根茎生长进行抑制；所述支撑杆的杆体设置有通行腔，所述存储单元嵌套在所述通行腔中。

3.根据权利要求2所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述存储单元包括存储管、转动构件、转动杆和施药孔，所述转动构件设置在所述转动杆的一端端部，所述转动杆的杆体内部设有中空的存储腔，且所述存储管嵌套在所述存储腔中；所述施药孔对称设置在所述转动杆的杆体上，并贯通所述转动杆的杆体；所述转动杆嵌套在所述支撑杆的杆体内，并能沿着所述支撑杆的轴线进行转动以暴露出设置在所述转动杆杆体上的施药孔。

4.根据权利要求3所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述支撑杆远离所述存储单元的一端端部设置有端盖，所述端盖与所述通行腔可拆卸连接；所述端盖上设有供所述定位单元存储的存放腔，其中，所述定位单元设置在所述端盖上，以向云端数据库发出定位信号；

所述定位单元包括感光环、电池和定位器，所述电池和定位器分别放置在所述存放腔中，所述感光环设置在所述端盖的外壁，以接收外部环境的光线；所述感光环与所述电池连接，以向电池进行充电；所述电池用于向所述定位器进行供电。

5.根据权利要求4所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述存储单元还包括控制阀、连接管道和若干个存药袋，各个所述存药袋沿着所述转动杆的杆体长度方向设置；所述控制阀设置在所述连接管道上，并对所述连接管道进行通断控制；所述连接管道的两端分别与所述存药袋及所述存储管连接；其中，各个所述存药袋均采用长条柱状的PVC塑料薄膜制成。

6.根据权利要求5所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述转动杆的底部设置有尖刺单元，所述尖刺单元包括固定座和若干个尖刺部，各个所述尖刺部设置在所述固定座的上端面，并朝向各个存药袋的一侧伸出，所述固定座的内壁设置反转螺纹，并与所述支撑杆的通行腔的外壁啮合，且当所述转动杆转动时靠近各个存药袋并将各个所述存药袋刺破。

7.一种毛竹扩张的化学防控评价方法，应用如权利要求6所述的一种毛竹扩张的化学防控评价系统，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：(a)获取毛竹生长区域和相邻的植株保护区域的图像数据，并根据所述图像数据生成布置施药模块的位置分布图；其中，所述施药模块布置在保护区域与毛竹生长区域之间的隔离带中；

(b)获取所述毛竹的当前的生长位置和生长状态，并根据所施药模块的位置分布图布置施药模块；

(c)根据施药模块的数据计算化学药剂对所述毛竹的影响指数，并评估对毛竹生长区域的土壤的状态参数；

(d)设置所述毛竹生长区域的最大安全距离阈值，并基于最大安全距离阈值调控施药模块的施药量；

(e)根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate，并根据调节预估距离值Regulate计算出长势等级Grow。

8.根据权利要求7所述的一种毛竹扩张的化学防控评价方法，其特征在于，所述评价方法还包括：通过处理器远程控制所述施药模块的施药量，其中，所述处理器远程控制存储管中导入到各个存药袋中的药液量。

9.根据权利要求8所述的一种毛竹扩张的化学防控评价方法，其特征在于，所述评价方法还包括：经过施加一轮化学试剂后，对毛竹的生长区域进行评估，若未达到预期效果，重新调整各个施药模块的分布位置，并再次执行步骤(c)至步骤(e)。

10.根据权利要求9所述的一种毛竹扩张的化学防控评价方法，其特征在于，所述评价方法还包括：若毛竹的生长区域朝着远离其他植株或者保护区域的方向移动，则停止施加化学试剂，并对毛竹的生长区域进行实时监控。

说明书

一种毛竹扩张的化学防控评价系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及植物治理或防控技术领域，尤其涉及一种毛竹扩张的化学防控评价系统及其方法。

背景技术

[0002] 毛竹(Phyllostachys edulis)依靠生长迅速、繁殖力强、表型多变、协同作用等自身生物优势，通过遮阴、机械损伤、抑制凋落物、竞争养分与化感作用等竞争方式抑制其他植物生长并不断向邻近森林群落扩散蔓延，不同程度地影响了群落的结构组成、生物多样性、土壤理化性质与微生物组成、生态系统过程与功能等，带来了严重的生态影响。

[0003] 如CN112544351A现有技术公开了一种毛竹苗木生长的调控方法，通过调控，调节毛竹光合作用速率和生长速度，从而促进或者弱化毛竹的竞争力和扩张能力，调控因毛竹生长对邻近森林群落产生的生态影响，为开展毛竹的竞争力和扩张能力研究提供一种方法参考与依据。

[0004] 另外，关于毛竹扩张产生的影响方面，开展了较多的研究，如毛竹扩张对群落结构组成、生物多样性、土壤理化性质等方面的影响，同时根据毛竹生物学特性和培育目的，国家林业局也发布了相关的技术规程《毛竹林丰产技术》(GB/T 20391‑2006)。综合上述毛竹相关研究，多是揭示毛竹扩张对其邻近森林群落产生的影响，而对如何抑制毛竹生长以消除或避免毛竹扩张产生影响的研究较少。关于抑制毛竹林扩散的研究，蔡亮等(蔡亮，张瑞霖，李春福，等.基于竹鞭状态分析的抑制毛竹林扩散的方法.东北林业大学学报，2003，31(5)：68－70.)提出了挖沟、灌水的设想，但在劳动力成本日益高涨的情形下，这个方法难以推行。

[0005] 为了解决本领域普遍存在无法对单植株或单种群进行监控、无法对毛竹进行评估、缺乏利用化学防控进行评估、土壤维护预警不佳和检测的劳动强度高等等问题，作出了本发明。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种毛竹扩张的化学防控评价系统及其方法。

[0007] 为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

[0008] 一种毛竹扩张的化学防控评价系统，包括施药模块、长势分析模块和防控评价模块，所述长势分析模块根据所述施药模块的检测数据建立所述毛竹的生长态势；

[0009] 所述防控评价模块根据所述长势分析模块的生长态势数据对所述毛竹防控进行评价；

[0010] 所述施药模块对毛竹林的根茎进行施药，并获取竹林生成位置的生长状态参数，并上传至云端数据库；

[0011] 所述长势分析模块根据竹林分布区域的位置图像数据，建立所述竹林的施药模块分布图；获取竹林的分布函数S(t，x，y)，其中，t为检测时间间隔，(x，y)为施药模块的位置坐标；

[0012] 所述长势分析模块对每个检测区域中的施药模块计算影响指数Affect(x，y)：

[0013]

[0014] 其中，T0(x，y)为施药模块初始检测时间点，T1(x，y)为所述施药模块的最终检测时间点；

[0015] 所述防控评价模块根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate(x，y)，所述调节预估距离值Regulate根据下式进行计算：

[0016]

[0017] 其中，m1为植物根直径生长变化传感器的测量值：m2为湿度传感器的测量值；m3为所述施药模块的位置与附近其他物种的距离值；m4为PH传感器的测量值；m5为微生物传感器的测量值；Q为预估距离修正系数，其值与毛竹生长区域的占地面积有关；

[0018] 所述长势分析模块对检测时间间隔中，所述施药模块对的竹林生长状态参数进行采集，并分配检测权重(k1，k2，k3，k4，k5)，所述检测权重中的五个参数满足：

[0019] k1+k2+k3+k4+k5＝1

[0020] 式中，k1为土壤中的根茎偏置权重；k2为土壤的碳水化合物需求量权重；k3为毛竹生长位置调整权重；k4为土壤的酸碱度调节权重；k5为土壤的微生物群落权重；

[0021] 所述防控评价模块根据调节预估距离值Regulate(x，y)计算出长势等级Grow：

[0022]

[0023] 其中，Regulate(x，y)为坐标为(x，y)的施药模块的调节预估距离值；Set为当前毛竹的位置；G为级别划分等级基数；t2为设定的治理周期，其值由监控者设定。

[0024] 可选的，所述施药模块包括定位单元、存储单元和支撑杆，所述定位单元和所述存储单元均设置在所述支撑杆上，所述定位单元用于对各个存储单元进行标记或者定位；所述存储单元用于存储化学药剂；其中，所述化学药剂用于对所述竹林的根茎生长进行抑制；所述支撑杆的杆体设置有通行腔，所述存储单元嵌套在所述通行腔中。

[0025] 可选的，所述存储单元包括存储管、转动构件、转动杆和施药孔，所述转动构件设置在所述转动杆的一端端部，所述转动杆的杆体内部设有中空的存储腔，且所述存储管嵌套在所述存储腔中；所述施药孔对称设置在所述转动杆的杆体上，并贯通所述转动杆的杆体；所述转动杆嵌套在所述支撑杆的杆体内，并能沿着所述支撑杆的轴线进行转动以暴露出设置在所述转动杆杆体上的施药孔。

[0026] 可选的，所述支撑杆远离所述存储单元的一端端部设置有端盖，所述端盖与所述通行腔可拆卸连接；所述端盖上设有供所述定位单元存储的存放腔，其中，所述定位单元设置在所述端盖上，以向云端数据库发出定位信号；

[0027] 所述定位单元包括感光环、电池和定位器，所述电池和定位器分别放置在所述存放腔中，所述感光环设置在所述端盖的外壁，以接收外部环境的光线；所述感光环与所述电池连接，以向电池进行充电；所述电池用于向所述定位器进行供电。

[0028] 可选的，所述存储单元还包括控制阀、连接管道和若干个存药袋，各个所述存药袋沿着所述转动杆的杆体长度方向设置；所述控制阀设置在所述连接管道上，并对所述连接管道进行通断控制；所述连接管道的两端分别与所述存药袋与所述存储管连接；其中，各个所述存药袋均采用长条柱状的PVC塑料薄膜制成。

[0029] 可选的，所述转动杆的底部设置有尖刺单元，所述尖刺单元包括固定座和若干个尖刺部，各个所述尖刺部设置在所述固定座的上端面，并朝向各个存药袋的一侧伸出，所述固定座的内壁设置反转螺纹，并与所述支撑杆的通行腔的外壁啮合，且当所述转动杆转动时靠近各个存药袋并将各个所述存药袋刺破。

[0030] 另外，本发明提供一种毛竹扩张的化学防控评价方法，所述评价方法包括以下步骤：

[0031] (a)获取毛竹生长区域和相邻的植株保护区域的图像数据，并根据所述图像数据生成布置施药模块的位置分布图；其中，所述施药模块布置在保护区域与毛竹生长区域之间的隔离带中；

[0032] (b)获取所述毛竹的当前的生长位置和生长状态，并根据所施药模块的位置分布图布置施药模块；

[0033] (c)根据施药模块的数据计算化学药剂对所述毛竹的影响指数，并评估对毛竹生长区域的土壤的状态参数；

[0034] (d)设置所述毛竹生长区域的最大安全距离阈值，并基于最大安全距离阈值调控施药模块的施药量；

[0035] (e)根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate(x，y)，并根据调节预估距离值Regulate计算出长势等级Grow。

[0036] 可选的，所述评价方法还包括：通过处理器远程控制所述施药模块的施药量，其中，所述处理器远程控制存储管中导入到各个存药袋中的药液量。

[0037] 可选的，所述评价方法还包括：经过施加一轮化学试剂后，对毛竹的生长区域进行评估，若未达到预期效果，重新调整各个施药模块的分布位置，并再次执行步骤(c)至步骤(e)。

[0038] 可选的，所述评价方法还包括：若毛竹的生长区域朝着远离其他植株或者保护区域的方向移动，则停止施加化学试剂，并对毛竹的生长区域进行实时监控。

[0039] 本发明所取得的有益效果是：

[0040] 1.通过施药模块对毛竹的生长和繁殖进行防控，防止所述毛竹过快繁殖，入侵周围植株的生长区域；

[0041] 2.通过施药模块、长势分析模块和防控评价模块之间的配合，使得对所述毛竹的生长区域和土壤分析，以对毛竹的扩张进行评估，实现动态了解毛竹或监控毛竹的生长状态；

[0042] 3.通过对毛竹生长区域的图像数据进行分析，能够提升对所述毛竹的生长区域的划分和标识，也进一步加快对所述毛竹的防治过程的评估；

[0043] 4.通过尖刺单元刺破各个存药袋，使得各个存药袋中的化学药剂溢出，侵入土壤中以抑制所述毛竹根茎的生长；

[0044] 5.通过图像数据对相邻近的周围植株生长区域进行确定，并根据毛竹生长区域与周围物种生长区域之间的位置关系，确定各个施药模块布置的位置；

[0045] 6.通过检测探头用于对土壤中的数据进行采集，以实现对所述毛竹林进行防控时的数据进行精准的分析。

[0046] 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

[0047] 从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

[0048] 图1为本发明的整体结构框架示意图。

[0049] 图2为本发明的控制流程示意图。

[0050] 图3为本发明的竹林生长区域与周围植株的应用场景示意图。

[0051] 图4为本发明的所述施药单元的结构示意图。

[0052] 图5为图4中A处的放大示意图。

[0053] 图6为本发明的所述支撑杆与所述存储单元的结构示意图。

[0054] 附图标号说明：1‑毛竹林；2‑施药模块；3‑周围植株；4‑感光环；5‑支撑杆；6‑尖刺部；7‑存药袋；8‑反转螺纹；9‑控制阀；10‑通行腔；11‑定位器；12‑镂空腔；13‑拨动块；14‑拨动槽。

具体实施方式

[0055] 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

[0056] 实施例一。

[0057] 根据图1、图2、图3、图4、图5和图6，本实施例提供一种毛竹扩张的化学防控评价系统，包括施药模块、长势分析模块和防控评价模块，所述长势分析模块根据所述施药模块的检测数据建立所述毛竹的生长态势；

[0058] 在对所述竹林进行评估的过程中，需要获取所述毛竹生长区域与周围物种生长区域的关系，并获取他们的图片数据，并通过图片数据确定两者之间的生长区域关系；同时，通过建立所述毛竹生长区域与周围物种的生长区域的之间的关系，可以对所述毛竹的扩张进行评估，实现动态了解毛竹和监控毛竹的生长状态；其中，所述图片数据包括但不局限于以下列举的几种：卫星云图、无人机拍摄的图像数等；通过上述的图像数据能够有效的提升对所述毛竹的生长区域的划分和标识，同时，也综合对所述毛竹的防治过程进行评估；特别的，本发明主要通过描述对毛竹的化学防控方面进行评估；另外，通过所述图像数据确定所述施药模块的分布图，实现对所述施药模块的精准布置；

[0059] 所述施药模块依据所述分布图进行布置，优选的，将所述施药模块分布在所述毛竹的生长区域中，并通过所述施药模块对所述毛竹进行防控，使所述毛竹在生长的过程中不会对邻近的其他生态系统造成破环；

[0060] 其中，所述毛竹主要通过根茎进行繁殖，抑制所述毛竹的根茎则可以实现对所述毛竹繁殖进行精准防控；

[0061] 所述施药模块包括定位单元、存储单元和支撑杆，所述定位单元和所述存储单元均设置在所述支撑杆上，所述定位单元用于对各个存储单元进行标记或者定位；所述存储单元用于存储化学药剂；其中，所述化学药剂用于对所述竹林的根茎生长进行抑制；所述支撑杆的杆体设置有通行腔，所述存储单元嵌套在所述通行腔中；另外，所述存储单元嵌套在所述支撑杆的所述通行腔中，并通过锁定构件对所述存储单元进行锁定；其中，所述锁定构件设置在所述通行腔中，并用对所述存储单元进行锁定；同时，所述锁定构件可以通过远程控制对其进行控制；所述支撑杆的杆体上设有镂空腔，所述镂空腔贯通所述支撑杆的杆体，并在所述存储单元转动时，能够暴露出所述存储单元的存药孔；

[0062] 所述存储单元中存储有化学药剂，所述化学药剂用于对所述毛竹的根茎进行抑制，防止所述毛竹过快繁殖，入侵周围植株的生长区域；

[0063] 所述施药模块插入所述毛竹生长区域的中，优选的，布置在所述毛竹林与其他植株的隔离带之间，使得所述毛竹繁殖方向不会朝向周围物种的生长区域发展；

[0064] 所述防控评价模块根据所述长势分析模块的生长态势数据对所述毛竹防控进行评价；所述施药模块对毛竹林的根茎进行施药，并获取竹林生成位置的生长状态参数，并上传至云端数据库；

[0065] 所述存储单元在插入土壤的过程中，隐藏在所述支撑杆的通行腔中，当需要施药时拧动所述存储单元或者通过所述锁定构件解除对所述存储单元的锁定状态，使所述存储单元沿着所述支撑杆的轴线进行转动，暴露出所述存储单元的存药孔；

[0066] 可选的，所述存储单元包括存储管、转动构件、转动杆和施药孔，所述转动构件设置在所述转动杆的一端端部，所述转动杆的杆体内部设有中空的存储腔，且所述存储管嵌套在所述存储腔中；所述施药孔对称设置在所述转动杆的杆体上，并贯通所述转动杆的杆体；

[0067] 所述转动杆嵌套在所述支撑杆的杆体内，并能沿着所述支撑杆的轴线进行转动以暴露出设置在所述转动杆杆体上的施药孔；其中，所述施药孔与所述镂空腔适配；

[0068] 另外，所述转动构件用于驱动所述转动杆使其转动；同时，监控者或者使用者也可通过手动进行拨动所述转动构件，使所述转动杆沿着自身的轴线转动，使得所述施药孔能暴露出来；

[0069] 所述转动构件包括拨动块和拨动槽，所述拨动槽设置在所述支撑杆上并贯通所述通行腔的一侧，所述拨动槽垂直于所述转动杆的轴线开设，所述拨动槽的槽向倾斜向所述转动杆的另一端延伸；所述拨动块设置在所述转动杆上并朝向所述拨动槽的一侧凸出设置，恰好与所述拨动槽限位卡接；当所述使用者拨动所述拨动块时，使所述拨动块能沿着所述拨动槽的槽向拨动所述转动杆；在本实施例中，监控者可以手动拨动所述拨动块使得所述转动杆沿着所述拨动槽的槽向转动；

[0070] 可选的，所述存储单元还包括控制阀、连接管道和若干个存药袋，各个所述存药袋沿着所述转动杆的杆体长度方向设置；所述控制阀设置在所述连接管道上，并对所述连接管道进行通断控制；所述连接管道的两端分别与所述存药袋及所述存储管连接；其中，各个所述存药袋均采用长条柱状的PVC塑料薄膜制成；另外，所述存储管用于对所述化学药剂进行存储，并通过连接管道与所述存药袋进行连通，使得所述存储管中的药液能够顺利的进入各个所述存药袋中；其中，所述控制阀还对所述连接管道进行通断控制，同时，所述控制阀也能对流通的药液进行计量，使得对所述毛竹施加的化学药剂能够更加的精准；所述控制阀设置为电子式，以实现远程控制；

[0071] 可选的，所述支撑杆远离所述存储单元的一端端部设置有端盖，所述端盖与所述通行腔可拆卸连接；所述端盖上设有供所述定位单元存储的存放腔，其中，所述定位单元设置在所述端盖上，以向云端数据库和处理器发出定位信号；各个所述施药模块均设置有唯一的定位标识，在插入所述毛竹生长区域的土壤后，激活所述定位单元，使其发出定位信号；

[0072] 同时，所述转动杆的底部设置有尖刺单元，所述尖刺单元包括固定座和若干个尖刺部，各个所述尖刺部设置在所述固定座的上端面，并朝向各个存药袋的一侧伸出，所述固定座的内壁设置反转螺纹，并与所述支撑杆的通行腔的外壁啮合，且当所述转动杆转动时靠近各个存药袋并将各个所述存药袋刺破；所述支撑杆的外壁设置有螺纹，并与所述固定座的反转螺纹啮合，使所述转动杆进行杆的过程中，会朝向各个所述存药袋进行靠近，并刺破各个存药袋，使得各个存药袋中的化学药剂溢出，侵入土壤中以抑制所述毛竹根茎的生长；其中，所述化学药剂仅对所述毛竹的根茎有效，对其他物种的根茎不起作用；由于所述存储单元存储在所述通行腔中，当所述存储单元与所述存储单元存在相对移动时，使得所述尖刺部对各个所述存药袋刺破；

[0073] 所述定位单元包括感光环、电池和定位器，所述电池和定位器分别放置在所述存放腔中，所述感光环设置在所述端盖的外壁，以接收外部环境的光线；所述感光环与所述电池连接，以实现向电池进行充电；其中，所述感光环采用太阳能帆板，并接收周围的太阳光线，以生成电量；

[0074] 所述电池与所述定位器电连接；

[0075] 通过所述感光环获取太阳能，并将其转换为电量存储在电池中，并通过电池供给所述定位器使用，确保定位信号不会中断；

[0076] 另外，所述施药模块还包括检测探头，所述检测探头用于对毛竹林的生长区域中的土壤数据进行检测，并将采集的数据传输至云端数据库中；其中，所述检测探头包括但是不局限于以下列举的几种：根直径生长变化传感器、湿度传感器、PH传感器、微生物传感器和温度传感器等；通过上述检测探头用于对土壤中的数据进行采集；

[0077] 其中，所述湿度传感器、PH传感器、微生物传感器和温度传感器设置在所述支撑杆上，用于对所述毛竹土壤以及根茎上的数据进行采集；所述根直径生长变化传感器设置在所述植株的根茎上，用于检测所述根茎的生长状态；同时，各个所述检测探头与所述电池电连接，使得各个检测探头能正常的工作；

[0078] 所述长势分析模块根据竹林分布区域的位置图像数据，建立所述竹林的施药模块分布图；获取竹林的分布函数S(t，x，y)，其中，t为检测时间间隔，(x，y)为施药模块的位置坐标；

[0079] 对于所述分布函数S(t，x，y)确定，可以根据监控区域的图像数据进行毛竹生长区域的确定，同时，基于图像数据对相邻近的周围植株生长区域进行确定，并根据毛竹生长区域与周围物种生长区域之间的位置关系，确定各个施药模块布置的位置；

[0080] 获取所述毛竹生长区域的图像数据，其中，结合图像像素点的邻域关系和灰度相似度，加上对空间中的滤波、灰度域和角度的权重进行综合的分析，则可以得到一个经过降噪的图像R(x，y)，满足：

[0081]

[0082] 其中，Vu，v为以点(u，v)为中心的像素点的集合；L(u，v)为Vu，v的像素值；γ0(u，v)为空间域的权重；γ1(u，v)为灰度区域像素值的权重；所述空间域的权重和所述灰度区域像素值的权重可以依据经验进行设定，以获得降噪后最佳的图像R(u，v)，权重的具体数值在此不再一一赘述。

[0083] 将经过处理后的降噪图像R(u，v)放置到空间坐标系中，通过sobel算法计算像素点的灰度值的梯度幅值ω(u，v)和方向θ(u，v)，存在：

[0084]

[0085]

[0086] 其中，GU为图像在X轴方向的梯度值；GV为图像在Y轴方向的梯度值；sobel算法是对梯度幅值和方向进行分析时的常用算法，是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述。

[0087] 通过上面的公式计算图像中心点C的梯度幅值ω，以及与ω梯度方向上相邻的梯度幅值ω1和ω2，用于确定目标边缘点；

[0088] 若C为边缘点，则ω＞ω1，ω＞ω2，；

[0089] 若与C不相邻的像素点为边缘点时，则ω1＜ω＜ω2或ω2＜ω＜ω1；

[0090] 若C为非边缘点时，则ω＜ω2且ω＜ω1；

[0091] 在确定边缘点后，通过计算毛竹生长区域与邻近的其他植株的生长区域的边缘点C1(u1，v1)和C2(u2，v2)之间的距离H；其中，C1为毛竹生长区域的边缘点；C2为与毛竹相邻的其他植株的生长区域的边缘点，则两者之间的距离H根据下式进行计算：

[0092]

[0093] 将H与距离预警值Hmin进行比较，若H≤Hmin，则触发对所述毛竹的施药模块的布置；

[0094] 通过对降噪图像R(u，v)的各个边缘点进行确定后，即得到所述毛竹林的区域，同时，结合检测时间间隔t，由此可以确定所述竹林的分布函数S(t，x，y)；

[0095] 对于所述竹林的分布函数S(t，x，y)的确定除了上述的方式外，也可以通过其他本领域技术人员所熟悉的方式进行确定；如：通过比对检测时间间隔t之前和之后的两幅图像数据，确定毛竹的分布或迁移位置，即可获得所述竹林的分布函数S(t，x，y)；

[0096] 所述长势分析模块对每个检测区域中的施药模块计算影响指数Affect(x，y)：

[0097]

[0098] 其中，T0(x，y)为施药模块初始检测时间点，T1(x，y)为所述施药模块的最终检测时间点；

[0099] 所述防控评价模块根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate(x，y)，所述调节预估距离值Regulate(x，y)根据下式进行计算：

[0100]

[0101] 其中，m1为植物根直径生长变化传感器的测量值：m2为湿度传感器的测量值；m3为所述施药模块的位置与附近其他物种的距离值；m4为PH传感器的测量值；m5为微生物传感器的测量值；Q为预估距离修正系数，其值与毛竹生长区域的占地面积S有关，满足：Q＝1/S；

[0102] 所述长势分析模块对检测时间间隔中，所述施药模块对的竹林生长状态参数进行采集，并分配检测权重(k1，k2，k3，k4，k5)，所述检测权重中的五个参数满足：

[0103] k1+k2+k3+k4+k5＝1

[0104] 式中，k1为土壤中的根茎偏置权重；k2为土壤的碳水化合物需求量权重；k3为毛竹生长位置调整权重；k4为土壤的酸碱度调节权重；k5为土壤的微生物群落权重；通过调整上述的权重，获得最合适的预估距离值。其中，权重可以依据经验进行设定，其具体数值在此不再一一赘述。

[0105] 所述防控评价模块根据调节预估距离值Regulate(x，y)计算出长势等级Grow：

[0106]

[0107] 其中，Regulate(x，y)为坐标为(x，y)的施药模块的调节预估距离值；Set为当前毛竹的位置；G为级别划分等级基数，其值与毛竹林靠近的其他种类植株的距离有关；t2为设定的治理周期，其值可以根据监控者进行人为设置；

[0108] 另外，本发明提供一种毛竹扩张的化学防控评价方法，所述评价方法包括以下步骤：

[0109] (a)获取毛竹生长区域和相邻的植株保护区域的图像数据，并根据所述图像数据生成布置施药模块的位置分布图；其中，所述施药模块布置在保护区域与毛竹生长区域之间的隔离带中；

[0110] (b)获取所述毛竹的当前的生长位置和生长状态，并根据所施药模块的位置分布图布置施药模块；若所述毛竹的生长区域与邻近的植株生长区域的距离太近，则在所述毛竹生长区域与周围植株生长区域的隔离带中增密施药模块的数量；

[0111] (c)根据施药模块的数据计算化学药剂对所述毛竹的影响指数，并评估对毛竹生长区域的土壤的状态参数；

[0112] (d)设置所述毛竹生长区域的最大安全距离阈值，并基于最大安全距离阈值调控施药模块的施药量；

[0113] (e)根据影响指数和检测权重计算出毛竹生长区域中的调节预估距离值Regulate，并根据调节预估距离值Regulate计算出长势等级Grow；

[0114] 可选的，所述评价方法还包括：通过处理器远程控制所述施药模块的施药量，其中，所述处理器远程控制存储管中导入到各个存药袋中的药液量；

[0115] 可选的，所述评价方法还包括：经过施加一轮化学试剂后，对毛竹的生长区域进行评估，若未达到预期效果，重新调整各个施药模块的分布位置，并再次执行步骤(c)～步骤(e)；

[0116] 可选的，所述评价方法还包括：若毛竹的生长区域朝着远离周围植株或者保护区域的方向移动，则停止施加化学试剂，并对毛竹的生长区域进行实时监控。

[0117] 实施例二。

[0118] 本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5和图6，还在于所述评价系统还包括处理器，所述处理器分别与所述施药模块、长势分析模块和防控评价模块控制连接，并基于所述处理器对所述施药模块、长势分析模块和防控评价模块进行集中控制；

[0119] 另外，所述处理器与所述施药模块之间通过远程控制的方式进行，同时，所述施药模块还对所述竹林生长区域的土壤信息回传至所述处理器或者云端数据库；

[0120] 其中，所述处理器也和所述云端数据库控制连接，以在对所述竹林进行分析和评估时，调用存储在所述数据库中的数据，使对毛竹的评估更加精准；

[0121] 在所述处理器对各个施药单元进行施药的过程中，通过处理器控制所述施药模块对所述毛竹生长区域的总施药量IN；同时，结合调节预估距离值Regulate(x，y)的数据，使得对所述毛竹的防控更精准；

[0122] 所述总施药量IN满足下式：

[0123]

[0124] 其中，t2为设定的治理周期，其值可以进行人为设置；Set为当前毛竹的位置；

[0125] 另外，单个所述施药模块每次的施加量single与所述施药模块对所述毛竹生长区域的总施药量IN满足：

[0126]

[0127] 式中，N为各个所述施药模块在所述毛竹生长区域中的分布个数；

[0128] 另外，所述评价系统还包括服务器，所述服务器与所述处理器控制连接，所述处理器、所述服务器与各个所述施药模块形成一个通信连接网络；

[0129] 同时，在所述处理器对各个施药模块进行远程控制的过程中，各个所述施药模块上的控制阀实时反馈化学药剂的实际测量值，并与设定的单个所述施药模块每次的施加量single进行比较，若单个施药量在设定的治理周期中的变化率超多设定的阈值，则对该施加模块触发预警，并通过所述处理器调控所述施药模块的控制阀的开合度，使对进行入各个存药袋中的化学试剂药液的量进行控制；

[0130] 对于单个施药模块的变化率Change，依据下式进行计算：

[0131]

[0132] 式中，measure为所述控制阀反馈的实际测量值；

[0133] 根据变化率change划分预警区间，例如：90％Change至100％Change为一级预警区间，70％Change至90％Change为二级预警区间，当监测到的值达到相应预警区间时发出预警警报。

[0134] 以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。