【摘要】：森林資源是地球上最重要且具有不可替代性的可再生資源之一,保護(hù)森林生態(tài)環(huán)境的安全是人類文明發(fā)展的重要前提,在林區(qū)建立微環(huán)境監(jiān)測(cè)站是一種保護(hù)森林生態(tài)環(huán)境安全的有效措施。目前在林區(qū)部署的微環(huán)境監(jiān)測(cè)站存在能源短缺問題,且大多數(shù)林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站將采集的原始數(shù)據(jù)直接上傳至云服務(wù)器中,導(dǎo)致監(jiān)測(cè)站能源消耗較大,在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中存在能源供給不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失的問題。因此如何降低監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集的能耗又能保證監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集的精度是當(dāng)前研究中的首要問題,對(duì)此本文提出基于壓縮感知的林區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方法,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究了基于固定字典的林區(qū)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法。通過使用最常見的DCT、DFT等固定字典分別對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮分析,通過比較稀疏化誤差、重構(gòu)誤差以及數(shù)據(jù)壓縮比來評(píng)價(jià)稀疏字典。結(jié)果表明,采用DCT字典的數(shù)據(jù)壓縮方法在誤差表現(xiàn)上略優(yōu)于DFT字典,但DFT字典的壓縮比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DCT字典。(2)研究了基于學(xué)習(xí)字典的林區(qū)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法。K-SVD字典通過學(xué)習(xí)原始數(shù)據(jù)中固有的特征值,因此可以適應(yīng)性的稀疏表示原始數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,采用K-SVD字典數(shù)據(jù)壓縮方法整體上優(yōu)于DFT字典,但同時(shí)也存在少部分樣本更適合采用DFT字典。(3)提出了基于切換字典的林區(qū)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集方法。根據(jù)原始數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表征不同,采用函數(shù)擬合的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,并提出切換因子的概念,將不同類型的數(shù)據(jù)分別采用最適合的字典進(jìn)行壓縮重構(gòu)。結(jié)果表明,在林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站中采用切換字典的數(shù)據(jù)壓縮方法比單一字典具有更小的重構(gòu)誤差和更高的壓縮比。
【圖文】：

集一次數(shù)據(jù)并直接將數(shù)據(jù)通過ＧＰＲＳ或者北斗衛(wèi)星短報(bào)文的方式上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器逡逑并存儲(chǔ)在ＭｙＳＱＬ數(shù)據(jù)庫中，因此每天采集的數(shù)據(jù)量為２８８條。林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站如逡逑圖２．１所示，，截止到２０１９年３月，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量己經(jīng)超過２３０萬條。逡逑圖２．】林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｆｏｒｅｓｔ邋ａｒｅａ邋ｍｉｃｒｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ邋ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑９逡逑

集一次數(shù)據(jù)并直接將數(shù)據(jù)通過ＧＰＲＳ或者北斗衛(wèi)星短報(bào)文的方式上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器逡逑并存儲(chǔ)在ＭｙＳＱＬ數(shù)據(jù)庫中，因此每天采集的數(shù)據(jù)量為２８８條。林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站如逡逑圖２．１所示，截止到２０１９年３月，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量己經(jīng)超過２３０萬條。逡逑圖２．】林區(qū)微環(huán)境監(jiān)測(cè)站逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｆｏｒｅｓｔ邋ａｒｅａ邋ｍｉｃｒｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ邋ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP274.2;S718.5

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