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专利号: 2023103443284
申请人: 云南碧翔物联网科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数据分析模型的污染监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

数据采集模块采集水污染区域参数和水污染区域内部参数,生成水污染指数,并将水污染指数传递至水域划分模块;

水域划分模块根据水污染指数阈值对水域进行划分,将水域划分成重度污染水域、中度污染水域以及轻度污染水域,并将中度污染水域信息传递至污染趋势分析模块;

污染趋势分析模块对水污染区域的污染趋势和水污染区域内部的污染趋势进行分析,得出水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数,并将水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数传递至综合分析模块;

综合分析模块根据水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数对污水域进行增长趋势风险评估,生成第一增长趋势风险等级与第二增长趋势风险等级,并根据第一增长趋势风险等级与第二增长趋势风险等级生成第三增长趋势风险等级,对污染水域进行风险评估;

采集的水污染区域参数包括水污染的面积和水污染区域内污染物的平均浓度,采集后,数据采集模块将水污染的面积和水污染区域内污染物的平均浓度分别标定为 、,采集的水污染区域内部参数包括水污染区域内平均溶解氧含量和水污染区域的平均悬浮物含量,采集后,数据采集模块将水污染区域内平均溶解氧含量和水污染区域的平均悬浮物含量分别标定为 、 ;

采集到水污染的面积 、水污染区域内污染物的平均浓度 、水污染区域内平均溶解氧含量 以及水污染区域的平均悬浮物含量 后,将 、 、以及 进行公式化处理,生成水污染指数 ,依据的公式为:

;式中,f1、f2分别为水污染区域参数 与

水污染区域内部参数 的预设比例系数,且f1、f2均大于0;

水域划分模块接收到水污染指数 后,将水污染指数 与预设的阈值YZ1

和阈值YZ2进行比对,其中,阈值YZ1小于阈值YZ2,若是水污染指数 小于阈值YZ1,表明水污染严重,水域划分模块将该区域划分为重度污染区域,若是水污染指数 大于等于阈值YZ1小于等于阈值YZ2,表明水污染中等,水域划分模块将该区域划分为中度污染区域,若是水污染指数 大于阈值YZ2,表明水污染轻微,水域划分模块将该区域划分为轻度污染区域;

水域划分模块对水域进行划分后,将中度污染区域信息传递至污染趋势分析模块;

污染趋势分析模块接收到中度污染区域的信息后,对水污染的面积和水污染区域内污染物的平均浓度进一步分析,计算水污染面积的变化趋势,计算公式如下:记初始水污染的面积为S1,即T时间后水污染的面积为S2,记水污染面积的变化趋势为,则水污染面积的变化趋势 为 ;记T时间内n个取样区域内污染物平均浓度上升的平均值为 ,记每个取样区域的污染物的浓度增加值为 ,其中,i为选定区域的标号,记T时间内n个取样区域内污染物平均浓度增加的离散程度为PX1,则T时间内n个取样区域内污染物平均浓度增加的离散程度PX1为 。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析模型的污染监测方法,其特征在于,获取到T时间内水污染面积的变化趋势 、T时间内n个取样区域内污染物平均浓度上升的平均值 以及T时间内n个取样区域内污染物平均浓度增加的离散程度PX1后,将T、 、PX1、 进行公式化处理,得出水污染区域的污染趋势指数 ,依据的公式为:;

其中,b1、b2、b3、b4分别为时间T、T时间内水污染面积的变化趋势 、T时间内n个取样区域内污染物平均浓度增加的离散程度PX1、T时间内n个取样区域内污染物平均浓度上升的平均值 的预设比例系数,且b1、b2、b3、b4均大于0。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析模型的污染监测方法,其特征在于,通过求T时间内n个取样区域内污染物平均浓度上升的平均值 和T时间内n个取样区域内污染物平均浓度增加的离散程度的方式求得T时间内n个取样区域内水污染的平均溶解氧含量上升的平均值 ,并求得T时间内n个取样区域水污染的平均溶解氧含量上升的离散程度值PX2,求得T时间内n个取样区域内水污染区域的平均悬浮物含量上升的平均值,并求得T时间内n个取样区域内水污染区域的平均悬浮物含量上升的离散程度值PX3,将T、 、PX2、 以及PX3进行公式化处理,求得水污染区域内部的污染趋势指数 ,依据的公式为: ;

其中,a1、a2、a3、a4、a5分别为时间T、T时间内n个取样区域内水污染的平均溶解氧含量上升的平均值 、T时间内n个取样区域水污染的平均溶解氧含量上升的离散程度值PX2、T时间内n个取样区域内水污染区域的平均悬浮物含量上升的平均值 以及T时间内n个取样区域内水污染区域的平均悬浮物含量上升的离散程度值PX3的预设比例系数,且a1、a2、a3、a4、a5均大于0。

4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析模型的污染监测方法,其特征在于,对水污染区域的污染趋势指数 设置阈值YZ3,若水污染区域的污染趋势指数 大于等于阈值YZ3,表明水污染区域恶化的趋势高,综合分析模块生成第一高增长趋势风险等级,若水污染区域的污染趋势指数 小于阈值YZ3,表明水污染区域恶化的趋势低,综合分析模块生成第一低增长趋势风险等级;

对水污染区域内部的污染趋势指数 设置阈值YZ4,若水污染区域的污染趋势指数 大于等于阈值YZ4,表明水污染区域内部恶化的趋势高,综合分析模块生成第二高增长趋势风险等级,若水污染区域的污染趋势指数 小于阈值YZ4,表明水污染区域内部恶化的趋势低,综合分析模块生成第二低增长趋势风险等级。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析模型的污染监测方法,其特征在于,对污染水域的第一增长趋势风险等级与第二增长趋势风险等级进行综合分析,若污染水域中同时存在第一高增长趋势风险等级与第二高增长趋势风险等级,则综合分析模块生成第三高增长趋势风险等级,若污染水域中同时存在第一高增长趋势风险等级与第二低增长趋势风险等级或者同时存在第一低增长趋势风险等级与第二高增长趋势风险等级,则综合分析模块生成第三中等增长趋势风险等级,若污染水域中同时存在第一低增长趋势风险等级与第二低增长趋势风险等级,则综合分析模块生成第三低增长趋势风险等级。

6.根据权利要求1‑5任意一项所述方法的一种基于数据分析模型的污染监测系统,其特征在于,包括数据采集模块、水域划分模块、污染趋势分析模块、综合分析模块;

数据采集模块,采集水污染区域参数和水污染区域内部参数,生成水污染指数,并将水污染指数传递至水域划分模块;

水域划分模块,根据水污染指数阈值对水域进行划分,将水域划分成重度污染水域、中度污染水域以及轻度污染水域,并将中度污染水域信息传递至污染趋势分析模块;

污染趋势分析模块,对水污染区域的污染趋势和水污染区域内部的污染趋势进行分析,得出水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数,并将水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数传递至综合分析模块;

综合分析模块,根据水污染区域的污染趋势指数和水污染区域内部的污染趋势指数对污水域进行增长趋势风险评估,生成第一增长趋势风险等级与第二增长趋势风险等级,并根据第一增长趋势风险等级与第二增长趋势风险等级生成第三增长趋势风险等级,对污染水域进行风险评估。