CN110412228A - 一种基于遥感的水环境监测服务系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水环境监测领域,具体涉及一种基于遥感的水环境监测服务系统,包括遥感平台,与遥感平台相连的用于检测水质参数的水环境监测单元,与遥感平台相连的用于检测流速的流速监测模块,与遥感平台相连的用于检测水位的水位监测模块,与遥感平台相连的用于检测水温的水温监测模块;本发明提供的技术方能够有效克服现有技术所存在的监测不够全面、监测精度较低的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及水环境监测领域,具体涉及一种基于遥感的水环境监测服务系统。
背景技术
水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处的空间环境。下垫面是指地球表面,包括海洋、陆地、陆地上的高原、山地、平原、森林、草原以及城市等。下垫面各部分温度、水分以及表面形状等参数均有较大差异,从而下垫面具有非均一性。
现有的水环境监测方法中,主要采用定期定点水体采样分析,或应用遥感技术直接获取水体中叶绿素、黄色物质、悬浮物等含量,或通过估算TP、TN、COD等化学指标进入水体量进行监测或预警。环境管理具有复杂性和动态性,涉及多部门、多地区和多领域,需要处理大量的信息。随着环境问题的日益突出,传统手工管理模式已不能满足环境管理工作对信息处理的需要,环境管理者不仅需要实时、动态掌握环境信息,而且需要全面、持续不断获取变化信息,从而得到环境信息和与发展相关的变化信息,确保可持续发展所需的信息提供。
现有水环境监测服务系统监测不够全面,并且监测精度较低,无法满足目前的监测要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种基于遥感的水环境监测服务系统,能够有效克服现有技术所存在的监测不够全面、监测精度较低的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种基于遥感的水环境监测服务系统,包括遥感平台,与所述遥感平台相连的用于检测水质参数的水环境监测单元,与所述遥感平台相连的用于检测流速的流速监测模块,与所述遥感平台相连的用于检测水位的水位监测模块,与所述遥感平台相连的用于检测水温的水温监测模块;
所述遥感平台与用于存储水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块检测数据的第一数据存储模块相连,所述遥感平台与用于将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比的数据对比模块相连,所述遥感平台与用于根据数据对比模块对比结果进行报警提示的报警提示模块相连,所述遥感平台与用于与监控中心建立无线通信的无线通信模块相连,所述遥感平台还与用于处理遥感图像的数据处理单元相连。
优选地,所述第一数据存储模块内部存储有与水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块对应的标准预设数据。
优选地,所述数据对比模块的对比结果为第一数据存储模块中的检测数据大于对应标准预设数据时,所述报警提示模块进行报警提示。
优选地,所述水温监测模块通过传感介质中的红外传感器探测水体的热度变化数据,利用光学技术和计算机对热图像进行密度分割,然后对切割后的热图像绘制水体等温线,将水体等温线数据导入水温数据监测模型。
优选地,所述水环境监测单元包括用于检测水中悬浮物的悬浮物监测模块,用于检测水中氮、磷含量的氮、磷监测模块,用于检测水中溶解氧含量的溶解氧监测模块,用于检测水浊度的浊度监测模块,以及用于检测pH的pH监测模块。
优选地,所述悬浮物监测模块通过遥感平台中的传感介质收集水体反光率数据,将水体反光率数据按照特定图谱绘制,同时绘制反光率峰值的移动路线,并将数据导入悬浮物数据监测模型。
优选地,所述氮、磷监测模块根据叶绿素与可见光、红外线之间的陡坡效应收集数据,收集反射率数据的同时绘制成图谱,进行多次测量形成动态图谱数据,并将动态图谱数据导入氮、磷含量监测模型。
优选地,所述数据处理单元包括用于查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波的平滑滤波模块,用于对除去异常像素的遥感图像进行校正的图像校正模块,用于将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块的图像划分模块,用于对每个数据区域块进行特征信息提取的特征提取模块,用于对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联的信息关联模块,以及用于存储信息关联模块的信息关联结果并对信息关联结果进行分析的第二数据存储模块。
优选地,所述图像校正模块根据预先获取水环境监测区域对应的陆地监测数据对遥感图像进行校正。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明所提供的一种基于遥感的水环境监测服务系统具有以下有益效果:
(1)水环境监测单元中的悬浮物监测模块检测水中悬浮物,氮、磷监测模块检测水中氮、磷含量,溶解氧监测模块检测水中溶解氧含量,浊度监测模块检测水浊度,pH监测模块检测pH,流速监测模块检测流速,水位监测模块检测水位,水温监测模块检测水温,数据对比模块将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比,报警提示模块根据数据对比模块对比结果进行报警提示,从而能够从各水环境参数全面监测水环境;
(2)平滑滤波模块查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波,图像校正模块对除去异常像素的遥感图像进行校正,图像划分模块将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块,特征提取模块对每个数据区域块进行特征信息提取,信息关联模块对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联,有效提高了监测结果的精度,保证后期分析结果的可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构示意图;
图2为本发明图1中水环境监测单元结构示意图;
图3为本发明图1中数据处理单元结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种基于遥感的水环境监测服务系统,如图1至图3所示,包括遥感平台,与遥感平台相连的用于检测水质参数的水环境监测单元,与遥感平台相连的用于检测流速的流速监测模块,与遥感平台相连的用于检测水位的水位监测模块,与遥感平台相连的用于检测水温的水温监测模块;
遥感平台与用于存储水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块检测数据的第一数据存储模块相连,遥感平台与用于将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比的数据对比模块相连,遥感平台与用于根据数据对比模块对比结果进行报警提示的报警提示模块相连,遥感平台与用于与监控中心建立无线通信的无线通信模块相连,遥感平台还与用于处理遥感图像的数据处理单元相连。
第一数据存储模块内部存储有与水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块对应的标准预设数据。
数据对比模块的对比结果为第一数据存储模块中的检测数据大于对应标准预设数据时,报警提示模块进行报警提示。
水温监测模块通过传感介质中的红外传感器探测水体的热度变化数据,利用光学技术和计算机对热图像进行密度分割,然后对切割后的热图像绘制水体等温线,将水体等温线数据导入水温数据监测模型。
水环境监测单元包括用于检测水中悬浮物的悬浮物监测模块,用于检测水中氮、磷含量的氮、磷监测模块,用于检测水中溶解氧含量的溶解氧监测模块,用于检测水浊度的浊度监测模块,以及用于检测pH的pH监测模块。
悬浮物监测模块通过遥感平台中的传感介质收集水体反光率数据,将水体反光率数据按照特定图谱绘制,同时绘制反光率峰值的移动路线,并将数据导入悬浮物数据监测模型。
氮、磷监测模块根据叶绿素与可见光、红外线之间的陡坡效应收集数据,收集反射率数据的同时绘制成图谱,进行多次测量形成动态图谱数据,并将动态图谱数据导入氮、磷含量监测模型。
数据处理单元包括用于查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波的平滑滤波模块,用于对除去异常像素的遥感图像进行校正的图像校正模块,用于将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块的图像划分模块,用于对每个数据区域块进行特征信息提取的特征提取模块,用于对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联的信息关联模块,以及用于存储信息关联模块的信息关联结果并对信息关联结果进行分析的第二数据存储模块。
图像校正模块根据预先获取水环境监测区域对应的陆地监测数据对遥感图像进行校正。
水环境监测单元中的悬浮物监测模块检测水中悬浮物,氮、磷监测模块检测水中氮、磷含量,溶解氧监测模块检测水中溶解氧含量,浊度监测模块检测水浊度,pH监测模块检测pH,流速监测模块检测流速,水位监测模块检测水位,水温监测模块检测水温,第一数据存储模块存储水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块检测数据,数据对比模块将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比,报警提示模块根据数据对比模块对比结果进行报警提示,从而能够从各水环境参数全面监测水环境。
第一数据存储模块内部存储有与水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块对应的标准预设数据。数据对比模块的对比结果为第一数据存储模块中的检测数据大于对应标准预设数据时,报警提示模块进行报警提示。
水温监测模块通过传感介质中的红外传感器探测水体的热度变化数据,利用光学技术和计算机对热图像进行密度分割,然后对切割后的热图像绘制水体等温线,将水体等温线数据导入水温数据监测模型。
水环境监测单元包括用于检测水中悬浮物的悬浮物监测模块,用于检测水中氮、磷含量的氮、磷监测模块,用于检测水中溶解氧含量的溶解氧监测模块,用于检测水浊度的浊度监测模块,以及用于检测pH的pH监测模块。
悬浮物监测模块通过遥感平台中的传感介质收集水体反光率数据,将水体反光率数据按照特定图谱绘制,同时绘制反光率峰值的移动路线,并将数据导入悬浮物数据监测模型。
氮、磷监测模块根据叶绿素与可见光、红外线之间的陡坡效应收集数据,收集反射率数据的同时绘制成图谱,进行多次测量形成动态图谱数据,并将动态图谱数据导入氮、磷含量监测模型。
平滑滤波模块查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波,图像校正模块对除去异常像素的遥感图像进行校正,图像划分模块将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块,特征提取模块对每个数据区域块进行特征信息提取,信息关联模块对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联,第二数据存储模块存储信息关联模块的信息关联结果并对信息关联结果进行分析,有效提高了监测结果的精度,保证后期分析结果的可靠。
图像校正模块根据预先获取水环境监测区域对应的陆地监测数据对遥感图像进行校正。
本发明所提供的一种基于遥感的水环境监测服务系统具有以下有益效果:
(1)水环境监测单元中的悬浮物监测模块检测水中悬浮物,氮、磷监测模块检测水中氮、磷含量,溶解氧监测模块检测水中溶解氧含量,浊度监测模块检测水浊度,pH监测模块检测pH,流速监测模块检测流速,水位监测模块检测水位,水温监测模块检测水温,数据对比模块将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比,报警提示模块根据数据对比模块对比结果进行报警提示,从而能够从各水环境参数全面监测水环境;
(2)平滑滤波模块查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波,图像校正模块对除去异常像素的遥感图像进行校正,图像划分模块将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块,特征提取模块对每个数据区域块进行特征信息提取,信息关联模块对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联,有效提高了监测结果的精度,保证后期分析结果的可靠。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:包括遥感平台,与所述遥感平台相连的用于检测水质参数的水环境监测单元,与所述遥感平台相连的用于检测流速的流速监测模块,与所述遥感平台相连的用于检测水位的水位监测模块,与所述遥感平台相连的用于检测水温的水温监测模块;
所述遥感平台与用于存储水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块检测数据的第一数据存储模块相连,所述遥感平台与用于将第一数据存储模块中的检测数据与标准预设数据进行对比的数据对比模块相连,所述遥感平台与用于根据数据对比模块对比结果进行报警提示的报警提示模块相连,所述遥感平台与用于与监控中心建立无线通信的无线通信模块相连,所述遥感平台还与用于处理遥感图像的数据处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述第一数据存储模块内部存储有与水环境监测单元、流速监测模块、水位监测模块、水温监测模块对应的标准预设数据。
3.根据权利要求1所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述数据对比模块的对比结果为第一数据存储模块中的检测数据大于对应标准预设数据时,所述报警提示模块进行报警提示。
4.根据权利要求1所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述水温监测模块通过传感介质中的红外传感器探测水体的热度变化数据,利用光学技术和计算机对热图像进行密度分割,然后对切割后的热图像绘制水体等温线,将水体等温线数据导入水温数据监测模型。
5.根据权利要求1所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述水环境监测单元包括用于检测水中悬浮物的悬浮物监测模块,用于检测水中氮、磷含量的氮、磷监测模块,用于检测水中溶解氧含量的溶解氧监测模块,用于检测水浊度的浊度监测模块,以及用于检测pH的pH监测模块。
6.根据权利要求5所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述悬浮物监测模块通过遥感平台中的传感介质收集水体反光率数据,将水体反光率数据按照特定图谱绘制,同时绘制反光率峰值的移动路线,并将数据导入悬浮物数据监测模型。
7.根据权利要求5所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述氮、磷监测模块根据叶绿素与可见光、红外线之间的陡坡效应收集数据,收集反射率数据的同时绘制成图谱,进行多次测量形成动态图谱数据,并将动态图谱数据导入氮、磷含量监测模型。
8.根据权利要求1所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述数据处理单元包括用于查找遥感图像中的异常像素并对异常像素进行平滑滤波的平滑滤波模块,用于对除去异常像素的遥感图像进行校正的图像校正模块,用于将图像校正模块校正的遥感图像划分成多个数据区域块的图像划分模块,用于对每个数据区域块进行特征信息提取的特征提取模块,用于对特征提取模块提取的特征信息进行深度关联的信息关联模块,以及用于存储信息关联模块的信息关联结果并对信息关联结果进行分析的第二数据存储模块。
9.根据权利要求8所述的基于遥感的水环境监测服务系统,其特征在于:所述图像校正模块根据预先获取水环境监测区域对应的陆地监测数据对遥感图像进行校正。
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