CN114298557A - 一种社区环境质量分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种社区环境质量分析方法及装置。先对社区进行网格划分，并获取社区内目标区域的分贝值；再通过公式计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度；将声环境影响程度与预设的声环境影响阈值进行比较；若声环境影响程度等于或者大于预设的声环境影响阈值，发出目标区域的声环境污染告警信息，实现了对社区的环境污染情况的有效分析。
Description
技术领域
本发明涉及环境分析技术领域，尤其涉及一种社区环境质量分析方法及装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，而一些民生问题也越来越受到重视。首当其冲的就是社区的环境污染问题，社区的环境污染与人们的健康息息相关。
因此，需要一种针对社区的环境质量分析方法，从而对社区的环境污染情况进行有效分析。
发明内容
本发明通过提供一种社区环境质量分析方法及装置，能够对社区的环境污染情况进行有效分析。
本发明提供了一种社区环境质量分析方法，包括：
对社区进行网格划分；
获取社区内目标区域的分贝值DB1；
通过公式
当DB1＞θ时计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是所述社区网格区域的网格边长，dj是所述目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
将所述Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
若所述Y1等于或者大于所述预设的声环境影响阈值，发出所述目标区域的声环境污染告警信息。
具体来说，还包括：
获取目标区域的各气体的浓度值；
将所述各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
若所述气体的浓度值等于或者大于所述对应的预设浓度阈值，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
具体来说，还包括：
获取目标区域的图像数据；
对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数；
将得到的所述图像数据中的目标物的位点数与所述目标物的预设位点数进行比较，得到所述图像数据中的目标物的位点重合度；
将所述图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
若所述图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于所述预设的重合度告警阈值，发出所述目标区域的垃圾废物告警信息。
具体来说，所述对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数，包括：
基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为所述图像数据中的目标物；
将所述目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为所述目标物的位点数。
本发明还提供了一种社区环境质量分析装置，包括：
网格划分模块，用于对社区进行网格划分；
分贝获取模块，用于获取社区内目标区域的分贝值DB1；
声环境影响程度计算模块，用于通过公式
计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是所述社区网格区域的网格边长，dj是所述目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
声环境影响程度比较模块，用于将所述Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
声环境污染告警模块，用于若所述Y1等于或者大于所述预设的声环境影响阈值，发出所述目标区域的声环境污染告警信息。
具体来说，还包括：
气体浓度获取模块，用于获取目标区域的各气体的浓度值；
气体浓度比较模块，用于将所述各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
污染气体浓度标记模块，用于若所述气体的浓度值等于或者大于所述对应的预设浓度阈值，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
空气污染程度值计算模块，用于通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
空气环境质量分析云图绘制模块，用于根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
具体来说，还包括：
图像获取模块，用于获取目标区域的图像数据；
位点标记模块，用于对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数；
位点比较模块，用于将得到的所述图像数据中的目标物的位点数与所述目标物的预设位点数进行比较，得到所述图像数据中的目标物的位点重合度；
位点重合度比较模块，用于将所述图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
垃圾废物告警模块，用于若所述图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于所述预设的重合度告警阈值，发出所述目标区域的垃圾废物告警信息。
具体来说，所述位点标记模块，包括：
目标物识别单元，用于基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为所述图像数据中的目标物；
位点标记执行单元，用于将所述目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为所述目标物的位点数。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
先对社区进行网格划分，并获取社区内目标区域的分贝值；再通过公式计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度；将声环境影响程度与预设的声环境影响阈值进行比较；若声环境影响程度等于或者大于预设的声环境影响阈值，发出目标区域的声环境污染告警信息，实现了对社区的环境污染情况的有效分析。
附图说明
图1为本发明实施例提供的社区环境质量分析方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的社区环境质量分析装置的模块图；
图3为基于本发明实施例构建的社区环境质量监测系统的模块图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种社区环境质量分析方法及装置，能够对社区的环境污染情况进行有效分析。
本发明实施例中的技术方案为实现上述技术效果，总体思路如下：
先对社区进行网格划分，并获取社区内目标区域的分贝值；再通过公式计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度；将声环境影响程度与预设的声环境影响阈值进行比较；若声环境影响程度等于或者大于预设的声环境影响阈值，发出目标区域的声环境污染告警信息，实现了对社区的环境污染情况的有效分析。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供的社区环境质量分析方法，包括：
步骤S110：对社区进行网格划分；
步骤S120：获取社区内目标区域的分贝值DB1；
步骤S130：通过公式
计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是社区网格区域的网格边长，dj是目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
步骤S140：将Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
步骤S150：若Y1等于或者大于预设的声环境影响阈值，说明存在噪声污染，发出目标区域的声环境污染告警信息。
对社区内各目标区域的声环境污染的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内定点安装噪声监测仪终端设备，该设备以30s为时间间隔测试环境音分贝值。在获取到t时刻的分贝值数据DB1之后，通过公式计算该分贝值对于社区网格区域的声环境影响程度Y1：
其中，θ是预设的噪音阈值，依据国家社区噪音扰民的相关管理条例，设定不同作息时间段内的不同阈值标准，系统按时间自动调整变化；s是社区网格区域的网格边长，dj是该目标区域到其所在的社区网格区域内某一标识区域中心点的直线距离大小，标识区域为系统数据库中有坐标记录的特定标识点，包括住房、商店、快递点、游乐区等，这些特定标识点往往人群密集，是能够感知到环境质量变化的重要位置；γj是比例系数，γj∈(0,1)，依据dj测度的特定标识点的类型赋值，如特定标识点的类型为住房，则它对环境质量变化的感知敏感度更高，对应的比例系数赋值就更高。
若声环境影响程度Yi＝0，则认为声环境正常，不预警；若0≤声环境影响程度Yi≤声环境影响阈值δi，则认为影响较小，发出警告提示；若声环境影响程度Yi＞声环境影响阈值δi，则认为影响较大，发出扰民预警。上述的预警结果将通过指令输出模块作用到对应关联的应用设备上。
获取若干个连续时刻更新的分贝值，计算连续时刻的环境分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Yi，并为每一个社区网格区域绘制动态更新的分贝影响趋势变化曲线图。该分贝影响趋势变化曲线图将基于物联网系统传输到数据库中进行匹配区域的信息存储，同时进行多端发布。
本发明实施例针对社区噪声污染问题，重点监测各社区网格区域内的工业噪音、社区生活噪音、施工设备噪音等多渠道的噪音，以保证社区居民生活的声环境质量的稳定宜居。
为了对社区内各目标区域的空气污染程度进行分析，还包括：
获取目标区域的各气体的浓度值；
将各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
若气体的浓度值等于或者大于对应的预设浓度阈值，则说明该气体的浓度超标，存在该气体的空气污染，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
对社区内各目标区域的空气污染程度的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内，设置一个一体式的空气质量监测终端设备和气象数据监测终端设备。其中，空气质量监测终端设备内部含有智能气体传感设备和微型真空泵机，该设备以30s为时间间隔不间断的通过泵吸方式对所处社区网格区域内的空气进行抽气采样和过滤处理，智能气体传感设备将对该气体中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等各项污染物进行分离，并将传感器信号数据自动处理转化为实时的浓度测度值。接着，进行气体污染物浓度阈值比对，若污染气体浓度值NQi≤对应预设浓度阈值Φi，则认为正常，未构成污染；若污染气体浓度值NQi＞对应预设浓度阈值Φi，则认为该气体污染物达到污染等级。
接着，获取该社区网格区域内所有达到污染等级的气体污染物数据。假设共有n个气体污染物达到污染等级，则通过公式计算该社区网格区域的户外空气污染程度值Xj。若该值越大，则说明该区域的户外空气质量越差。计算公式如下：
其中，NQj是该社区网格区域内达到污染等级的气体污染物Qj的浓度值，Φj是对应于气体污染物Qj的浓度阈值；αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；若气体污染物对空气污染的影响越大，则该气体污染物的αj值就越大，具体αj值的大小依据实际评估需要确定。
获取t时间社区中所有社区网格区域的户外空气污染程度值，进行从高到低的排序，并结合该区域的GIS地图定位和社区二维平面图，绘制社区户外气环境质量监测云图。
具体地，先对预设的社区二维平面图做相同的网格划分，根据社区区域的边界地形匹配，建立社区网格与二维平面图网格之间的一一匹配对应关系。再获取该社区各个网格区域内的平面图网格匹配信息、户外空气污染程度值、排序序号，并以表格的形式存储。再将该表格和社区二维平面图导入到预置的GIS工具，结合GIS地图定位技术，自动绘制并输出一个以社区二维平面图作为地图模型，并以颜色的深浅表示户外空气污染程度值排序的高低。点击地图中的某一网格区域，会显示该网格区域对应的户外空气污染程度值。以该输出的可视化地图作为社区户外气环境质量监测云图。
假设有m个社区网格区域，则取m不为0，且排序为前10％(若m*0.1小于1，则取1；若m*0.1大于或者等于1，则四舍五入取整)的社区，其社区平面图区域颜色标为深红色；同理，m不为0且排序为前20％～50％的社区平面图区域颜色标为红色；m不为0且排序为前50％～80％的社区平面图区域颜色标为橙色；m不为0且排序为前80％～100％的社区平面图区域颜色标为黄色；若颜色越深，则表明该区域的空气污染程度越高。其余m＝0的区域标为绿色，表示该社区网格区域空气质量正常。
以30s为时间间隔不断重复上述数据的更新、获取、计算和云图生成的过程，则社区户外空气环境质量监测云图会以30s为时间间隔进行动态更新，从而生成实时反映社区多网格区域空气环境质量的智能动态云图。
该智能动态云图将基于物联网系统传输到数据库中进行匹配区域的信息存储，同时进行多端发布，管理人员可通过中央控制系统调取全时间段的动态云图切片，社区用户可在与系统关联的应用软件、小区LED显示屏中查看实时的可视化云图。
为了还对社区内各目标区域的垃圾废物堆放情况进行分析，还包括：
获取目标区域的图像数据；
对图像数据中的目标物进行位点标记，得到图像数据中的目标物的位点数；
具体地，对图像数据中的目标物进行位点标记，得到图像数据中的目标物的位点数，包括：
基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为该图像数据中的目标物；将该目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为该目标物的位点数。
将得到的图像数据中的目标物的位点数与目标物的预设位点数进行比较，得到图像数据中的目标物的位点重合度；
将图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
若图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于预设的重合度告警阈值，说明存在垃圾废物堆放情况，发出目标区域的垃圾废物告警信息。
对社区内各目标区域的垃圾废物堆放情况的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内，均安装摄像头终端设备以确保摄像头能够拍摄到垃圾桶所处的位置区域，同时在每个垃圾桶中的内侧顶部区域均安装微型异味检测传感器和物位高度传感器。其中，异味检测传感器将自动通过泵吸方法采集垃圾桶内侧的局部空气样本，来测算异味气体的实时浓度；物位高度传感器通过激光雷达，测算出垃圾桶中垃圾的高度。系统以30s的时间间隔采集传感器数据并完成数据的更新。
具体地，获取垃圾桶对应的摄像头帧图像数据，选取时间段中的最后一张帧图像作为检测图像，进行垃圾桶区域的位点标记。以数据库中，从该摄像头角度拍摄的垃圾桶无遮挡参考图像作为参照图像，参照图像中同样对垃圾桶所处区域进行了位点标记，将检测图像与参照图像做重合比对，计算两张图像中位点标记的重合度。
若重合度<最大误差范围，则说明该垃圾桶外部存在被遮挡的情况，即有垃圾被放置在了垃圾桶的外部；若重合度≥最大误差范围，则说明该垃圾桶情况正常。
同时，还获取物位高度传感器的传输时间T，并将T值与系统预设的时间阈值做比较。若T越大，则说明该垃圾桶内部的储物量越少，空闲空间越多；若T≤最小反射时间阈值tmin，则认为该垃圾桶的内部储量负荷接近负荷极限，需立即处理。
此外，还获取异味气体Pi的实时浓度NPi。采用以下公式来测度该异味气体对周遭社区环境的影响程度：
其中，Zi是指该异味气体Pi对周遭社区环境的影响程度；NPi是指该异味气体Pi的气体浓度；φi是对应于该异味气体的预设浓度阈值；s是社区网格区域的网格边长；dj是该垃圾桶到其所在的社区网格区域内某一标识区域中心点的直线距离大小，标识区域为系统数据库中有坐标记录的特定标识点，包括住房、商店、快递点、游乐区等，这些特定标识点往往人群密集，是能够感知到环境质量变化的重要位置；μj是比例系数，μj∈(0,1)，依据dj测度的特定标识点的类型赋值，如特定标识点的类型为住房，则它对环境质量变化的感知敏感度更高，对应的比例系数赋值就更高。
若异味影响程度Zi≤影响程度阈值φi，则认为该异味尚在可控范围内；若异味影响程度Zi＞影响程度阈值φi，则认为该异味气体已经影响到社区居民的生活环境质量，需及时处理。
若计算发现存在“该垃圾桶的内部储量负荷接近负荷极限”，或，“垃圾桶外部存在遮挡”，或，“垃圾桶异味气体已影响到社区居民生活环境质量”3种情况中的任一种，则立即发出预警。预警结果将以“滴滴报警信号+红色定位标识+预警原因”的指令信号样式发出，并作用到可视化大屏、中央控制室音响等物理设备上。
参见图2，本发明实施例提供的社区环境质量分析装置，包括：
网格划分模块100，用于对社区进行网格划分；
分贝获取模块200，用于获取社区内目标区域的分贝值DB1；
声环境影响程度计算模块300，用于通过公式
计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是社区网格区域的网格边长，dj是目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
声环境影响程度比较模块400，用于将Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
声环境污染告警模块500，用于若Y1等于或者大于预设的声环境影响阈值，说明存在噪声污染，发出目标区域的声环境污染告警信息。
对社区内各目标区域的声环境污染的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内定点安装噪声监测仪终端设备，该设备以30s为时间间隔测试环境音分贝值。在获取到t时刻的分贝值数据DB1之后，通过公式计算该分贝值对于社区网格区域的声环境影响程度Y1：
其中，θ是预设的噪音阈值，依据国家社区噪音扰民的相关管理条例，设定不同作息时间段内的不同阈值标准，系统按时间自动调整变化；s是社区网格区域的网格边长，dj是该目标区域到其所在的社区网格区域内某一标识区域中心点的直线距离大小，标识区域为系统数据库中有坐标记录的特定标识点，包括住房、商店、快递点、游乐区等，这些特定标识点往往人群密集，是能够感知到环境质量变化的重要位置；γj是比例系数，γj∈(0,1)，依据dj测度的特定标识点的类型赋值，如特定标识点的类型为住房，则它对环境质量变化的感知敏感度更高，对应的比例系数赋值就更高。
若声环境影响程度Yi＝0，则认为声环境正常，不预警；若0≤声环境影响程度Yi≤声环境影响阈值δi，则认为影响较小，发出警告提示；若声环境影响程度Yi＞声环境影响阈值δi，则认为影响较大，发出扰民预警。上述的预警结果将通过指令输出模块作用到对应关联的应用设备上。
获取若干个连续时刻更新的分贝值，计算连续时刻的环境分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Yi，并为每一个社区网格区域绘制动态更新的分贝影响趋势变化曲线图。该分贝影响趋势变化曲线图将基于物联网系统传输到数据库中进行匹配区域的信息存储，同时进行多端发布。
本发明实施例针对社区噪声污染问题，重点监测各社区网格区域内的工业噪音、社区生活噪音、施工设备噪音等多渠道的噪音，以保证社区居民生活的声环境质量的稳定宜居。
为了对社区内各目标区域的空气污染程度进行分析，还包括：
气体浓度获取模块，用于获取目标区域的各气体的浓度值；
气体浓度比较模块，用于将各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
污染气体浓度标记模块，用于若气体的浓度值等于或者大于对应的预设浓度阈值，则说明该气体的浓度超标，存在该气体的空气污染，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
空气污染程度值计算模块，用于通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
空气环境质量分析云图绘制模块，用于根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
对社区内各目标区域的空气污染程度的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内，设置一个一体式的空气质量监测终端设备和气象数据监测终端设备。其中，空气质量监测终端设备内部含有智能气体传感设备和微型真空泵机，该设备以30s为时间间隔不间断的通过泵吸方式对所处社区网格区域内的空气进行抽气采样和过滤处理，智能气体传感设备将对该气体中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等各项污染物进行分离，并将传感器信号数据自动处理转化为实时的浓度测度值。接着，进行气体污染物浓度阈值比对，若污染气体浓度值NQi≤对应预设浓度阈值Φi，则认为正常，未构成污染；若污染气体浓度值NQi＞对应预设浓度阈值Φi，则认为该气体污染物达到污染等级。
接着，获取该社区网格区域内所有达到污染等级的气体污染物数据。假设共有n个气体污染物达到污染等级，则通过公式计算该社区网格区域的户外空气污染程度值Xj。若该值越大，则说明该区域的户外空气质量越差。计算公式如下：
其中，NQj是该社区网格区域内达到污染等级的气体污染物Qj的浓度值，Φj是对应于气体污染物Qj的浓度阈值；αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；若气体污染物对空气污染的影响越大，则该气体污染物的αj值就越大，具体αj值的大小依据实际评估需要确定。
获取t时间社区中所有社区网格区域的户外空气污染程度值，进行从高到低的排序，并结合该区域的GIS地图定位和社区二维平面图，绘制社区户外气环境质量监测云图。
具体地，先对预设的社区二维平面图做相同的网格划分，根据社区区域的边界地形匹配，建立社区网格与二维平面图网格之间的一一匹配对应关系。再获取该社区各个网格区域内的平面图网格匹配信息、户外空气污染程度值、排序序号，并以表格的形式存储。再将该表格和社区二维平面图导入到预置的GIS工具，结合GIS地图定位技术，自动绘制并输出一个以社区二维平面图作为地图模型，并以颜色的深浅表示户外空气污染程度值排序的高低。点击地图中的某一网格区域，会显示该网格区域对应的户外空气污染程度值。以该输出的可视化地图作为社区户外气环境质量监测云图。
以30s为时间间隔不断重复上述数据的更新、获取、计算和云图生成的过程，则社区户外空气环境质量监测云图会以30s为时间间隔进行动态更新，从而生成实时反映社区多网格区域空气环境质量的智能动态云图。
该智能动态云图将基于物联网系统传输到数据库中进行匹配区域的信息存储，同时进行多端发布，管理人员可通过中央控制系统调取全时间段的动态云图切片，社区用户可在与系统关联的应用软件、小区LED显示屏中查看实时的可视化云图。
为了还对社区内各目标区域的垃圾废物堆放情况进行分析，还包括：
图像获取模块，用于获取目标区域的图像数据；
位点标记模块，用于对图像数据中的目标物进行位点标记，得到图像数据中的目标物的位点数；
具体地，位点标记模块，包括：
目标物识别单元，用于基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为该图像数据中的目标物；
位点标记执行单元，用于将该目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为该目标物的位点数。
位点比较模块，用于将得到的图像数据中的目标物的位点数与目标物的预设位点数进行比较，得到图像数据中的目标物的位点重合度；
位点重合度比较模块，用于将图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
垃圾废物告警模块，用于若图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于预设的重合度告警阈值，说明存在垃圾废物堆放情况，发出目标区域的垃圾废物告警信息。
对社区内各目标区域的垃圾废物堆放情况的分析过程进行进一步说明：
在每个社区网格区域内，均安装摄像头终端设备以确保摄像头能够拍摄到垃圾桶所处的位置区域，同时在每个垃圾桶中的内侧顶部区域均安装微型异味检测传感器和物位高度传感器。其中，异味检测传感器将自动通过泵吸方法采集垃圾桶内侧的局部空气样本，来测算异味气体的实时浓度；物位高度传感器通过激光雷达，测算出垃圾桶中垃圾的高度。系统以30s的时间间隔采集传感器数据并完成数据的更新。
具体地，获取垃圾桶对应的摄像头帧图像数据，选取时间段中的最后一张帧图像作为检测图像，进行垃圾桶区域的位点标记。以数据库中，从该摄像头角度拍摄的垃圾桶无遮挡参考图像作为参照图像，参照图像中同样对垃圾桶所处区域进行了位点标记，将检测图像与参照图像做重合比对，计算两张图像中位点标记的重合度。
若重合度<最大误差范围，则说明该垃圾桶外部存在被遮挡的情况，即有垃圾被放置在了垃圾桶的外部；若重合度≥最大误差范围，则说明该垃圾桶情况正常。
同时，还获取物位高度传感器的传输时间T，并将T值与系统预设的时间阈值做比较。若T越大，则说明该垃圾桶内部的储物量越少，空闲空间越多；若T≤最小反射时间阈值tmin，则认为该垃圾桶的内部储量负荷接近负荷极限，需立即处理。
此外，还获取异味气体Pi的实时浓度NPi。采用以下公式来测度该异味气体对周遭社区环境的影响程度：
其中，Zi是指该异味气体Pi对周遭社区环境的影响程度；NPi是指该异味气体Pi的气体浓度；φi是对应于该异味气体的预设浓度阈值；s是社区网格区域的网格边长；dj是该垃圾桶到其所在的社区网格区域内某一标识区域中心点的直线距离大小，标识区域为系统数据库中有坐标记录的特定标识点，包括住房、商店、快递点、游乐区等，这些特定标识点往往人群密集，是能够感知到环境质量变化的重要位置；μj是比例系数，μj∈(0,1)，依据dj测度的特定标识点的类型赋值，如特定标识点的类型为住房，则它对环境质量变化的感知敏感度更高，对应的比例系数赋值就更高。
若异味影响程度Zi≤影响程度阈值φi，则认为该异味尚在可控范围内；若异味影响程度Zi＞影响程度阈值φi，则认为该异味气体已经影响到社区居民的生活环境质量，需及时处理。
若计算发现存在“该垃圾桶的内部储量负荷接近负荷极限”，或，“垃圾桶外部存在遮挡”，或，“垃圾桶异味气体已影响到社区居民生活环境质量”3种情况中的任一种，则立即发出预警。预警结果将以“滴滴报警信号+红色定位标识+预警原因”的指令信号样式发出，并作用到可视化大屏、中央控制室音响等物理设备上。
参见图3，基于本发明实施例构建的社区环境质量监测系统，包括：数据存储模块、中央控制模块、运算分析模块、指令输出模块4个主要模块，辅以长距离有线通信技术、短距离无线通信技术、网络网关等其他必要的网络技术基础和硬件设备支撑。其中，数据存储模块支撑系统数据流转与更新，通过物联网有/无线通信、智能网关、数据管理服务器等技术和设备基础，与社区中的多个监测终端设备相连。按照预设的时间间隔，对终端设备的位置信息、设备运行状态、上传事件记录数据做统一标准化存储和更新。该模块是系统的底层模块，是整体系统合理运转的基础支撑。中央控制模块作为系统的核心控件，包括云管理平台、服务器和可视化大屏等硬件设备。模块中嵌入了社区物联3D仿真模型，该模型基于数字孪生概念，结合BIM轻量化技术、3D模型构建和GIS地图技术，是真实社区区域的虚拟3D可视化展示。同时，该模型集成了所有物联信息，它将社区区域按照网格化进行了划分，在每个社区网格区域内，都真实配置了一套包含摄像机、传感器等在内的多种终端设备；全社区范围的建筑地理位置、终端设备的位置信息、运行状态和运算分析模块计算所得的结果都将以可视化形式展示在该模型中。社区管理人员可通过身份ID信息登录云管理平台，即可在权限范围内，调取社区物联3D仿真模型，结合可视化大屏进行数据的访问、查看和指令发送，实现管理人员在中央控制室即能完成社区环境的全面感知和智能决策。运算分析模块的目的是，通过对大量终端数据的自动化规则计算，实现对社区区域范围内多维度环境质量的测度。具体执行步骤包括，基于数据存储模块中采集的终端设备实时传输数据，依据预设的多维度单元指标进行自动完成数据清洗、切片、匹配和指标赋值计算，并按照预警规则库中的判断规则，匹配和输出运算结果含义。指令输出模块的目的是将自动和人工手动指令化语言的输出，通过指令输出模块进行解析，映射到对应关联的应用软硬件设备中去。以运算分析模块的运算结果为例，运算分析模块输出的是各单元的指标计算结果和预警匹配结果，结果包括“指标值”、“是否预警”、“预警等级”、“如何实现预警信息展示”，其中前三者为运算结果信息，将通过数据存储模块存储到对应数据库中；而“如何实现预警信息展示”是该指令化的语言，该语言的解析将通过指令输出模块完成。假设指令语言表述为将生成指标值进行多端设备展示，则指令输出模块对将对应运算结果信息通过网关传输到中央控制室的可视化大屏、社区LED屏、社区用户软件app等多个应用设备上，完成信息展示；指令语言表述为预警，则指令输出模块将触发关联的预警硬件设备，设备发出“滴滴”报警铃声等。
本发明实施例提供的社区环境质量监测系统集成了物联网技术基础、数据存储模块、中央控制模块、运算分析模块和指令输出模块，并辅助有登录关联模块、权限管理模块、数据库等，从功能上支持了社区环境数据的全面感知和智能决策，架构完整，实现了社区物理设备、社区管理人员、社区生活用户之间的互联交互，对社区进行了智能化管理。其中以中心控制模块为系统管控核心，以数据存储模块为系统数据流转支撑，与社区中的多个终端设备互联，采集相关环境质量监测数据指标，通过数据分析单元进行多源数据融合计算和预警规则判断，并通过指令输出模块关联应用软硬件，从而实现社区环境质量监测方面的多源数据的全面感知和智能决策。其中，在中央控制模块集成了BIM轻量化技术、3D模型构建和GIS地图技术。具体地，首先基于社区区域的二维平面图、社区区域内的建筑地理信息、建筑尺寸信息，搭建一个虚拟的社区3D模型，该3D模型与社区实际建筑样式完全相同，同时集合GIS工具和GIS地图技术，将3D模型与模型中对应的建筑信息关联起来，使得该模型既包含社区建筑的物理结构，又包含建筑的地理信息和其他可视化信息。在此基础上，对该3D模型应用了BIM轻量化技术，对该模型中的建筑结构进行轻量化处理，从而使得模型的呈现和实时渲染更加精简，优化系统的内存开销，从而实现基于地理位置的社区模型与数据信息的匹配，使基于物联网的社区环境质量监测结果能够实时的、直观的、以可视化样式展示在虚拟模型中，社区管理人员使用该系统，只需在中央控制室即可完成实时监测、预警判断、指令发送等行为，提高了社区管理的工作效率。指令输出模块解析了“指令语言-应用软硬件”的关联关系，使得社区管理人员可以通过简单的指令语言发送，实现复杂的应用效果控制，进一步提高了社区管理的工作效率；同时，指令输出模块对应的可视化效果呈现，也提高了社区用户的交互体验。
技术效果
本发明实施例提出了从声环境、户外空气环境以及垃圾卫生环境3个角度监测预警社区环境的方法，在各个方面中又提出了传感器设备数据、摄像头设备数据等多源数据的融合计算方法，并提出了对应的预警判断规则和可视化信息呈现方式。从社区用户的角度出发，搭建了社区环境指标测度的量化标准，有效实现了社区环境的实时监测分析。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种社区环境质量分析方法，其特征在于，包括：
对社区进行网格划分；
获取社区内目标区域的分贝值DB1；
通过公式
当DB1＞θ时计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是所述社区网格区域的网格边长，dj是所述目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
将所述Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
若所述Y1等于或者大于所述预设的声环境影响阈值，发出所述目标区域的声环境污染告警信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取目标区域的各气体的浓度值；
将所述各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
若所述气体的浓度值等于或者大于所述对应的预设浓度阈值，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取目标区域的图像数据；
对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数；
将得到的所述图像数据中的目标物的位点数与所述目标物的预设位点数进行比较，得到所述图像数据中的目标物的位点重合度；
将所述图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
若所述图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于所述预设的重合度告警阈值，发出所述目标区域的垃圾废物告警信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数，包括：
基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为所述图像数据中的目标物；
将所述目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为所述目标物的位点数。
5.一种社区环境质量分析装置，其特征在于，包括：
网格划分模块，用于对社区进行网格划分；
分贝获取模块，用于获取社区内目标区域的分贝值DB1；
声环境影响程度计算模块，用于通过公式
当DB1＞θ时计算得到分贝对于社区网格区域的声环境影响程度Y1；其中，θ是预设的噪音阈值，s是所述社区网格区域的网格边长，dj是所述目标区域距离其他参考目标的距离，γj是比例系数，γj∈(0,1)，j＝1、2、...、m；
声环境影响程度比较模块，用于将所述Y1与预设的声环境影响阈值进行比较；
声环境污染告警模块，用于若所述Y1等于或者大于所述预设的声环境影响阈值，发出所述目标区域的声环境污染告警信息。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
气体浓度获取模块，用于获取目标区域的各气体的浓度值；
气体浓度比较模块，用于将所述各气体的浓度值分别与对应的预设浓度阈值Φj进行比较；
污染气体浓度标记模块，用于若所述气体的浓度值等于或者大于所述对应的预设浓度阈值，将该气体的浓度值记为污染气体浓度值NQj；
空气污染程度值计算模块，用于通过公式
计算得到空气污染程度值Xj；其中，n是气体污染物的总数，αj是不同气体污染物相对于其他气体污染物在空气质量评估的相对重要程度，αj∈(0,1)；
空气环境质量分析云图绘制模块，用于根据各目标区域的空气污染程度值Xj，绘制社区空气环境质量分析云图，对社区各目标区域的空气污染程度进行区别显示。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
图像获取模块，用于获取目标区域的图像数据；
位点标记模块，用于对所述图像数据中的目标物进行位点标记，得到所述图像数据中的目标物的位点数；
位点比较模块，用于将得到的所述图像数据中的目标物的位点数与所述目标物的预设位点数进行比较，得到所述图像数据中的目标物的位点重合度；
位点重合度比较模块，用于将所述图像数据中的目标物的位点重合度与预设的重合度告警阈值进行比较；
垃圾废物告警模块，用于若所述图像数据中的目标物的位点重合度等于或者大于所述预设的重合度告警阈值，发出所述目标区域的垃圾废物告警信息。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述位点标记模块，包括：
目标物识别单元，用于基于预设的图像库中的目标物多角度图片，进行图像特征点匹配；对匹配识别出的区域范围进行切割，切割出的区域即为所述图像数据中的目标物；
位点标记执行单元，用于将所述目标物以像素点为单位进行位点标记，所有位点的个数之和即为所述目标物的位点数。
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| CN202111634387.2A CN114298557A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种社区环境质量分析方法及装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115660759A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-01-31 | 成都阿卡林科技发展有限公司 | 基于大数据分析的房地产价值预测系统及方法 |
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