CN115219683A - 一种水环境质量预警系统及其构建方法 - Google Patents

一种水环境质量预警系统及其构建方法 Download PDF

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CN115219683A CN202210903289.2A CN202210903289A CN115219683A CN 115219683 A CN115219683 A CN 115219683A CN 202210903289 A CN202210903289 A CN 202210903289A CN 115219683 A CN115219683 A CN 115219683A
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周长松
邹胜章
朱丹尼
王佳
林永生
谢浩
卢丽
樊连杰
邓日欣
杨烨宇
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Abstract

本发明提供了一种水环境质量预警系统及其构建方法,该方法包括:水环境监测模块实时监测水环境,并将监测信息发送至基本信息管理模块,基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块,进行综合评估,并将综合评估结果发送至水环境预警预报模块,水环境预警预报模块对水环境预警等级进行分级,并启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。本发明提供的水环境质量预警系统及其构建方法,能够对监测数据进行清洗,提高准确性,能够预警等级判断,启动不同的应急响应、应急处置及应急保障。

Description

一种水环境质量预警系统及其构建方法
技术领域
本发明涉及水环境质量预警技术领域,特别是涉及一种水环境质量预警系统及其构建方法。
背景技术
水环境质量预警主要是针对水环境质量相关状况的预测性评价,以提前发现与未来有关的水环境可能出现的恶化、退化问题及其成因,从而把握水环境及其相关生态系统中潜在威胁的时空变化趋势,进而提出缓解或预防措施。
现有的水环境质量预警往往是对采集到的监测数据直接进行分析,进而进行预警,在数据采集过程或存储过程中,往往会出现错误数据的情况,直接对其进行分析会造成预警偏差较大的情况。另外,现有的预警往往是简单的根据检测数据进行判断,判断是否会发生紧急情况等,进而采取相应的措施,预警方式单一。因此,设计一种水环境质量预警系统及其构建方法是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种水环境质量预警系统及其构建方法,能够对监测数据进行清洗,提高了预警结果的准确性,能够预警等级判断,根据不同的等级启动不同的应急响应、应急处置及应急保障进行防治。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种水环境质量预警系统,包括:水环境监测模块、基本信息管理模块、水环境数据清洗模块、水环境质量综合评估模块及水环境预警预报模块,所述水环境监测模块连接所述基本信息管理模块,所述基本信息管理模块连接所述水环境数据清洗模块,所述水环境数据清洗模块连接水环境质量综合评估模块,所述水环境质量综合评估模块连接所述水环境预警预报模块;
所述水环境监测模块用于采集水环境的各项数据的监测信息;
所述基本信息管理模块用于建立监测数据库,并将水环境监测模块采集的监测信息对应存储至监测数据库中;
所述水环境数据清洗模块用于获取监测数据库中的监测信息,并对监测信息的数据进行清洗,将清洗后的监测信息的数据发送至水环境质量综合评估模块;
所述水环境质量综合评估模块用于根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块;
所述水环境预警预报模块用于根据评估结果信息的数据对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
可选的,所述水环境监测模块包括气味传感器、藻类漂浮物检测模块、重金属传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器,所述气味传感器用于采集水环境的异味程度信息,所述藻类漂浮物检测模块用于采集藻类漂浮物的密度信息,所述重金属传感器用于采集水环境中砷、镉重金属浓度信息,所述氨氮传感器用于采集水环境的氨氮浓度信息,所述溶解氧传感器用于采集水环境中的溶解氧含量信息,所述微生物传感器用于采集水环境的中微生物信息,所述浊度传感器用于采集水环境的浑浊度信息,所述有机污染物传感器用于采集水环境中的有机污染物信息,所述气味传感器、藻类漂浮物检测模块、重金属传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器均连接所述基本信息管理模块。
本发明还提供了一种水环境质量预警系统构建方法,应用于上述的水环境质量预警系统,包括如下步骤:
步骤1:水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块;
步骤2:基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中;
步骤3:水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块;
步骤4:水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块;
步骤5:水环境预警预报模块根据综合评估结果信息对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
可选的,步骤1中,水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块,具体为:
气味传感器采集水环境的异味程度信息,藻类漂浮物检测模块采集藻类漂浮物的密度信息,重金属传感器采集水环境中砷、镉重金属浓度信息,氨氮传感器采集水环境的氨氮浓度信息,溶解氧传感器采集水环境中的溶解氧含量信息,微生物传感器采集水环境的中微生物信息,浊度传感器采集水环境的浑浊度信息,有机污染物传感器采集水环境的有机污染物信息,将采集到的信息发送至基本信息管理模块。
可选的,步骤2中,基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,具体为:
基本信息管理模块获取水环境的基本信息,包括水环境的水系分区、区位、类型、水质等级、流域面积,根据水环境的基本信息建立监测数据库,将监测信息及采集监测信息的监测点对应存储至数据库中。
可选的,步骤3中,水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,具体为:
水环境数据清洗模块从数据库中获取监测信息,检测并归纳监测信息中存在的脏数据分类类型,其中,所述脏数据分类类型包括缺失值数据、格式错误数据及逻辑错误数据,根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,清洗完毕后,通过清洗完成的数据替换监测信息中的脏数据。
可选的,根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,具体为:
若脏数据分类为缺失值数据,则对缺失值数据的每个字段计算其缺失值比例及字段的重要性,若字段缺失值比例小于2%记为字段缺失率低,若字段含有水环境大数据任一关注因素记为字段重要性高,对字段缺失率低且字段重要性高的缺失值数据,通过查找真实数据补全字段,对字段缺失率高且字段重要性低的缺失值数据,删去此字段,对字段缺失率低且字段重要性低的缺失值数据,保留此字段;若脏数据分类为格式错误数据,其中,格式错误数据包括显示格式错误数据及字符错误数据,对显示格式错误数据,通过统一处理数据显示格式进行数据清洗,对字符错误数据,通过自动校验的方式识别字符错误,并将其去除进行数据清洗;
若脏数据分类为逻辑错误数据,其中,逻辑错误数据包括重复错误数据、不合理值错误数据及矛盾错误数据,对重复错误数据,通过去除重复内容进行数据清洗,对不合理值错误数据,通过去除不合理值数据或者将不合理值数据标记为缺失值数据进行数据清洗,对矛盾错误数据,通过验证数据可靠性,去除或重构不可靠数据进行数据清洗。
可选的,步骤4中,水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块,具体为:
水环境质量综合评估模块从水环境数据清洗模块获取清洗后的监测信息,按照监测信息的数据的特性与作用,分别选取相应的评估方法进行评估,评估完毕后,并将评估结果发送至水环境预警预报模块。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供的水环境质量预警系统及其构建方法,该系统设置有水环境监测模块、基本信息管理模块、水环境数据清洗模块、水环境质量综合评估模块及水环境预警预报模块,通过水环境监测模块能够采集水环境的各项数据的监测信息,通过基本信息管理模块能够建立监测数据库,并将水环境监测模块采集的监测信息对应存储至监测数据库中,通过水环境数据清洗模块能够获取监测数据库中的监测信息,并对监测信息的数据进行清洗,将清洗后的监测信息的数据发送至水环境质量综合评估模块,水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块,通过水环境预警预报模块能够根据综合评估结果信息的数据对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障,预警方式全面,为有效实现水环境污染防治提供了预警基础;该方法包括水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块,基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块,水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块,水环境预警预报模块根据综合评估结果信息对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障,便于实现,准确率高,为水环境防治奠定了重要基础。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例水环境质量预警系统结构示意图;
图2为本发明实施例水环境质量预警系统构建方法流程示意图。
附图标记:1、水环境监测模块;2、基本信息管理模块;3、水环境数据清洗模块;4、水环境质量综合评估模块;5、水环境预警预报模块。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
本发明的目的是提供一种水环境质量预警系统及其构建方法,能够对监测数据进行清洗,提高了预警结果的准确性,能够预警等级判断,根据不同的等级启动不同的应急响应、应急处置及应急保障进行防治。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明实施例提供的水环境质量预警系统,包括:水环境监测模块1、基本信息管理模块2、水环境数据清洗模块3、水环境质量综合评估模块4及水环境预警预报模块5,所述水环境监测模块1连接所述基本信息管理模块2,所述基本信息管理模块2连接所述水环境数据清洗模块3,所述水环境数据清洗模块3连接所述水环境质量综合评估模块4,所述水环境质量综合评估模块4连接所述水环境预警预报模块5;
所述水环境监测模块1用于采集水环境的各项数据的监测信息;
所述基本信息管理模块2用于建立监测数据库,并将水环境监测模块采集的监测信息对应存储至监测数据库中;
所述水环境数据清洗模块3用于获取监测数据库中的监测信息,并对监测信息的数据进行清洗,将清洗后的监测信息的数据发送至水环境质量综合评估模块4;
所述水环境质量综合评估模块4用于根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块5;
所述水环境预警预报模块5用于根据评估结果信息的数据对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
所述基本信息管理模块2、水环境数据清洗模块3、水环境质量综合评估模块4及水环境预警预报模块5均可通过电脑端进行实现,根据具体的功能进行现有技术的编程实现。
所述水环境监测模块1包括气味传感器、藻类漂浮物检测模块、重金属传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器,所述气味传感器用于采集水环境的异味程度信息,所述藻类漂浮物检测模块用于采集藻类漂浮物的密度信息,所述重金属传感器用于采集水环境中砷、镉等重金属浓度信息,所述氨氮传感器用于采集水环境的氨氮浓度信息,所述溶解氧传感器用于采集水环境中的溶解氧含量信息,所述微生物传感器用于采集水环境的中微生物信息,所述浊度传感器用于采集水环境的浑浊度信息,所述有机污染物传感器用于采集水环境中的有机污染物信息,所述气味传感器、藻类漂浮物检测模块、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器均连接所述基本信息管理模块。
如图2所示,本发明还提供了一种水环境质量预警系统构建方法,应用于上述的水环境质量预警系统,包括如下步骤:
步骤1:水环境监测模块1实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块2;
步骤2:基本信息管理模块2建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中;
步骤3:水环境数据清洗模块3从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块4;
步骤4:水环境质量综合评估模块4根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块5;
步骤5:水环境预警预报模块5根据评估结果信息对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
步骤1中,水环境监测模块1实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块2,具体为:
气味传感器采集水环境的异味程度信息,藻类漂浮物检测模块采集藻类漂浮物的密度信息,氨氮传感器采集水环境的氨氮浓度信息,溶解氧传感器采集水环境中的溶解氧含量信息,微生物传感器采集水环境的中微生物信息,浊度传感器采集水环境的浑浊度信息,有机污染物传感器采集水环境的有机污染物信息,将采集到的信息发送至基本信息管理模块2。
步骤2中,基本信息管理模块2建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,具体为:
基本信息管理模块2获取水环境的基本信息,包括水环境的水系分区、区位、类型、水质等级、流域面积等等,根据水环境的基本信息建立监测数据库,将监测信息及采集监测信息的监测点对应存储至数据库中。
步骤3中,水环境数据清洗模块3从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,具体为:
水环境数据清洗模块3从数据库中获取监测信息,检测并归纳监测信息中存在的脏数据分类类型,其中,所述脏数据分类类型包括缺失值数据、格式错误数据及逻辑错误数据,根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,清洗完毕后,通过清洗完成的数据替换监测信息中的脏数据。
根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,具体为:
若脏数据分类为缺失值数据,则对缺失值数据的每个字段计算其缺失值比例及字段的重要性,若字段缺失值比例小于2%记为字段缺失率低,若字段含有水环境大数据任一关注因素记为字段重要性高,对字段缺失率低且字段重要性高的缺失值数据,通过查找真实数据补全字段,对字段缺失率高且字段重要性低的缺失值数据,删去此字段,对字段缺失率低且字段重要性低的缺失值数据,保留此字段;
若脏数据分类为格式错误数据,其中,格式错误数据包括显示格式错误数据及字符错误数据,对显示格式错误数据,通过统一处理数据显示格式进行数据清洗,对字符错误数据,通过自动校验的方式识别字符错误,并将其去除进行数据清洗;
若脏数据分类为逻辑错误数据,其中,逻辑错误数据包括重复错误数据、不合理值错误数据及矛盾错误数据,对重复错误数据,通过去除重复内容进行数据清洗,对不合理值错误数据,通过去除不合理值数据或者将不合理值数据标记为缺失值数据进行数据清洗,对矛盾错误数据,通过验证数据可靠性,去除或重构不可靠数据进行数据清洗。
步骤4中,水环境质量综合评估模块4从水环境数据清洗模块3获取清洗后的监测信息,并对其进行质量、风险综合评估,并将其发送至水环境预警预报模块5,具体为:
水环境质量综合评估模块4从水环境数据清洗模块3获取清洗后的监测信息,按照监测数据的特性与作用,分别选取相应的评估方法进行评估,评估完毕后,并将评估结果发送至水环境预警预报模块5。
水环境预警预报模块5根据评估结果信息对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
本发明的一个实施例为:将水环境预警等级分为四级,其中具体的分级标准如下表所示:
表1水环境质量预警分级标准
Figure BDA0003771679530000081
Figure BDA0003771679530000091
其中,健康风险的最大可接受风险值根据ICRP的规定进行计算;
以桂林市桃花江水环境为例:
监测得到桂林市桃花江有机污染物中的阿奇霉素、大观霉素、4,4'-DDT、1,3-二氯苯、吡哌酸、苯唑西林、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、林可霉素等9项有机指标检出率均在50%以上;水环境质量评价和风险评价结果可知,Mn、NH4 +是桃花江两项季节性超标指标,As、Cr是桃花江最主要的两项致癌物质,建立由13项指标组成的桃花江水环境质量预警系统的监测指标体系,如下表所示:
表2桃花江水环境质量预警系统的监测指标体系
Figure BDA0003771679530000092
Figure BDA0003771679530000101
在桃花江上、中、下游多个监测点通过传感器对上述各指标进行监测,进而构建完整的监测数据库,其中监测点如下表所示:
表3桃花江监测传输情况表
Figure BDA0003771679530000102
在得到最终的预警结果后,可通过合适的方式,例如(Web平台、手机短信、电子邮件等)将预警信息传输给中国地质科学院岩溶地质研究所信息中心、当地生态环境局、当地水利局等部门,进行相应的警报提醒显示,各部门根据预警等级,能够及时的采取预防或治理措施,实现对水环境的防治。
本发明提供的水环境质量预警系统及其构建方法,该系统设置有水环境监测模块、基本信息管理模块、水环境数据清洗模块、水环境质量综合评估模块及水环境预警预报模块,通过水环境监测模块能够采集水环境的各项数据的监测信息,通过基本信息管理模块能够建立监测数据库,并将水环境监测模块采集的监测信息对应存储至监测数据库中,通过水环境数据清洗模块能够获取监测数据库中的监测信息,并对监测信息的数据进行清洗,能够将错误的监测信息数据进行清洗,将清洗后的监测信息的数据发送至水环境质量综合评估模块,综合评估模块根据清洗后的监测信息对水环境质量进行综合评估,并将综合评估结果发送至水环境预警预报模块,通过水环境预警预报模块能够根据综合评估结果的数据对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障,预警方式全面,为有效实现水环境防治提供了预警基础;该方法包括水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块,基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块,综合评估模块根据清洗后的监测信息对水环境质量进行综合评估,并将综合评估结果发送至水环境预警预报模块,水环境预警预报模块根据综合评估结果对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障,便于实现,准确率高,为水环境防治奠定了重要基础。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种水环境质量预警系统,其特征在于,包括:水环境监测模块、基本信息管理模块、水环境数据清洗模块、水环境质量综合评估模块及水环境预警预报模块,所述水环境监测模块连接所述基本信息管理模块,所述基本信息管理模块连接所述水环境数据清洗模块,所述水环境数据清洗模块连接水环境质量综合评估模块,所述水环境质量综合评估模块连接所述水环境预警预报模块;
所述水环境监测模块用于采集水环境的各项数据的监测信息;
所述基本信息管理模块用于建立监测数据库,并将水环境监测模块采集的监测信息对应存储至监测数据库中;
所述水环境数据清洗模块用于获取监测数据库中的监测信息,并对监测信息的数据进行清洗,将清洗后的监测信息的数据发送至水环境质量综合评估模块;
所述水环境质量综合评估模块用于根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块;
所述水环境预警预报模块用于根据评估结果信息的数据对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
2.根据权利要求1所述的水环境质量预警系统,其特征在于,所述水环境监测模块包括气味传感器、藻类漂浮物检测模块、重金属传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器,所述气味传感器用于采集水环境的异味程度信息,所述藻类漂浮物检测模块用于采集藻类漂浮物的密度信息,所述重金属传感器用于采集水环境中砷、镉重金属浓度信息,所述氨氮传感器用于采集水环境的氨氮浓度信息,所述溶解氧传感器用于采集水环境中的溶解氧含量信息,所述微生物传感器用于采集水环境的中微生物信息,所述浊度传感器用于采集水环境的浑浊度信息,所述有机污染物传感器用于采集水环境中的有机污染物信息,所述气味传感器、藻类漂浮物检测模块、重金属传感器、氨氮传感器、溶解氧传感器、微生物传感器、浊度传感器及有机污染物传感器均连接所述基本信息管理模块。
3.一种水环境质量预警系统构建方法,应用于权利要求1-2任一所述的水环境质量预警系统,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块;
步骤2:基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中;
步骤3:水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,并将其发送至水环境质量综合评估模块;
步骤4:水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块;
步骤5:水环境预警预报模块根据综合评估结果信息对水环境预警等级进行分级,根据不同的预警等级启动对应的应急响应、应急处置及应急保障。
4.根据权利要求3所述的水环境质量预警系统构建方法,其特征在于,步骤1中,水环境监测模块实时监测水环境,得到监测信息,并将监测信息发送至基本信息管理模块,具体为:
气味传感器采集水环境的异味程度信息,藻类漂浮物检测模块采集藻类漂浮物的密度信息,重金属传感器采集水环境中砷、镉重金属浓度信息,氨氮传感器采集水环境的氨氮浓度信息,溶解氧传感器采集水环境中的溶解氧含量信息,微生物传感器采集水环境的中微生物信息,浊度传感器采集水环境的浑浊度信息,有机污染物传感器采集水环境的有机污染物信息,将采集到的信息发送至基本信息管理模块。
5.根据权利要求4所述的水环境质量预警系统构建方法,其特征在于,步骤2中,基本信息管理模块建立监测数据库,并将监测信息对应存储至监测数据库中,具体为:
基本信息管理模块获取水环境的基本信息,包括水环境的水系分区、区位、类型、水质等级、流域面积,根据水环境的基本信息建立监测数据库,将监测信息及采集监测信息的监测点对应存储至数据库中。
6.根据权利要求5所述的水环境质量预警系统构建方法,其特征在于,步骤3中,水环境数据清洗模块从监测数据库中获取监测信息,并对其进行清洗,得到清洗后的监测信息,具体为:
水环境数据清洗模块从数据库中获取监测信息,检测并归纳监测信息中存在的脏数据分类类型,其中,所述脏数据分类类型包括缺失值数据、格式错误数据及逻辑错误数据,根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,清洗完毕后,通过清洗完成的数据替换监测信息中的脏数据。
7.根据权利要求6所述的水环境质量预警系统构建方法,其特征在于,根据脏数据分类类型制定清洗转换规则对脏数据进行清洗,具体为:
若脏数据分类为缺失值数据,则对缺失值数据的每个字段计算其缺失值比例及字段的重要性,若字段缺失值比例小于2%记为字段缺失率低,若字段含有水环境大数据任一关注因素记为字段重要性高,对字段缺失率低且字段重要性高的缺失值数据,通过查找真实数据补全字段,对字段缺失率高且字段重要性低的缺失值数据,删去此字段,对字段缺失率低且字段重要性低的缺失值数据,保留此字段;若脏数据分类为格式错误数据,其中,格式错误数据包括显示格式错误数据及字符错误数据,对显示格式错误数据,通过统一处理数据显示格式进行数据清洗,对字符错误数据,通过自动校验的方式识别字符错误,并将其去除进行数据清洗;
若脏数据分类为逻辑错误数据,其中,逻辑错误数据包括重复错误数据、不合理值错误数据及矛盾错误数据,对重复错误数据,通过去除重复内容进行数据清洗,对不合理值错误数据,通过去除不合理值数据或者将不合理值数据标记为缺失值数据进行数据清洗,对矛盾错误数据,通过验证数据可靠性,去除或重构不可靠数据进行数据清洗。
8.根据权利要求5所述的水环境质量预警系统构建方法,其特征在于,步骤4中,水环境质量综合评估模块根据清洗后的监测信息的数据进行相应的质量、风险评估,并将评估结果信息的数据发送至水环境预警预报模块,具体为:
水环境质量综合评估模块从水环境数据清洗模块获取清洗后的监测信息,按照监测信息的数据的特性与作用,分别选取相应的评估方法进行评估,评估完毕后,并将评估结果发送至水环境预警预报模块。
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