CN116593422A - 一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统 - Google Patents

一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及河流污水预警技术领域,特别是一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统。本发明的优点在于:相比传统的水样采集与检测方法,本系统可以通过非接触式方式实现河段污水排放情况的实时监测,无需对水样进行采集和分析,从而减少了操作步骤和检测时间,提高了检测效率,可以实时记录河段污水排放情况,并对其进行分析和预测,预测结果更加准确,提高了监测数据的精度,通过将红外遥感图像与实时的水质情况绑定,辅助数据处理模块分析判断,通过将数据不断的比对优化数据模型,可以随着使用时间的增加逐步提高分析预测的准确性,可以在可能发生时及时的启动巡查模块拍摄河流的红外遥感图像,防止监测出现延后。

Description

一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统
技术领域
本发明涉及河流污水预警技术领域,特别是一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统。
背景技术
城镇每天会产生大量的生活废水以及工业废水,这些废水一般通过无害化处理后直接排放到河流内部,然而难以一些企业为了节省处理成本,直接将污水排入河流,造成河水污染,因此需要对河流进行监测,监控污染情况,进行污染朔源,查找排放企业,以进行警告处罚,目前多是采用监测人员定时对河流取样监测,但是这样的检测方式在使用中还存在以下不足:
目前这种取样检测的方式效率较低,需要取样化验,但是河流在流动过程中会逐步稀释污染物,因此给了一些企业排放的空窗期,在没有取样的时间段内快速排出污水,到检测时,污染物已经随着水流流到下游,这时检测将难以查找到排放企业,不能实时的对河段进行检测预警。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,以解决背景技术中所提到的问题,克服现有技术中存在的不足。
为了实现上述目的,本发明一方面的实施例提供一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,包括设置于河段起始位置与终止位置的两个在线水质传感器、用于实时采集河流遥感图像的红外遥感设备,用于采集水质传感器以及红外遥感设备数据的数据采集模块,用于分析遥感图像与水质数据的数据处理模块、进行污染预警的预警系统、用于管理人员实时管理的管理服务器以及用于污水朔源巡查的巡查模块,所述在线水质传感器置于河流水体中实时采集河流各项参数,所述数据处理模块通过数据采集模块实时采集河流实时的水质参数信息以及红外遥感图像,所述数据处理模块通过将水质数据对实时红外遥感图像进行赋值构成数据模型,所述数据处理模块还包括分析算法库,所述分析算法库储存有红外遥感图像分析算法,所述红外遥感图像分析算法通过数据模型进行自我训练,经过训练的所述红外遥感图像分析算法实时分析红外遥感图像,通过比对污染排放时间排放量对未来污染排放时间进行分析,所述预警系统包括通讯模块,所述预警系统通过接收数据处理模块分析预测数据进行预警,所述预警系统通过通讯模块与管理服务器建立通讯,所述管理服务器根据预警信息启动巡查模块对河流进行巡查实现污染朔源。
由上述任一方案优选的是,还包括数据库,所述数据库用于存储实时的红外遥感图像信息以及水质信息以及数据处理模的历史处理数据,所述历史处理数据用于数据处理模块分析时调取参考。
采用上述方案达到的技术效果是:通过存储历史分析数据可以为数据处理模块提供分析参考,逐步优化分析的效果。
由上述任一方案优选的是,所述巡查模块包括用于巡查的巡查无人机,所述巡查无人机安装有用于拍摄河段污染红外遥感图像的红外相机。
采用上述方案达到的技术效果是:以非接触式方式实现河段污水排放情况的实时监测,无需对水样进行采集和分析,从而减少了操作步骤和检测时间,提高了检测效率。
由上述任一方案优选的是,所述巡查无人机内部还设置有控制巡查无人机自动飞行的飞行控制器,所述巡查无人机内部还设置有存储飞行控制程序的储存装置,所述储存装置储存有驱动巡查无人机沿所管理河段巡回飞行控制的程序。
采用上述方案达到的技术效果是:通过飞行控制程序的驱动,可以实现无人控制的自动牌照取证。
由上述任一方案优选的是,所述巡查无人机在接收到管理服务器发出的污染信号以及污染预警信号均巡回河段一个来回并进行红外遥感牌照,所述巡查模块的数据输出端与数据采集模块信号连接。
采用上述方案达到的技术效果是:通过巡查无人机巡查牌照可以及时的取证,并上传图像,用于数据处理模块判断分析的准确性,从而可以对分析进行纠偏,不断优化分析准确性。
由上述任一方案优选的是,所述巡查模块将巡查无人机拍摄的河道红外图像通过巡查模块发送给数据处理模块进行分析,所述数据处理模通过巡查模块采集的实时红外图像对预测结果进行判断并建立数据模型。
采用上述方案达到的技术效果是:通过将数据不断的比对优化数据模型,可以随着使用时间的增加逐步提高分析预测的准确性。
由上述任一方案优选的是,所述巡查无人机飞行控制程序控制无人机飞行的范围为两个在线水质传感器之间,所述巡查无人机带有无线充电的停机平台。
采用上述方案达到的技术效果是:在无人机飞回远点时可以及时充电,从而保证整体的无人化监控。
由上述任一方案优选的是,所述红外遥感设备每间隔一个小时进行一侧图像采集,所述在线水质传感器每间隔十分钟上传一次水质参数。
采用上述方案达到的技术效果是:可以在减少数据量的同时通过分析一天内红外遥感数据的变化结合实时的污染信息完成污染分析预测。
由上述任一方案优选的是,所述预警系统在收到数据处理模块分析处的污染信号以及预测污染信号时发出预警,所述管理服务器还与监管人员的管理终端通讯。
采用上述方案达到的技术效果是:便于后续处罚及朔源,在发出预测信息后巡查可以及时的发现排放,在预测准确性逐步完善后可以防患于未然,在污染物一开始排放就及时的做出取证查处,及时发现问题并采取有效措施进行修复。
与现有技术相比,本发明所具有的优点和有益效果为:
1、该基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,相比传统的水样采集与检测方法,本系统可以通过非接触式方式实现河段污水排放情况的实时监测,无需对水样进行采集和分析,从而减少了操作步骤和检测时间,提高了检测效率;
2、该基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,可以实时记录河段污水排放情况,并对其进行分析和预测,预测结果更加准确,提高了监测数据的精度,通过将红外遥感图像与实时的水质情况绑定,辅助数据处理模块分析判断,通过将数据不断的比对优化数据模型,可以随着使用时间的增加逐步提高分析预测的准确性;
3、通过分析预测,可以在可能发生时及时的启动巡查模块拍摄河流的红外遥感图像,再通过数据处理模块结合数据模型及时的分析排放情况,可以快速的查找排放点,防止监测出现延后,便于污染朔源。
4、本系统可以根据实时监测数据,对河段污水排放情况进行实时预警,及时发现问题并采取有效措施进行修复,从而减少了环境污染和生态破坏的风险,可以广泛应用于城市污水处理、河流环境保护等领域,通过实时监测和预警,保护环境,维护生态平衡,具有很大的社会和经济价值。
附图说明
图1为本发明公开的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统的系统示意图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下。
实施例一:如图1所示,一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,它包括设置于河段起始位置与终止位置的两个在线水质传感器、用于实时采集河流遥感图像的红外遥感设备,用于采集水质传感器以及红外遥感设备数据的数据采集模块,用于分析遥感图像与水质数据的数据处理模块、进行污染预警的预警系统、用于管理人员实时管理的管理服务器以及用于污水朔源巡查的巡查模块,在线水质传感器置于河流水体中实时采集河流各项参数,数据处理模块通过数据采集模块实时采集河流实时的水质参数信息以及红外遥感图像,数据处理模块通过将水质数据对实时红外遥感图像进行赋值构成数据模型,数据处理模块还包括分析算法库,分析算法库储存有红外遥感图像分析算法,红外遥感图像分析算法通过数据模型进行自我训练,经过训练的红外遥感图像分析算法实时分析红外遥感图像,通过比对污染排放时间排放量对未来污染排放时间进行分析,预警系统包括通讯模块,预警系统通过接收数据处理模块分析预测数据进行预警,预警系统通过通讯模块与管理服务器建立通讯,管理服务器根据预警信息启动巡查模块对河流进行巡查实现污染朔源。
作为本发明的一种可选技术方案,还包括数据库,数据库用于存储实时的红外遥感图像信息以及水质信息以及数据处理模的历史处理数据,历史处理数据用于数据处理模块分析时调取参考,通过存储历史分析数据可以为数据处理模块提供分析参考,逐步优化分析的效果,分析算法库储存有图像滤波算法、分割算法以及深度学习算法。
作为本发明的一种可选技术方案,巡查模块包括用于巡查的巡查无人机,巡查无人机安装有用于拍摄河段污染红外遥感图像的红外相机,通过拍摄红外遥感图像分析污染,以非接触式方式实现河段污水排放情况的实时监测,无需对水样进行采集和分析,从而减少了操作步骤和检测时间,提高了检测效率。
作为本发明的一种可选技术方案,巡查无人机内部还设置有控制巡查无人机自动飞行的飞行控制器,巡查无人机内部还设置有存储飞行控制程序的储存装置,储存装置储存有驱动巡查无人机沿所管理河段巡回飞行控制的程序,通过飞行控制程序的驱动,可以实现无人控制的自动牌照取证。
作为本发明的一种可选技术方案,巡查无人机在接收到管理服务器发出的污染信号以及污染预警信号均巡回河段一个来回并进行红外遥感牌照,巡查模块的数据输出端与数据采集模块信号连接,通过巡查无人机巡查牌照可以及时的取证,并上传图像,用于数据处理模块判断分析的准确性,从而可以对分析进行纠偏,不断优化分析准确性。
作为本发明的一种可选技术方案,巡查模块将巡查无人机拍摄的河道红外图像通过巡查模块发送给数据处理模块进行分析,数据处理模通过巡查模块采集的实时红外图像对预测结果进行判断并建立数据模型,通过将数据不断的比对优化数据模型,可以随着使用时间的增加逐步提高分析预测的准确性。
作为本发明的一种可选技术方案,巡查无人机飞行控制程序控制无人机飞行的范围为两个在线水质传感器之间,巡查无人机带有无线充电的停机平台,这样在无人机飞回远点时可以及时充电,从而保证整体的无人化监控。
作为本发明的一种可选技术方案,红外遥感设备每间隔一个小时进行一侧图像采集,在线水质传感器每间隔十分钟上传一次水质参数,这样可以在减少数据量的同时通过分析一天内红外遥感数据的变化结合实时的污染信息完成污染分析预测,在线水质传感器型号为PH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、浊度传感器、自动在线氨氮分析仪、自动在线总磷分析仪、自动在线COD分析仪、自动在线TOC分析仪、自动在线余氯分析仪以及自动在线氯化物分析仪中任意一种。
作为本发明的一种可选技术方案,预警系统在收到数据处理模块分析处的污染信号以及预测污染信号时发出预警,管理服务器还与监管人员的管理终端通讯,在出现污染时及时出动取证,便于后续处罚及朔源,在发出预测信息后巡查可以及时的发现排放,在预测准确性逐步完善后可以防患于未然,在污染物一开始排放就及时的做出取证查处,及时发现问题并采取有效措施进行修复。
综上所述,该基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,相比传统的水样采集与检测方法,本系统可以通过非接触式方式实现河段污水排放情况的实时监测,无需对水样进行采集和分析,从而减少了操作步骤和检测时间,提高了检测效率,可以实时记录河段污水排放情况,并对其进行分析和预测,预测结果更加准确,提高了监测数据的精度,通过将红外遥感图像与实时的水质情况绑定,辅助数据处理模块分析判断,通过将数据不断的比对优化数据模型,可以随着使用时间的增加逐步提高分析预测的准确性,可以在可能发生时及时的启动巡查模块拍摄河流的红外遥感图像,再通过数据处理模块结合数据模型及时的分析排放情况,可以快速的查找排放点,防止监测出现延后,便于污染朔源,对河段污水排放情况进行实时预警,及时发现问题并采取有效措施进行修复,从而减少了环境污染和生态破坏的风险,可以广泛应用于城市污水处理、河流环境保护等领域,通过实时监测和预警,保护环境,维护生态平衡,具有很大的社会和经济价值。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:包括设置于河段起始位置与终止位置的两个在线水质传感器、用于实时采集河流遥感图像的红外遥感设备,用于采集水质传感器以及红外遥感设备数据的数据采集模块,用于分析遥感图像与水质数据的数据处理模块、进行污染预警的预警系统、用于管理人员实时管理的管理服务器以及用于污水朔源巡查的巡查模块,所述在线水质传感器置于河流水体中实时采集河流各项参数,所述数据处理模块通过数据采集模块实时采集河流实时的水质参数信息以及红外遥感图像,所述数据处理模块通过将水质数据对实时红外遥感图像进行赋值构成数据模型,所述数据处理模块还包括分析算法库,所述分析算法库储存有红外遥感图像分析算法,所述红外遥感图像分析算法通过数据模型进行自我训练,经过训练的所述红外遥感图像分析算法实时分析红外遥感图像,通过比对污染排放时间排放量对未来污染排放时间进行分析,所述预警系统包括通讯模块,所述预警系统通过接收数据处理模块分析预测数据进行预警,所述预警系统通过通讯模块与管理服务器建立通讯,所述管理服务器根据预警信息启动巡查模块对河流进行巡查实现污染朔源。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:还包括数据库,所述数据库用于存储实时的红外遥感图像信息以及水质信息以及数据处理模的历史处理数据,所述历史处理数据用于数据处理模块分析时调取参考。
3.根据权利要求2所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述巡查模块包括用于巡查的巡查无人机,所述巡查无人机安装有用于拍摄河段污染红外遥感图像的红外相机。
4.根据权利要求3所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述巡查无人机内部还设置有控制巡查无人机自动飞行的飞行控制器,所述巡查无人机内部还设置有存储飞行控制程序的储存装置,所述储存装置储存有驱动巡查无人机沿所管理河段巡回飞行控制的程序。
5.根据权利要求4所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述巡查无人机在接收到管理服务器发出的污染信号以及污染预警信号均巡回河段一个来回并进行红外遥感牌照,所述巡查模块的数据输出端与数据采集模块信号连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述巡查模块将巡查无人机拍摄的河道红外图像通过巡查模块发送给数据处理模块进行分析,所述数据处理模通过巡查模块采集的实时红外图像对预测结果进行判断并建立数据模型。
7.根据权利要求6所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述巡查无人机飞行控制程序控制无人机飞行的范围为两个在线水质传感器之间,所述巡查无人机带有无线充电的停机平台。
8.根据权利要求7所述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述红外遥感设备每间隔一个小时进行一侧图像采集,所述在线水质传感器每间隔十分钟上传一次水质参数。
9.根据权利要求8述的一种基于红外遥感技术监测城镇河段污水排放的预警系统,其特征在于:所述预警系统在收到数据处理模块分析处的污染信号以及预测污染信号时发出预警,所述管理服务器还与监管人员的管理终端通讯。
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