[發明專利]藍藻水華監測系統

無效

• 申請號: 201310088450.6
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103198325A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 楊旭;陳曉榮;杜翠霞;奚傳利;叢媛
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01N21/84
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及一種藍藻水華監測系統，特別涉及一種利用支持向量機監測藍藻水華狀態的藍藻水華監測系統。

背景技術

藍藻是一種原始的藻類植物，出現距今35～33億年前。當環境適宜時，藍藻能快速生長，當達到一定生物量時，這些藻類在水面大量聚集，形成肉眼可見的藻類聚集體，即藍藻水華。隨著經濟的發展，湖面富營養化日趨加劇，我國幾乎每年夏天均有藍藻水華爆發。藍藻水華的頻繁發生，嚴重影響了周邊居民日常生活。藍藻不僅危害漁業，污染居民日常飲水，其巨大的生物量產生的圖素還會造成二次污染，嚴重危害人類健康。因此及時識別湖面水華狀態信息，為藍藻水華爆發建立應急措施尤為迫切。

目前，國內外對于藍藻水華的監測主要是利用顯微圖像和遙感圖像。顯微圖像是利用顯微鏡獲得水體的微觀圖像，可以對水體中的藻類進行分類和識別。采用遙感圖像對藍藻進行監測，主要是通過分析水體反射、吸收和散射太陽輻射能形成的光譜特征與富營養化水質參數濃度之間的關系，對湖泊富營養空間分布及動態進行定位和評價。

然而，上述監測系統使用顯微鏡和光譜儀等昂貴儀器取得圖像，成本過高，實時性差，細節信息不夠完善并且算法復雜，限制了上述監測系統的使用范圍。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種成本低廉且算法簡單的藍藻水華監測系統。

為了實現上述目的，本發明采用了以下結構：

本發明提供一種用于監測水體中藍藻水華狀態的藍藻水華監測系統，其特征在于，包括：至少一個監測裝置，用于采集復數幅水體的實時樣本圖像；至少一個與監測裝置通信對應連接的節點處理器，對實時樣本圖像進行預處理得到標準樣本圖像；一個與節點處理器通過網絡相連的服務器端，對預先存儲的復數幅藍藻水華圖像進行預處理得到標準水華圖像，對預先存儲的復數幅正常水體圖像進行預處理得到標準水體圖像，利用支持向量機對標準水華圖像和標準水體圖像進行分類得到樣本分類器，接收標準樣本圖像并根據樣本分類器和利用支持向量機對標準樣本圖像進行分類得到分類結果；以及客戶端，用于儲存分類結果，并將分類結果轉換為分類圖像。

另外，本發明藍藻水華監測系統中，支持向量機的種類為C_SVC。

另外，本發明藍藻水華監測系統中，預處理包括彩色空間變換、高斯濾波、直方圖均衡以及特征分量提取。

另外，本發明藍藻水華監測系統中，藍藻水華圖像、正常水體圖像和實時樣本圖像為RGB彩色空間，彩色空間變換是分別將藍藻水華圖像、正常水體圖像和實時樣本圖像從RGB彩色空間轉換為包含H分量和S分量的HSV彩色空間。

另外，本發明藍藻水華監測系統中，特征分量提取為：分別提取已轉換為HSV色彩空間的藍藻水華圖像、正常水體圖像以及實時樣本圖像的H分量和S分量，得到標準水華圖像、標準水體圖像以及標準樣本圖像，

H分量的計算公式如下：

n‾=1mnΣi,j=0m,nhij]]>

S分量的計算公式如下：

s‾=1mnΣi,j=0m,nsij]]>