[發(fā)明專利]一種養(yǎng)殖水體藻類濃度檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710022574.2
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106769903B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸超平;嵇靜慧;梁化亮;戈陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南京漁管家物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 蘇州中合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32266
• 代理人: 高海棠

本發(fā)明公開了一種可以實時檢測養(yǎng)殖水體藻類濃度的檢測方法，該方法利用光譜傳感器采集養(yǎng)殖水體光譜參數(shù)，再利用反演模型快速得到整個養(yǎng)殖場水體的藻類濃度，檢測速度快，幫助養(yǎng)殖人員及時發(fā)現(xiàn)水體的水質(zhì)問題。并且本發(fā)明將養(yǎng)殖水體分為藻類主導(dǎo)型水體、混合型水體和無機(jī)懸浮物主導(dǎo)型水體，并分別對三種水體提供了三種不同的三波段反演模型，將水體藻類濃度的檢測誤差從未分類時的38.72％降到了10.50％(藻類主導(dǎo)型)、25.01％(混合型)和18.25％(無機(jī)懸浮物主導(dǎo)型)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測養(yǎng)殖水體藻類濃度的檢測方法。

背景技術(shù)

養(yǎng)殖區(qū)域的水質(zhì)對養(yǎng)殖水產(chǎn)品來說是非常重要的，我國一直有“養(yǎng)魚需先養(yǎng)水”的說法，而藻類濃度是水質(zhì)優(yōu)劣最重要的參數(shù)之一。由于藻類繁殖是細(xì)胞分裂方式，能夠在短時間內(nèi)爆發(fā)，嚴(yán)重影響?zhàn)B殖水體水質(zhì)，因此高頻率的實時監(jiān)測藻類濃度變得尤為重要。

現(xiàn)有針對水體藻類濃度快速檢測有三種方式：一是通過采水樣實驗的方式；二是通過熒光傳感器放入水中測量得到；三是通過光譜傳感器進(jìn)行模型估算反演得到。前兩種方法得到的是單個采樣點的點狀數(shù)據(jù)，后者得到的是一個區(qū)域的面狀的藻類濃度分布數(shù)據(jù)。采用光譜傳感器模型反演的方式更適用于在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中快速得到整個養(yǎng)殖場水體的藻類濃度。然而光譜反演方法和技術(shù)主要集中于利用衛(wèi)星遙感對湖泊河流等進(jìn)行大尺度的估算，由于大尺度的方法和模型無法適用于小尺度的水產(chǎn)養(yǎng)殖，而且湖泊水質(zhì)與養(yǎng)殖塘口水質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別，反演模型必須基于實測數(shù)據(jù)建立優(yōu)化。因此需要建立一種針對于水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的藻類濃度實時檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于檢測養(yǎng)殖水體藻類濃度的檢測方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種養(yǎng)殖水體藻類濃度檢測方法，該方法利用光譜反演的方式快速檢測水體藻類濃度。為了提高反演的精度，本發(fā)明將養(yǎng)殖水體進(jìn)行了分類，并且對每一類水體各提供了一種反演模型。具體包括如下步驟：

步驟(1)：對待檢測養(yǎng)殖水體所在地區(qū)的多處水體進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)包括多光譜數(shù)據(jù)和葉綠素a的濃度。

步驟(2)：建立葉綠素a濃度的反演模型

Chla＝u×[R^-1(λ₁)-R^-1(λ₂)]×R(λ₃)+v

其中Chla為葉綠素a的濃度；

λ₁、λ₂和λ₃為三波段光波的波長；

λ₁對應(yīng)光譜第一波段的波長，λ₁的取值范圍是660nm-690nm，第一波段是藻類中葉綠素a色素吸收最強的波段，在光譜曲線中表現(xiàn)為波谷；

λ₂對應(yīng)光譜第二波段的波長，λ₂取值700nm，葉綠素a對第二波段光的吸收遠(yuǎn)小于其對第一波段光的吸收，懸浮物、黃色物質(zhì)的吸收在一二波段近似，所以R^-1(λ₁)-R^-1(λ₂)組合后只受藻類吸收和懸浮物后向散射影響

λ₃對應(yīng)光譜第三波段的波長，λ₃取值范圍是720-800nm；所有物質(zhì)對第三波段光的吸收都接近于0，而懸浮物的后向散射在波段2和波段3處近似相等，通過三個波段的組合最大程度的減少了水體其他物質(zhì)對藻類在光譜響應(yīng)上的影響；

u、v為修正系數(shù)。