[發明專利]一種養殖水體氨氮的軟測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201811237454.5
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109255200B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 李道亮;丁穎;王亮;李永偉
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種養殖水體氨氮的軟測量方法及裝置，其中方法包括：獲取預定時間段內水體的水質數據和氣象數據；對水質數據和氣象數據進行預處理，獲得不同類型的預處理樣本集；利用FEEMD方法將不同類型的預處理樣本集分解為不同類型多個尺度的若干個固有模態分量和一個余量；將不同類型同一尺度的固有模態分量和余量分別輸入至目標MFO?LSSVM模型，循環若干次直至所有尺度都輸入完畢，獲得各類型多個尺度的多個輸出值；將各類型不同尺度的多個輸出值分別相加，獲得氨氮測量結果。本發明實施例通過利用FEEMD方法對數據進行處理，并利用MFO方法對LSSVM模型的參數進行優化，得到MFO?LSSVM模型，并通過該模型對水體中的氨氮含量進行實時在線測量，顯著地提高了測量精度。

技術領域

本發明實施例涉及農業技術領域，尤其涉及一種養殖水體氨氮的軟測量方法及裝置。

背景技術

氨氮是水質的重要影響因素之一，水體中中氨氮的來源主要是生活污水中含氮有機物受微生物作用分解的產物、某些工業廢水及農田排水等。當水體中氨氮含量較高時，會引起水體中富營養化的現象，對魚類及某些水生生物產生毒害作用，進而造成嚴重的經濟損失。例如，當水體中氨含量過高時，會使魚蝦等產生毒血癥。而水體中氨氮含量長期偏高十分影響水生生物的生長，嚴重時造成死亡。因此，在農業水體養殖領域，氨氮含量的實時監測十分重要。

目前應用較為廣泛的氨氮檢測方法有分光光度法等，該方法需要首先對水體進行人工采樣，并對樣本進行過濾，向過濾后的樣本中加入化學試劑，并等待其反應完全，最后再通過儀器對反應后的樣本進行檢測。一方面，檢測過程十分繁瑣耗時，無法滿足水體氨氮實時測量的要求；另一方面，目前的氨氮軟測量方法精度普遍不高。

因此，亟待一種養殖水體的氨氮軟測量方法，以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種水體氨氮的軟測量方法及裝置。

本發明實施例提供一種水體氨氮的軟測量方法，包括：

獲取預定時間段內水體的水質數據和氣象數據；

對水質數據和氣象數據進行預處理，獲得不同類型的預處理樣本集；

利用FEEMD方法將不同類型的預處理樣本集分解為不同類型多個尺度的若干個固有模態分量和一個余量；

將不同類型同一尺度的固有模態分量和余量分別輸入至目標MFO-LSSVM模型，循環若干次直至所有尺度都輸入完畢，獲得各類型多個尺度的多個輸出值；其中，目標MFO-LSSVM模型是通過利用MFO方法對LSSVM模型的模型參數尋優，并利用訓練樣本集進行訓練后得到；

將各類型不同尺度的多個輸出值分別相加，獲得氨氮測量結果。

本發明實施例提供一種水體氨氮的軟測量裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取預定時間段內水體的水質數據和氣象數據；

處理模塊，用于對水質數據和氣象數據進行預處理，獲得不同類型的預處理樣本集；

分解模塊，用于利用FEEMD方法將不同類型的預處理樣本集分解為不同類型多個尺度的若干個固有模態分量和一個余量；

輸入模塊，用于將不同類型同一尺度的固有模態分量和余量分別輸入至目標MFO-LSSVM模型，循環若干次直至所有尺度都輸入完畢，獲得各類型多個尺度的多個輸出值；其中，目標MFO-LSSVM模型是通過利用MFO方法對LSSVM模型的模型參數尋優，并利用訓練樣本集進行訓練后得到；

輸出模塊，用于將各類型不同尺度的多個輸出值分別相加，獲得氨氮測量結果。