[發明專利]全光譜水質監測方法和系統

在審

• 申請號: 201811468273.3
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109580509A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 廖炳瑜;丁相元
• 申請（專利權）人: 北京英視睿達科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

本發明實施例涉及一種全光譜水質監測方法和系統,所述方法包括：數據預處理模塊獲取水質監測時間參數；獲取光譜數據和水質指標數據；光譜特征挖掘模塊根據第一運算模型對光譜數據進行計算，得到多個光譜特征數據；根據水質指標數據和多個光譜特征數據得到水質指標與光譜特征的相關系數；根據相關系數從多個光譜特征數據中得到相關系數最大的光譜特征數據；計算模塊根據多個第二運算模型對相關系數最大的光譜特征數據和多個水質指標數據進行計算，得到多個光譜與水質指標的第一對應關系；解析模塊根據第三運算模型對多個第一對應關系進行解析，得到水質結果數據。所述系統包括：數據預處理模塊、光譜特征挖掘模塊、計算模塊和解析模塊。

技術領域

本發明涉及水質監測領域，尤其涉及一種全光譜水質監測方法和系統。

背景技術

隨著國家對環保的日益重視，水質監測行業已成為我國環保領域重點發展項目之一。傳統水質監測是通過化學試劑來進行反應，然后再通過比色法等來測量水質。雖然化學法監測水質更為準確，但是建站費用高、需要定期維護化學試劑、監測周期較長，難以實現大規模部署。而基于多光譜吸收率相關性的認知分析所衍生的光譜法，無需化學試劑，測量時間短。但由于水質濃度與單個波段的吸光度數據的相關性不穩定，是非線性的，監測結果可能會待監測水樣所在環境影響，使得監測結果不準確。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種全光譜水質監測方法，通過挖掘光譜特征因子，建立水質指標與光譜特征之間的相關關系，并確定光譜與水質指標的回歸關系，獲得多組回歸結果，對多組回歸關系進行解析的方式，獲得更加穩定、準確的水質濃度結果，從而實現了穩定性和準確性更高的水質濃度計算。

為實現上述目的，在第一方面，本發明提供了一種全光譜水質監測方法和系統，包括：

數據預處理模塊獲取水質監測時間參數；

根據所述水質監測時間參數獲取光譜數據和水質指標數據，并將所述光譜數據和水質指標數據發送至光譜特征挖掘模塊；

所述光譜特征挖掘模塊根據第一運算模型對所述光譜數據進行計算，得到多個光譜特征數據；

根據所述水質指標數據和所述多個光譜特征數據得到水質指標與光譜特征的相關系數；

根據所述相關系數從所述多個光譜特征數據中得到相關系數最大的光譜特征數據，并將所述水質指標數據進和所述相關系數最大的光譜特征數據發送至計算模塊；

所述計算模塊根據多個第二運算模型對所述相關系數最大的光譜特征數據和所述多個水質指標數據進行計算，得到多個光譜與水質指標的第一對應關系，并將所述多個第一對應關系發送至解析模塊；

所述解析模塊根據第三運算模型對所述多個第一對應關系進行解析，得到水質結果數據。

優選的，所述根據所述水質監測時間參數獲取光譜數據和水質指標數據具體為：

根據所述水質監測時間參數獲取所述水質指標數據；所述水質指標數據包括水質指標獲取時間；

確定是否存在與所述水質指標獲取時間相對應的光譜數據獲取時間；

當存在與所述水質指標獲取時間相對應的光譜數據獲取時間時，獲取與所述光譜數據獲取時間相對應的所述光譜數據；

當不存在與所述水質指標獲取時間相對應的光譜數據獲取時間時，根據所述水質指標獲取時間確定與所述水質指標獲取時間相鄰的前預設數量個所述光譜數據獲取時間；

根據所述前預設數量個所述光譜數據獲取時間得到目標光譜數據的變化函數；

根據所述目標光譜數據的變化函數得到所述光譜數據。

優選的，所述光譜數據包括多個光譜波段數據。