[發明專利]一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統及其分析方法

在審

• 申請號: 201910081790.3
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109784752A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 陳昭明;王偉;鄒勁松;趙迎
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，其特征在于：包括數據采集子系統、預處理子系統、數據分析子系統、富營養化評估子系統、風險預警子系統和輔助子系統；

所述數據采集子系統采集多種類型的指標參數，并將采集的數據存入到數據庫中；

所述預處理子系統將采集的數據歸類整理及篩選，并進行數據歸一化、去量綱處理，為后續的數據分析提供基礎；

所述數據分析子系統采用多種智能算法融合處理數據信息，進行水質參數分析計算；

所述富營養化評估子系統進行水體富營養化的定性定量處理，為風險預警提供支撐；

所述風險預警子系統分析水體富營養化的風險區域與等級，進行富營養化的險情發布及應急響應決策處置；

所述輔助子系統實現系統參數設置、各子系統的控制管理、處理結果的輸出查詢顯示、通訊及遠程監控功能。

2.根據權利要求1所述的一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，其特征在于：所述數據采集子系統包括水文信息模塊、水質信息模塊、氣象信息模塊和地理信息模塊，實現庫區水文、水質、氣象和地理數據的實時自動采集；

所述數據采集子系統由若干種傳感器檢測設備構成，包括多參數水質檢測儀、葉綠素a傳感器、聲學多普勒水流剖面儀、便攜式PH儀和便攜式DO儀；

所述水文信息包括水溫、水位、流速和流量；

所述水質信息包括TP、TN、DO、COD_MN、Chla、透明度、固體懸浮物、pH值和氨氮；

所述氣象信息包括氣溫、風速、風向、光照度和降水；

所述地理信息包括監測點的位置信息和經緯度坐標；

所述數據采集子系統將采集的數據傳輸到SQL數據庫或云端數據庫中，便于輔助子系統進行數據查詢、比對及遠程共享。

3.根據權利要求1所述的一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，其特征在于：所述預處理子系統包括數據篩選模塊和數據預處理模塊；

數據篩選模塊將采集的數據進行歸類、整理及篩選，數據預處理模塊對篩選出的數據作歸一化、去量綱處理，在消除不同類型數據間的量綱影響外，保持原始數據中不同指標間的差異性，為降低數據分析的難度和提高分析的效率提供基礎；

所述數據預處理模塊的預處理方法包括比重法、偏差法、對數變換法和平方根變換法。

4.根據權利要求1所述的一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，其特征在于：所述數據分析子系統包括多種智能算法模塊和多源信息融合模塊；

多種智能算法模塊采用改進主成分分析融合多元回歸算法、遺傳算法融合模糊神經網絡、粗糙集約簡算法及改進支持向量機多種智能算法融合處理數據信息，進行水質參數分析計算，并將計算結果以圖表形式表現出來；

通過多源信息融合消除監測信息間的冗余和矛盾,以獲得水體監測更完整精確的判斷信息，從而降低評估預警推理的模糊程度，和提高評估預警信息的分辨率和時空監測范圍。

5.根據權利要求1所述的一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，其特征在于：所述富營養化評估子系統包括評估標準模塊和富營養化定性定量評估模塊；

評估標準模塊為富營養化評估提供依據和標準，包括綜合營養狀態指數標準、葉綠素a濃度標準和營養度評分法；

富營養化定性定量評估模塊對監測水體進行富營養化的評估分析，得出水體富營養化水平，形成直觀顯示的富營養化狀態變化圖，為后續的風險預警提供基礎。