[發明專利]一種基于物聯網的河湖水生態環境監控方法

在審

• 申請號: 202010170247.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111239050A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 高永飛;陳文海
• 申請（專利權）人: 高永飛
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/84;G01N33/18;G05D1/10
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 朱云麗

本發明提供一種基于物聯網的河湖水生態環境監控方法，應用于河湖水生態環境監控系統，系統包括多個檢測裝置、無人機和服務器，檢測裝置分布在待監控的河湖水域中，多個檢測裝置和無人機與服務器通訊連接。通過分布在待監控的水域中的檢測裝置，實時獲取水域的水體數據，服務器對水體數據進行分析后，得到初步的水華發生風險判斷，再通過無人機對具有初步風險的水域進行拍照，得到水體表面圖像，服務器對水體表面圖像進行分析后，進一步確認該水域是否具有水華發生風險。不需要監測員實地采樣和實時監控，節約了人員成本，也不需要大型的設備的建設，能夠保證監控的連續性和實時性，極大提高了效率。

技術領域

本發明涉及監控預測領域，具體而言，涉及一種基于物聯網的河湖水生態環境監控方法。

背景技術

水是萬物之源，河湖水是人們生活用水的主要取水來源，也是生態系統重要的組成部分。隨著現代工業的發展，人們日常生產生活產生大量的污染物排向河湖水域之中，造成河湖水富營養化，水域中氮、磷等營養鹽類；鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進藻類生物大量繁殖造成水華現象，水華藍藻所產的微囊藻毒素對人類健康具有很大危害性。

針對水華現象產生的危害，預防優于治理，對水體進行實時監控是預防的前提，水體的富營養化是產生水華的主要原因，在對河湖水的水體進行監控，目前主要監測方法：

一、人工監測。人工監測一般周期為幾天一次，主要通過監測員通過肉眼和配備的監測儀器現場取水，必要時帶回實驗室分析化驗。人工監測的方式，耗費大量人力和時間，且不能快速連續監測。

二、衛星遙感監測。通過衛星的色譜傳感器對水體表面的水色進行掃描，通過有害藻華的特異色譜強度和面積監測大規模水華爆發面積。此種方法的缺點在于精度差，衛星的圖像分辨率低，對于小型水域遙測不理想，且易受氣體污染影響成像結果。此外，監測的頻率低，一般在12～24h一次，不能實時測量。成本相對也較高，建設成本、運轉成本需要跨部門跨區域協調運作。

三、水質在線監測。通過設置視頻監控點，通過視頻監控，人為觀測的方式監控。該方法對監控人員的注意力和精力要求高，且具備較強的主觀性，準確性得不到保障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于物聯網的河湖水生態環境監控方法，以改善上述問題。

為了實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種基于物聯網的河湖水生態環境監控方法，應用于河湖水生態環境監控系統，所述系統包括多個檢測裝置，所述檢測裝置分布在待監控的河湖水域中，所述系統還包括無人機和服務器，所述多個檢測裝置和無人機與所述服務器通訊連接，所述方法包括：每個檢測裝置分別獲取對應水域的水體數據，將所述水體數據發送至所述服務器，所述水體數據包含所述檢測裝置的唯一標識；所述服務器根據所述水體數據按照預設的第一判斷規則判斷所述唯一標識對應的水域是否有發生水華的風險；當所述服務器判斷有發生水華的風險時，向所述無人機發送拍攝指令，所述拍攝指令包括所述檢測裝置對應的唯一標識；所述無人機響應所述拍攝指令，根據所述唯一標識選擇預設的飛行路線；所述無人機按照所述預設的飛行路線飛行至所述唯一標識對應的檢測裝置的水域；所述無人機獲取所述檢測裝置的水域的水體表面圖像；所述無人機將所述水體表面圖像發送至所述服務器，所述水體表面圖像包含有所述檢測裝置的唯一標識；所述服務器根據所述水體表面圖像按照預設的第二判斷規則判斷所述檢測裝置對應的水域是否有發生水華的風險；所述服務器根據所述水體表面圖像的判斷結果，與具有相同唯一標識的水體數據的判斷結果進行比較；當判斷結果一致時，所述服務器判斷所述唯一標識對應的檢測裝置的水域有發生水華的風險。

進一步地，所述方法還包括：無人機記錄起飛位置；無人機響應飛手的遙控操作飛行至所述檢測裝置所在地點，記錄所述檢測裝置的位置；無人機生成所述起飛位置到所述檢測裝置的位置的巡航路線；無人機對所述巡航路線標記唯一標識。