[發明專利]一種基于高光譜的水質測定方法及設備

有效

• 申請號: 202110526050.3
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113310909B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 陳雪;宋雪述;宋志華;陳發杰
• 申請（專利權）人: 山東深藍智譜數字科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G06V20/10;G06V20/68;G06V10/764;G06K9/62
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 種道北

1.一種基于高光譜的水質測定方法，其特征在于，包括：

通過預先設置在水田不同位置的高光譜儀，得到多個局部高光譜圖像；

將所述多個局部高光譜圖像進行拼合，得到所述水田對應的整體高光譜圖像；

通過識別模型對所述整體高光譜圖像進行識別，得到所述整體高光譜圖像中的非水體目標，所述非水體目標至少包括以下一種：農作物、水草、生物；

根據所述非水體目標對所述整體高光譜圖像進行處理，并確定所述處理后的整體高光譜圖像中，亮度不符合預設要求的特殊波段；

根據所述特殊波段確定對應的待檢測水田位置；

調用光譜檢測儀對所述待檢測水田位置進行水質檢測，獲取所述待檢測水田位置處的第一水體檢測結果；

根據所述非水體目標對所述整體高光譜圖像進行處理，具體包括：

對所述整體高光譜圖像中包含的所述非水體目標進行剔除處理，得到剔除處理后的整體高光譜圖像；

調用光譜檢測儀對所述待檢測水田位置進行水質檢測，獲取所述待檢測水田位置處的第一水體檢測結果，具體包括：

確定所述待檢測水田位置第二預設范圍內是否存在光譜檢測儀；

若存在所述光譜檢測儀，則啟動所述光譜檢測儀的光源，并根據該光譜檢測儀中的光電二極管獲取反射光信號，生成檢測結果，作為所述待檢測水田位置處的第一水體檢測結果；

若不存在所述光譜檢測儀，則根據所述處理后的整體高光譜圖像以及預存的參考水質參數，構建參考水體檢測模型；

選取距離所述待檢測水田位置處最近的光譜檢測儀，并根據該光譜檢測儀生成參考檢測結果；

通過所述參考水體檢測模型對所述參考檢測結果進行修正，并將修正后的參考檢測結果作為所述待檢測水田位置處的第一水體檢測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于高光譜的水質測定方法，其特征在于，通過識別模型對所述整體高光譜圖像進行識別，得到所述整體高光譜圖像中的非水體目標之后，所述方法還包括：

根據所述非水體目標對應的非水體參數反演水質參數，并根據所述水質參數構建水體檢測模型，并根據所述水體檢測模型得到第二水體檢測結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于高光譜的水質測定方法，其特征在于，根據所述非水體目標對應的非水體參數反演水質參數，并根據所述水質參數構建水體檢測模型，并根據所述水體檢測模型得到第二水體檢測結果，具體包括：

確定所述非水體目標對應的非水體參數，其中，所述農作物對應的非水體參數至少包括：農作物類型、當前季節的農作物理論生長狀況、農作物的實際生長狀況；所述水草對應的非水體參數至少包括：水草類型、水草密度、水草實際生長狀況；所述生物對應的非水體參數至少包括：生物類型、生物大小、生物體溫；

根據所述非水體參數反演得到所述水田的水質參數，所述水質參數至少包括：需氧量、總磷量、總氮量、溶解氧含量、氨氮量、懸浮物濃度、濁度、總有機碳量、重金屬量、揮發性有機污染物量、葉綠素含量、藍綠藻含量；

根據所述水質參數構建水體檢測模型，并將所述整體高光譜圖像輸入至所述水體檢測模型，得到第二水體檢測結果，所述第二水體檢測結果至少包括：所述水田中低于所述水質參數的項目、所述水田中高于所述水質參數的項目、所述水田中的正常水質參數。

4.根據權利要求1所述的一種基于高光譜的水質測定方法，其特征在于，通過預先設置在水田不同位置的高光譜儀，得到多個局部高光譜圖像之前，所述方法還包括：

判斷水田當前光照度是否小于指定亮度值；

若小于所述指定亮度值，則開啟設置于所述水田不同位置處的寬譜光源。

5.根據權利要求1所述的一種基于高光譜的水質測定方法，其特征在于，對所述整體高光譜圖像中包含的所述非水體目標進行剔除處理，得到剔除處理后的高光譜圖像，具體包括：

確定所述非水體目標位于所述整體高光譜圖像中的位置，并將所述非水體目標進行第一次描邊選取，作為待剔除目標；

將環繞所述待剔除目標第一預設范圍內的目標進行第二次描邊選取，并將所述第二次描邊選取后的待剔除目標進行剔除，生成包含無色空腔的圖像；

將所述包含無色空腔的圖像中，環繞無色空腔部分的有色光譜填充至所述無色空腔中；

生成剔除處理后的高光譜圖像。