[發明專利]一種針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法

在審

• 申請號: 202110705858.8
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113420816A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 荊紅衛;劉保獻;安欣欣;景寬;陶蕾;王琛;奚采亭;王莉華;李海軍;金萌
• 申請（專利權）人: 北京市生態環境監測中心
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01N21/25
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波

本發明實施例中提供了一種針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，所述方法包括如下步驟：S1：點位參數異常值監測；S2：結合動態數據的異常值判斷，得到點位的異常參數s；S3：進行區域點位異常值排查，利用點位的上下游關系，對S2中得到的異常參數s所對應的異常值做進一步的排查；S4：根據S3中進一步排查的數據，確定異常值。本發明所提供的針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，對所采集的監測數據進行質控，確定其中的異常值，有效的減少了異常數據的引入而導致的后續質控錯誤的發生，為全光譜水質監測設備的運行，提供了高質量和高可靠性的監測數據。

技術領域

本發明涉及水質監測領域，尤其涉及一種針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法。

背景技術

地表水是人類賴以生存和國家可持續發展的重要資源，是各國人民重要的飲用水供給來源地。由于經濟的快速發展，一些流域正承受著不同程度的種類的水質污染，威脅著人類的生存健康以及國家的生態環境的健康。因此，水環境問題不僅成為世人關注的焦點，而且還成為當今水污染監測研究工作的熱點之一，我國地表水監測網絡從1988年開始建立，并與1996年開始逐漸加入自動監測技術。但是，水質監測大多采用實驗室化學方法，存在測量周期長和所需化學試劑多且存在二次污染，難以滿足對水質監測在線、實時性的要求。

目前，隨著水污染問題的日益嚴重以及人們對環境問題的不斷關注，水污染監測技術獲得了快速發展。監測手段的進步得益于新材料的廣泛使用和集成電路的迅猛發展，而分析精度的提高主要依賴于計算機復雜運算能力的提高和化學計量法的廣泛使用。基于全光譜技術的水質監測速度快、無二次污染、成本低以及可實現多參數同步在線監測等優點。

全光譜水質自動監測站是以自動在線分析儀器-全光譜水質監測設備為核心，運用現代傳感器技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、室外機柜以及相關專用分析軟件和通訊網絡組成的一套綜合性的水質在線自動監測體系。

在設備運行過程中，監測數據是進行質量濃度監測的基礎，監測數據作為污染物質量濃度質控模型的輸入，需要其具備高質量和高可靠性的要求。然而，由于高密度設備故障，通信故障，系統傳輸故障等故障的存在以及外界環境影響，如柳絮影響，降雨影響等，直接通過高密度設備采集到的數據并不具備這一要求，需要進行采集數據質控以提高數據的質量和可靠性，基于通過異常數據自學習方法可以保證全光譜水質自動監測站的數據質量和數據應用，挖掘數據異常背后的信息，有效的減少由于缺數或異常數據的引入而導致后續質控錯誤的發生。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，至少部分解決現有技術中存在的問題。

本發明的目的在于一種針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，所述方法包括如下步驟：

S1：點位參數異常值監測；

S2：結合動態數據的異常值判斷，得到點位的異常參數s；

S3：進行區域點位異常值排查，利用點位的上下游關系，對S2中得到的異常參數s所對應的異常值做進一步的排查；

S4：根據S3中進一步排查的數據，確定異常值。

本發明所提供的針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，還具有這樣的特征，所述S1為利用孤立森林建立水質參數的異常值監測模型，步驟如下：

S1.1生成孤立森林模型；

S1.2用上述孤立森林模型評估新的數據，監測得到點位參數異常值。

本發明所提供的針對全光譜水質監測設備的數據異常值確定方法，還具有這樣的特征，所述S1.1步驟如下：

S1.1.1隨機選擇w個樣本點作為樣本子集，放于根節點；