[發明專利]基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統

有效

• 申請號: 202210095885.2
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114486764B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張友德;錢益武;何建軍;戴曹培;田文鳳;張甜甜;王清泉
• 申請（專利權）人: 安徽新宇環保科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 劉念

本發明公開了基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統，屬于農田水質檢測技術領域，包括區域規劃模塊、線路規劃模塊、農田檢測模塊、濕地校正模塊、數據庫和服務器；通過區域規劃模塊進行農田的區域劃分，獲得監測區域，線路規劃模塊根據獲得的監測區域設置濕地檢測區；農田檢測模塊對監測區域內農田的水質進行檢測，并將采集的水質數據發送到對應的濕地校正模塊；濕地校正模塊用于對農田檢測模塊采集的水質數據進行校正，在濕地檢測區設置協同校正裝置，實時獲取協同校正裝置的采集數據，采集數據包括協同數據和日常光譜數據，協同數據包括協同光譜數據和標準數據，根據協同數據建立校正模型。

技術領域

本發明屬于農田水質檢測技術領域，具體是基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統。

背景技術

農田養分流失已經成為農業面源污染和水體氮、磷富營養化的主要原因之一，農田面源污染監測技術與方法在農業面源污染控制中十分重要；主要包括農業面源污染物源頭控制與生態阻控技術、農業面源污染氮磷及有機污染關鍵指標動態監測技術等；因此本申請提出基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統，用于實現對農田水質的檢測。

發明內容

為了解決上述方案存在的問題，本發明提供了基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

基于全光譜水質分析儀的農業面源污染監測系統，包括區域規劃模塊、線路規劃模塊、農田檢測模塊、濕地校正模塊、數據庫和服務器；

通過區域規劃模塊進行農田的區域劃分，獲得監測區域，線路規劃模塊根據獲得的監測區域設置濕地檢測區；農田檢測模塊對監測區域內農田的水質進行檢測，并將采集的水質數據發送到對應的濕地校正模塊；

濕地校正模塊用于對農田檢測模塊采集的水質數據進行校正，具體方法包括：

在濕地檢測區設置協同校正裝置，實時獲取協同校正裝置的采集數據，采集數據包括協同數據和日常光譜數據，協同數據包括協同光譜數據和標準數據，根據協同數據建立校正模型，并實時通過協同校正裝置采集的協同數據對校正模型進行再學習；

接收農田檢測模塊傳輸的水質數據，通過校正模型對接收的水質數據進行校正，將校正后的水質數據標記為農田監測數據，將農田監測數據發送到數據庫進行保存。

進一步地，區域規劃模塊的工作方法包括：

步驟SA1：獲取單一農田區域，識別各個單一農田區域的面積，標記為單元面積，獲取單一農田區域的邊界形狀，標記為單一輪廓，建立輪廓賦值表，將單一輪廓輸入到輪廓賦值表中進行賦值，獲得對應的單一輪廓賦值；

步驟SA2：建立單一農田區域的特征向量，根據單一農田區域的特征向量建立聚類樣本集合，將單一農田區域的特征向量視為一個獨立的聚類簇，計算兩兩聚類簇之間的距離，設置監測區域的最大服務半徑，將距離最近的兩個聚類簇合并為一個新的聚類簇，將新的聚類簇標記為合并聚類簇；

步驟SA3：計算合并聚類簇與其他聚類簇之間的距離，當合并聚類簇與其他聚類簇之間的最小距離小于最大服務半徑時，將對應的兩個聚類簇進行合并，再次形成一個新的合并聚類簇；

步驟SA4：重復步驟SA3，直到合并聚類簇與其他聚類簇之間的最小距離不小于最大服務半徑時，停止重復步驟SA3，將對應的合并聚類簇標記為監測區域。

進一步地，獲取單一農田區域的方法包括：

獲取需要進行監測的農田范圍，區域農田范圍的全景照片，獲取圖片識別模型，通過圖片識別模型識別農田全景照片中的農田邊界線，根據識別的農田邊界線制作農田分布圖，將農田分布圖中農田邊界線包圍的區域標記為單一農田區域。

進一步地，建立輪廓賦值表的方法包括：