[發明專利]一種水質監測感知分析方法

在審

• 申請號: 202310533612.6
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116539829A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 張瑩;趙建國;唐菊平;梁建國;方鵬程
• 申請（專利權）人: 上海航天動力科技工程有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G06F16/215;G01D21/02;H04W4/38;H04L67/12;H04W28/08;H04W28/084
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 嚴玉丹

本發明涉及一種水質監測感知分析方法，步驟如下：基于監測水域歷史遙感數據時空推演得到該監測水域水質未來變化趨勢，綜合分析設計合理的監測組網和組網布設點位及各采集點設備占比。基于布設點位和采集點各設備占比構建水質監測LoRa組網；基于LoRa組網監測設備實時獲取水質監測狀態數據，同步基于RS遙感技術實時監測分析水體狀態；將組網獲取的實時設備信息與RS感知分析結果基于GPS和GIS技術融合分析與計算，最終得到更精準的水質狀態結果。與現有技術相比本發明融合了3S(RS+GPS+GIS)技術、LORa和物聯網技術，實現水質的超時空監測，提高了感知速度，并可作為一種統一監測標準一體化監測管控地球水環境。

技術領域

本發明涉及水質監測技術領域，尤其是涉及一種水質監測感知分析方法。

背景技術

水環境受到了較大的污染導致水域環境質量較差。人們基于物聯網技術對水質進行監測，可以隨時隨地了解水體水質變化情況，通過研究水質變化規律，總結出優化水質的較優解決方案，以此改善水環境，提高水質。

LoRa是一種物理層的無線數字通信調制技術，也稱擴頻連續調頻調制技術。其特點是在相同的功耗下比其它無線方式傳播的距離更遠，實現了低功耗和遠距離的統一，在同樣的功耗下比傳統的無線通信射頻通信距離擴大3-5倍。將loRa技術與無線水質傳感器技術結合能得到loRa的低功耗無限水質傳感器，該傳感器大大簡化了設備的組成結構，不但可以大大降低成本，更重要的意義在于結構簡單，安裝維護快，適合大量推廣。

中國申請CN108196018A公開了一種基于LoRa技術的水質監測系統，其中，采集設備終端包括：溫度傳感器、濁度傳感器、PH值傳感器、氧含量傳感器、重金屬離子傳感器以及LoRa通信模塊；傳感器采集水質參數并通過內部電路發送至中央處理器，中央處理器與LoRa通信模塊相連，將數據進行封裝后通過LoRa天線發送給遠處的LoRa網關；采集設備終端分布于各個采集監測點，多個采集設備終端通過LoRa鏈路與LoRa網關相連，將采集信息發送給LoRa網關；一個LoRa網關與若干個采集設備終端進行連接，接收與之連接的采集設備終端的信息，進行解析并重新封裝后經WiFi鏈路發送至主控服務器，主控服務器通過WiFi鏈路與所有的LoRa網關連接。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種水質監測感知分析方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種水質監測感知分析方法，所述監測感知方法采用融合3S技術、LoRa和物聯網技術構建水質監測感知系統進行水質的感知并通過監測中心進行監測，所述構建、感知和監測的步驟如下：

通過RS遙感技術獲取遙感數據，監測水體信息；

基于監測水域的遙感數據時空推演得到的水質未來變化趨勢和監測中心提供的相關數據信息，分析判斷設置水質監測組網布設點位及各采集點設備類型；

基于布設點位和采集點各設備類型構建水質監測LoRa組網；

基于LoRa組網監測設備實時獲取水質監測狀態數據，同時基于RS遙感技術獲取遙感數據實時監測分析水體狀態；

分類、分層對水質監測數據進行邊緣計算、數據加權分析、融合分析與計算綜合感知得到水質狀態結果。

進一步的，所述通過遙感技術獲取遙感數據，監測水體信息的具體步驟包括：

通過遙感設備獲取的被監測水域環境實時遙感數據；基于純凈水與被污染水體的不同光譜特性，基于歷史遙感影像通過水質參數反演模型分析水質參數，得到水體狀態信息；

所述遙感數據包括高分辨率影像、高光譜影像和環境專題地圖；所述水質參數包括黃色物質、浮游植物、總懸浮物和透明度；所述水體信息包括水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍。