【技術實現步驟摘要】
本申請屬于環境檢測領域，尤其涉及一種戶外環境監測方法、系統、存儲介質及程序產品。
技術介紹
1、在學生需要在戶外進行實驗時，通常需要選擇符合實驗條件的區域，在這個區域內能夠最小限度地影響實驗結果。
2、相關技術中，首先根據實驗的具體內容確定對應的環境參數，環境參數可以為溫度、濕度和風速等等。再由實驗人員攜帶便攜式環境檢測設備，如手持氣象站等等對預先劃分好的區域逐一進行檢測，直到檢測到符合實驗環境參數的區域。
3、然而通常情況下，實驗人員會選擇固定數量的點位進行檢測，檢測點位的分布也會隨著實驗人員的不同而出現差異，對于不同的戶外區域仍然會選擇相同的點位進行檢測，這樣就會導致不同戶外環境的檢測結果與其真實的環境參數不一致，降低了檢測結果的準確性。
技術實現思路
1、本申請提供了一種戶外環境監測方法、系統、存儲介質及程序產品，用于提高不同戶外環境所檢測得到的環境參數的準確性。
2、第一方面，本申請提供了一種戶外環境監測方法，對預設檢測區域進行初步網格劃分，得到面積相同的若干初始檢測子區域；
3、控制環境檢測無人機分別在每個初始檢測子區域的中心點進行初步采樣，得到與每個初始檢測子區域對應的初始環境數據；
4、基于初始環境數據，采用預設插值法構建環境參數空間分布模型，環境參數空間分布模型用于描述和預測環境參數在空間中分布情況的數學模型；
5、計算每個初始檢測子區域的變異系數，并將變異系數大于預設系數對應的初始檢測子區域確
6、判斷高變異子區域的面積是否大于預設最小面積；
7、若大于，則將高變異子區域劃分為面積相等的最小子區域，并將最小子區域的中心點作為采樣點；
8、若不大于，則在高變異子區域內增加預設數量的采樣點；
9、控制環境檢測無人機在采樣點進行二次采樣，得到每個采樣點的初始環境數據，并更新環境參數空間分布模型；
10、計算更新后的環境參數空間分布模型的整體預測誤差，并判斷整體預測誤差是否大于預設誤差；
11、若大于，則執行計算每個初始檢測子區域的變異系數，并將變異系數大于預設系數對應的初始檢測子區域確定為高變異子區域的步驟；
12、若不大于，則確定與實驗任務對應的標準環境數據相似度最大的初始環境數據，并將相似度最大的初始環境數據對應采樣點的區域確定為候選實驗區域。
13、通過采用上述技術方案，通過初步網格劃分和初步采樣，迅速獲取整個檢測區域的環境概況。采用預設插值法構建環境參數空間分布模型，不僅能夠描述已采樣點的環境狀況，還能預測未采樣點的環境參數，提高了檢測效率。再次，通過計算變異系數并識別高變異子區域，能夠智能地識別環境參數變化劇烈的區域，有針對性地增加采樣密度，避免了盲目采樣造成的資源浪費。采用迭代優化策略，通過不斷更新環境參數空間分布模型并評估整體預測誤差，確保了檢測結果的準確性和可靠性。通過比較環境數據與標準環境數據的相似度，快速確定候選實驗區域。提高了不同戶外環境所檢測得到的環境參數的準確性。
14、結合第一方面的一些實施例，在一些實施例中，控制環境檢測無人機分別在每個初始檢測子區域的中心點進行初步采樣，具體包括：
15、獲取每個中心點的中心點三維坐標及環境檢測無人機起飛點的起點三維坐標；
16、基于起點三維坐標及每個中心點三維坐標計算起飛點到每個中心點的歐式距離，并將每個歐式距離按照從小到大的順序進行排序，得到排序結果；
17、根據排序結果生成檢測路徑；
18、控制環境檢測無人機按照檢測路徑分別在每個初始檢測子區域的中心點進行初步采樣。
19、通過采用上述技術方案，獲取每個中心點的三維坐標和無人機起飛點坐標，建立了一個精確的三維空間參考系統，通過計算起飛點到每個中心點的歐式距離，并按照從小到大的順序排序，實現了最近鄰原則的路徑規劃。減少無人機的飛行距離，降低能源消耗，延長單次飛行的工作時間。減少飛行距離意味著更短的任務完成時間，最短路徑也意味著無人機暴露在潛在風險中的時間最短，從而提高了設備的安全性。通過控制無人機按照生成的檢測路徑進行采樣，確保了采樣過程的系統性和完整性，避免了遺漏或重復采樣的問題。提高了采樣效率，保證了數據的空間均勻性。
20、結合第一方面的一些實施例，在一些實施例中，根據排序結果生成檢測路徑，具體包括：
21、獲取環境檢測無人機的剩余電量，并根據剩余電量計算得到剩余續航里程；
22、以起飛點為起點按照排序結果依次連接每個中心點，得到第一檢測路徑及第一檢測路徑的第一長度；
23、判斷剩余續航里程是否小于第一長度；
24、若不小于，則將第一長度作為檢測路徑；
25、若小于，則根據剩余續航里程計算最遠返航點，當環境檢測無人機飛行到最遠返航點原路返回時，環境檢測無人機能夠到達起飛點，最遠返航點包含在中心點中；
26、將起飛點至最遠返航點的飛行路徑作為第一段檢測路徑；
27、將起飛點至最遠返航點中所包含的中心點刪除，得到更新后的排序結果，并重復執行以起飛點為起點按照排序結果依次連接每個中心點，得到第一檢測路徑及第一檢測路徑的第一長度的步驟至剩余續航里程不小于第一長度，得到若干第一段檢測路徑；
28、將所有第一段檢測路徑合并作為檢測路徑。
29、通過采用上述技術方案，獲取無人機剩余電量并計算剩余續航里程，將實際硬件限制納入路徑規劃考慮，確保了規劃的可行性和安全性。當剩余續航里程足夠時，直接采用最短路徑；當續航里程不足時，通過計算最遠返航點并分段規劃，既保證了每次飛行任務的完整性，又最大化了單次飛行的覆蓋范圍。提高了整體檢測效率，實現了資源的最優利用。通過迭代式的路徑規劃，能夠處理復雜的多次起降情況，適應不同規模和復雜度的檢測任務。這種靈活性使得該方法可以應用于各種不同的環境檢測場景，具有廣泛的適用性。通過動態更新排序結果和重復執行路徑規劃，避免因保守估計而造成的潛在資源浪費。
30、結合第一方面的一些實施例，在一些實施例中，基于初始環境數據，采用預設插值法構建環境參數空間分布模型，具體包括：
31、對初始環境數據進行正態性檢驗和異常值檢測，得到校正初始環境數據；
32、計算校正初始環境數據的實驗變異函數，并選擇預設變異函數模型進行擬合，得到理論變異函數；
33、根據理論變異函數使用普通克里金法進行空間插值，生成環境參數空間分布模型。
34、通過采用上述技術方案，對初始環境數據進行正態性檢驗和異常值檢測，能夠識別和處理數據中的異常點和非正態分布情況，避免了異常數據對模型造成偏差。計算實驗變異函數并選擇預設變異函數模型進行擬合，得到理論變異函數，能夠準確捕捉環境參數在空間上的變化規律。采用普通克里金法進行空間插值，生成環境參數空間分布模型，能夠提供未采樣點的最佳線本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種戶外環境監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制環境檢測無人機分別在每個所述初始檢測子區域的中心點進行初步采樣，具體包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述排序結果生成檢測路徑，具體包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始環境數據，采用預設插值法構建環境參數空間分布模型，具體包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算每個所述初始檢測子區域的變異系數，具體包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述環境參數估計值分別計算每個所述初始檢測子區域內所有插值點的環境參數估計平均值和環境參數估計標準差，具體包括：將所述環境參數估計值分別輸入到平均值計算函數和標準差計算函數中，得到環境參數估計平均值和環境參數估計標準差；
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據每個所述初始檢測子區域對應的環境參數估計平均值和環境參數估計標準差計算得到每個所述初始檢測子區域對應的變異系數，具體包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種戶外環境監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制環境檢測無人機分別在每個所述初始檢測子區域的中心點進行初步采樣，具體包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述排序結果生成檢測路徑，具體包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始環境數據，采用預設插值法構建環境參數空間分布模型，具體包括：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算每個所述初始檢測子區域的變異系數，具體包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述環境參數估計值分別計算每個所述初始檢測子區域內所有插值點的環境參數估計平均值和環...
【專利技術屬性】
技術研發人員：唐媛，易國棟，凌浩天，唐時宇，
申請(專利權)人：湖南工商大學，
類型：發明
國別省市：
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