【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水環境評估，具體是一種基于人工智能的區域水環境質量評估系統及方法。
技術介紹
1、隨著工業化和城市化進程的加快，水環境污染問題日益嚴重，直接威脅到農業生產和生態環境的可持續發展。水環境污染物包括重金屬、農藥殘留和有機物污染等，通常來源于工業排放、農業活動、城市建設等人類活動。這些污染物會影響水環境的理化性質，進而影響作物生長、農產品安全以及生態系統的健康。因此，水環境質量監測已成為環境保護領域中的重要任務。
2、傳統的水環境污染監測通常依賴人工采樣和實驗室檢測，操作復雜，周期長，難以實現大范圍、實時的數據采集，導致數據不夠及時，難以及時反映水環境污染的變化情況和水環境之間的關聯性。現有的監測方法通常只關注單一污染物的檢測，缺乏多種污染物的綜合監測機制，無法全面反映水環境污染的整體情況。
3、所以，本專利技術公開一種基于人工智能的區域水環境質量評估系統及方法以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于人工智能的區域水環境質量評估系統及方法，以解決現有技術中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，該方法包括如下步驟：
3、s1：獲取待測區域內的河道線路的位置分布；通過傳感器對待測區域內的河道進行污染檢測，生成待測區域內河道中各個位置對應的污染檢測特征信息，并將所得的各個污染檢測特征信息與待測區域內相應的河道位置進行綁定；
4、
5、s3：通過綜合污染指數構建河道中各個位置的污染指數變化模型，利用污染指數變化模型結合河道的位置信息分析河道區段之間的關聯分值；
6、s4：根據河道中各個位置的污染指數變化模型，對綜合污染指數進行預測；基于預測結果分析河道區段的污染指數變化值，標記存在關聯性的河道區段，并將標記河道區段的河道位置發送至管理員。
7、根據上述方案，在s1中，污染檢測特征信息包括相應河道的檢測位置、所屬河道線路、相應檢測位置污染物檢測數據；不同時間相同的河道檢測位置對應的污染檢測特征信息不同；將每個河道劃分成等長的兩個以上河道區段，并將各個河道區段進行編號，每個河道區段作為一個河道的檢測位置。
8、本申請將每個河道劃分成等長的兩個以上河道區段，每個河道區段作為一個河道的檢測位置，能夠有效的劃分河道，將河道按照區域進行水環境質量評估，能夠有效的分析不同區域之間的關聯性，能夠為后續河道治理提供有效的數據支撐；
9、根據上述方案，在s2中，將第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的單因子污染指數記為fij，具體計算公式為：fij=ci÷sij；其中，ci表示第i種污染物的實際測量濃度，sij為第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的環境質量標準值；i∈[1,i]，j∈[1,j]，i和j均為正整數；i表示污染物的總數量；j表示預設的環境要素質量標準表中標準的總數量。
10、標準的總數量從預設的環境要素質量標準表中獲取，水環境質量評估存在多個標準，每個標準包含水質等級的不同劃分規則；
11、根據上述方案，在s2中，利用修正后的內梅羅指數法分析綜合污染指數p綜：
12、p綜=[（f’（j，max）2+f（j，ave）2）÷2]1/2；
13、其中，f（j，ave）表示第j種標準下單因子污染指數fij的算術平均值；f（j，ave）=（∑i?i=1fij）÷i；f’（j，max）表示第j種標準下單因子污染指數fij的修正最大值；
14、f’（j，max）=（f（j，max）+f’（j，ave））÷2；
15、其中，f（j，max）表示第j種標準下單因子污染指數fij的最大值，f（j，max）=max{fij|i∈[1,i]}；其中max{}為最大值計算函數；f’（j，ave）表示第j種標準下單因子污染指數fij的修正算術平均值；
16、f’（j，ave）=∑i?i=1（fij×wij）；
17、其中，wij表示單因子污染指數fij的修正權重值；wij=rij÷（∑i?i=1rij）；rij表示環境質量標準值比值；rij=s（j，max）÷sij；s（j，max）表示第j種標準下的環境質量標準值的最大值。
18、基于修正后的內梅羅指數法的分析綜合污染指數，提高典型內梅羅指數法的適用性和評價結果的準確性；能夠更加貼合復雜水環境中具有多種污染因子的情況，提高系統分析的準確性；
19、根據上述方案，在s3中，構建污染指數變化模型包括以下內容：
20、s301：標記綜合污染指數大于預設閾值的河道區段，并對被標記的河道區段進行提取，組成異常區段集合，記為as={as1，as2，…，asp，…，asp}；其中asp表示第p個河道區段；p表示異常區段集合中河道區段的總數量；p∈[1,p]，p為正整數；
21、標記綜合污染指數大于預設閾值的河道區段，并對被標記的河道區段進行提取，組成異常區段集合；去除不存在問題的河道區段；減少了系統運算的數據量，提高了系統的分析速度；
22、s302：結合污染檢測周期，對河道區段asp的綜合污染指數進行摘錄，組成污染指數周期集合，記為picp={（t1，p綜-1），（t2，p綜-2），…，（tq，p綜-q），…，（tq，p綜-q）}；其中tq表示第q個污染檢測周期，p綜-q表示第q個污染檢測周期對應的綜合污染指數；q表示污染檢測周期的總數量；q∈[1,q]，q為正整數；基于污染指數周期集合構建河道區段asp的污染指數變化模型：y=α1p×x+α2p；其中α1p和α2p表示擬合系數，x表示污染檢測周期的自變量，y表示綜合污染指數的因變量，通過最小二乘法對污染指數變化模型中的α1p和α2p進行計算求解。
23、根據上述方案，在s3中，還包括以下內容：分析異常區段集合中任意兩個河道區段之間的關聯分值wpc；wpc=exp[-（α1p÷α1p’+β×α2p÷α2p’-1-β）]；其中α1p’和α2p’表示河道區段asp’的污染指數變化模型的擬合系數，p’∈[1,p]，p’為正整數，p’≠p；exp[]表示以實數e為底的指數函數；β為系統預置的關聯系數；若兩個河道區段的關聯分值大于或等于關聯分值閾值，兩個河道區段存在關聯性；若兩個河道區段的關聯分值小于關聯分值閾值，兩個河道區段不存在關聯性。
24、基于不同河道區段對應的污染指數變化模型分析河道區段之間的關聯性，能夠從綜合污染指數變化關系中找到存在關聯的河道區段，為后續分析提供了數據支撐；
25、根據上述方案，在s4中，包括以下內容：
26、s401：基于污染指數變化模型對任意兩個存在關聯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在S1中，污染檢測特征信息包括相應河道的檢測位置、所屬河道線路、相應檢測位置污染物檢測數據；將每個河道劃分成等長的兩個以上河道區段，并將各個河道區段進行編號，每個河道區段作為一個河道的檢測位置。
3.根據權利要求2所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在S2中，將第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的單因子污染指數記為Fij，具體計算公式為：Fij=Ci÷Sij；其中，Ci表示第i種污染物的實際測量濃度，Sij為第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的環境質量標準值；i∈[1,I]，j∈[1,J]，i和j均為正整數；I表示污染物的總數量；J表示預設的環境要素質量標準表中標準的總數量。
4.根據權利要求3所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在S2中，利用修正后的內梅羅指數法分析綜合污染指數P綜：
5.根據
6.根據權利要求5所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在S3中，還包括以下內容：分析異常區段集合中任意兩個河道區段之間的關聯分值WPC；WPC=exp[-（α1p÷α1p’+β×α2p÷α2p’-1-β）]；其中α1p’和α2p’表示河道區段ASp’的污染指數變化模型的擬合系數，p’∈[1,P]，p’為正整數，p’≠p；β為系統預置的關聯系數；若兩個河道區段的關聯分值大于或等于關聯分值閾值，兩個河道區段存在關聯性；若兩個河道區段的關聯分值小于關聯分值閾值，兩個河道區段不存在關聯性。
7.根據權利要求5所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在S4中，包括以下內容：
8.一種基于人工智能的區域水環境質量評估系統，所述系統應用于權利要求1-7中任意一項所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法實現，其特征在于，該系統包括污染數據采集模塊、河道污染評估模塊、河道污染關聯分析模塊和指數變化異常分析模塊；
...【技術特征摘要】
1.一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在s1中，污染檢測特征信息包括相應河道的檢測位置、所屬河道線路、相應檢測位置污染物檢測數據；將每個河道劃分成等長的兩個以上河道區段，并將各個河道區段進行編號，每個河道區段作為一個河道的檢測位置。
3.根據權利要求2所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在s2中，將第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的單因子污染指數記為fij，具體計算公式為：fij=ci÷sij；其中，ci表示第i種污染物的實際測量濃度，sij為第i種污染物在預設的環境要素質量標準表中第j種標準下的環境質量標準值；i∈[1,i]，j∈[1,j]，i和j均為正整數；i表示污染物的總數量；j表示預設的環境要素質量標準表中標準的總數量。
4.根據權利要求3所述的一種基于人工智能的區域水環境質量評估方法，其特征在于：在s2中，利用修正后的內梅羅指數法分析綜合污染指數p綜：
5.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭楨，吳胤，
申請(專利權)人：廣東華南環保產業技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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