一种移动式水污染数据采集方法

摘要

本发明涉及一种移动式水污染数据采集系统，包括船舶、服务器及安装在所述船舶上的水污染检测模块，所述服务器与所述水污染检测模块通过无线方式进行数据交互，所述处理器拥有固定IP访问地址，所述的水污染检测模块包括单片机、GPS模块、GPRS模块及水质检测传感器，所述GPS模块实时探测所述船舶的位置信息，所述水质检测传感器用于动态地监测船舶在不同河道位置的水质状态，所述GPRS模块将船只编号、位置的经纬度坐标、检测时间和水质状态数据打包后发送至指定IP地址的服务器。本发明主要用于监测流域水质变化趋势，仅需要少量该装置在流域上检测水污染指标，据此可视化流域整体水质时空分布及其严重程度，避免了现有固定式水污染数据采集装置仅可以分析监测点的水质以及监测整个流域成本高的缺陷。

主权项

一种移动式水污染数据采集方法，其特征在于：a、中央服务器根据污染流域的河道长度L，确定监测点的数量M，搭建一个流域GIS平台，包括河道、闸口、区域三个静态图层和一个水质监测点的动态图层，其中河道的数据格式为Name和闸口序列；闸口的数据格式为Name和所述区域ID；区域的数据格式为Name；水质监测点的数据格式为Name、所属河道、所属区域和水质指标检测传感器，每个水质监测点都有一个坐标(X_i，Y_i)，i＝1，2，...，M，设置所述的中央服务器的访问IP地址，初始化每所船舶上的数据采集装置与服务器之间连接方式；b、根据污染流域的河道长度L、船舶行驶平均速度v和水质监测点之间的间隔T₀，计算所需的船舶数量N＝(L/v)/T₀，将装有水污染检测模块的船舶驶入河道，GPS模块探测船舶的位置坐标，水质检测传感器监测河道内水质状态，GPRS模块将船舶编号i′、检测时间t、船舶的经纬度坐标和水质状态L′为不同水污染指标检测传感器的数量，按照步骤a中的数据格式进行数据打包，并发送至指定IP地址的中央服务器内；c、中央服务器的监测远程数据传输模块接收GPRS模块发送的打包数据，并进行解析出船舶编号i′、检测时间t、位置的经纬度坐标和水质状态通过流域GIS监测点匹配模块，将船舶的经纬度坐标与GIS平台中的河道、闸口和区域进行匹配，从水质监测点图层中，计算以匹配当前船舶位置和某个水质监测点，按步骤a中的数据格式储存至流域水质数据库；d、中央服务器读取水质数据库内不同船舶在河道各个监测点的水质数据，基于数据融合算法准确算出监测点当前水质状态，若计算某监测点i在检测时间t时的一个水污染指标从流域水质数据库中读取一定时间范围的水质数据序列针对传输误差、环境噪声和指标检测传感器自身的精度问题，基于数据融合算法，将这L′个测量数据的融合结果设为水污染指标估计值按上述数据格式储存至当前水质数据库，w_j为时刻t‑L′+j测量数据自身的权重系数，满足e、中央服务器从当前某个监测点的每种水污染指标结合水质标准，判断每种水污染指标的取值范围，构建综合评估监测点的水质好坏函数结合5级水质标准，构建监测点的水质好坏综合评估函数，从当前某个监测点的每种水污染指标判断满足不同水质标准的每种水污染指标的取值范围其中l表示水质的好坏级别，是该水质指标的下限，是其上限，将它们与GIS模块的河道、闸口和区域关联，当河道的水质状况不同时标记相应的颜色，其中1：红，2：黄，3：蓝，4：绿，5：紫，据此可视化流域整体水质时空分布及其严重程度。