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专利号: 2022108312720
申请人: 武汉鸿榛园林绿化工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-04-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于,包括:

河道水区域划分模块,用于将河道水区域按照平面网格化的划分方式进行区域划分,得到各待监测水区域,并按照预设顺序将各待监测水区域依次编号为1,2,...,i,...,n;

河道水区域水环境监测分析模块,用于通过自动化监测设备对各待监测水区域进行水环境监测,并分析各待监测水区域对应的水质评估系数;

河道水河床变化监测分析模块,用于通过自动化监测设备对各待监测水区域进行河床变化监测,分析得到各待监测水区域对应的河床变化程度系数;

河道水岸植物生长监测分析模块,用于按照设定划分方式将河道水岸边划分为各左岸子区域和各右岸子区域,并对各左岸子区域和各右岸子区域中存在的植物进行生长监测,进而分别进行分析,得到各左岸子区域和各右岸子区域对应的植物生长评估系数,其中河道水岸植物生长监测分析模块包括两岸植物信息获取单元和两岸植物生长分析单元;

河道水治理分析模块,用于对各待监测水区域、各左岸子区域和各右岸子区域进行河道水治理需求分析,得到各需求治理区域集合;

河道水治理显示终端,用于将各需求治理区域集合进行显示;

云存储库,用于存储河道水体对应的参考含氧量、参考含磷量、参考含氮量、参考酸碱度和参考温度,存储各左岸子区域和各右岸子区域中初始存在的草本植物种类数目、各种类草本植物的初始数量和各种类草本植物的初始密集度,并存储各待监测水区域对应的初始河床高度、初始河床宽度和初始河床面积。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述自动化监测设备包括智能高清摄像头、水质检测设备和根系分析仪。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述各待监测水区域对应的水质评估系数具体分析过程如下:通过自动化监测设备中水质检测设备对各待监测水区域对应的含氧量、含磷量、含氮量、酸碱度和温度进行采集,并进行综合分析,得到各待监测水区域对应的水体评估指数iφ,i表示为待监测水区域对应的编号,i=1,2,......,n;

通过自动化监测设备中智能高清摄像头对各待监测水区域对应的水藻图像进行采集,并从中统计各待监测水区域存在的水藻种类数量,同时获取各水藻种类对应的最大生长高度和生长面积,进而进行综合分析,得到各待监测水区域对应的水藻覆盖指数对各待监测水区域对应的水体评估指数和水藻覆盖指数进行综合分析,得到各待监测i水区域对应的水质评估系数η。

4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述对各待监测水区域进行河床变化监测分析,其具体分析步骤如下:通过自动化监测设备中智能摄像头对各待监测水区域中河床高度、宽度和面积进行采集,并进行综合分析,得到各待监测水区域对应的河床变化程度系数,其具体计算公式为iζ表示为第i个待监测水区域对应的河床

i i i

变化程度系数,gd 、kd 、mj 分别表示为第i个待监测水区域对应的河床高度、宽度、面积,分别表示为第i个待监测水区域对应的初始河床高度、初始河床宽度、初始河床面积,u1、u2、u3分别表示为预设河床高度、宽度、面积对应的权值因子。

5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述两岸植物信息获取单元用于对河道水两岸植物的基本信息进行获取,其具体步骤如下:将河道水岸边按照预设方位划分为左岸和右岸,同时将河道水左岸和右岸按照预设面积均匀划分成各左岸子区域和各右岸子区域,并将各左岸子区域按照预设顺序依次编号为

1,2,...,f,...,k,各右岸子区域按照预设顺序依次编号为1′,2′,...,f′,...,k′;

通过自动化监测设备中智能高清摄像头对各左岸子区域和各右岸子区域对应的岸边植物进行图像采集,并从中分别获取草本植物信息和木本植物信息,其中,草本植物信息为草本植物对应的种类数目和各种草本植物的密集度,木本植物信息包括木本植物对应的种类数目、各种类木本植物对应的树木数量;

通过根系分析仪对各种类木本植物中各树木对应的根系进行探测,获取各左岸子区域和各右岸子区域中各种类木本植物对应各棵树木的根总长、根总体积和根尖数;

通过智能高清摄像头对各左岸子区域和各右岸子区域中各种类木本植物对应各棵树木的树叶图像进行采集,并从中统计存在的树叶数量,同时获取各左岸子区域和各右岸子区域中各种类木本植物对应各棵树木上各片树叶的厚度、面积和色度。

6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述两岸植物生长分析单元包括两岸木本植物生长分析子单元、两岸草本植物生长分析子单元和两岸植物综合生长分析子单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述两岸木本植物生长分析子单元用于对各左岸子区域和各右岸子区域对应的木本植物生长评估指数进行分析,其具体分析如下:依据公式 计算出各左岸子区域中各种类

木本植物对应的根系生长评估指数, 表示为第f个左岸子区域中第b种木本植物对应的根系生长评估指数,f表示为左岸子区域的编号,f=1,2,......,k,b表示为木本植物种类的编号,b=1,2,......,d, 分别表示为第f个左岸子区域中第b种木本植物对应第c棵树木的根总长、根总体积、根尖数,c表示为树木的编号,c=1,2,......,g,L′b、V′b、J′b分别表示为设定第b种木本植物对应的参考根总长、参考根总体积、参考根尖数,分别表示为预设第b种木本植物根总长、根总体积、根尖数对应的修正因子;

依据公式 计算出各

左岸子区域中各种类木本植物对应的树叶生长评估指数, 表示为第f个左岸子区域中第b种木本植物对应的树叶生长评估指数, 分别表示为第f个左岸子区域中第b中木本植物对应第c棵树木上第r片树叶的厚度、面积、色度,r表示为树叶的编号,r=

1,2,......,x,H′b、M′b、S′b分别表示为设定第b种木本植物对应的参考树叶厚度、参考树叶面积、参考树叶色度, 分别表示为预设第b种木本植物树叶厚度、面积、色度对应的修正因子;

对各左岸子区域中各种类木本植物对应的根系生长评估指数和树叶生长评估指数进行综合分析,得到各左岸子区域对应的木本植物生长评估指数MBf,并按照相同的计算步骤计算出各右岸子区域中各种类木本植物对应的木本植物生长评估指数MB′f′,f′表示为各右岸子区的编号,f′=1′,2′,......,k′。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述两岸草本植物生长分析子单元用于对各左岸子区域和各右岸子区域对应的草本植物生长评估指数进行分析,其具体分析如下:将各左岸子区域中各种类草本植物与云存储库中存储的初始草本植物种类进行比对,得到各左岸子区域与各初始草本植物种类一致的草本植物种类数量;

依据公式 计算出各左岸子区域对应的草本植物生长

评估指数,CBf表示为第f个左岸子区域对应的草本植物生长评估指数, 表示为第f个左岸子区域中第y种草本植物对应的数量差值,y表示为草本植物的编号,y=1,2,......,z,ΔN′y表示为第y种草本植物对应的允许差值, 表示为第f个左岸子区域中第y种草本植物对应的密集度, 表示为第f个左岸子区域中第y种草本植物对应的初始密集度,τ7、τ8分别表示为预设差值、草本植物种类密集度对应的修正因子;

同时按照相同的分析步骤,得到各右岸子区域对应的草本植物生长评估指数CB′f′。

9.根据权利要求8所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述两岸植物综合生长分析子单元用于对各左岸子区域和各右岸子区域对应的植物生长评估系数进行分析,其具体分析步骤如下:对各左岸子区域对应的草本植物生长评估指数和木本植物生长评估指数进行综合分析,得到各左岸子区域对应的植物生长评估系数ξf,并按照相同的分析方式综合分析得到各右岸子区域对应的植物生长评估系数ξ′f′。

10.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的河道水环境治理监测分析系统,其特征在于:所述对各待监测水区域、各左岸子区域和各右岸子区域进行河道水治理需求分析,其具体分析步骤如下:将各待监测水区域对应的水质评估系数与预设的水质评估系数阈值进行对比,若某待监测水区域对应的水质评估系数小于预设的水质评估系数阈值,则判定该待监测水区域为需求治理区域;

将各左岸子区域对应的植物生长评估系数各右岸子区域对应的植物生长评估系数分别与预设植物生长评估系数阈值进行对比,若某左岸子区域对应的植物生长评估系数或者某右岸子区域对应的植物生长评估系数小于预设植物生长评估系数阈值,则判定该左岸子区域或者该右岸子区域为需求治理区域;

将各待监测水区域对应的河床变化程度系数与预设河床变化程度系数阈值进行对比,若某待监测水区域对应的河床变化程度系数大于预设河床变化程度系数阈值,则判定该待监测水区域为需求治理区域,以此方式得到各需求治理区域集合。