一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法及系统技术方案

本申请公开了一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法及系统，包括以下步骤：分别为不同种属的藻类构建细胞体积模型、生物量与叶绿素a模型、藻类目标检测模型和研发群体性藻类细胞统计算法；基于显微镜图像，检测藻类种属细胞并且统计细胞个数；结合相机拍摄视野数和样品分析流道体积，计算藻类密度；基于藻类种属和它的细胞个数，结合藻类细胞体积模型，计算藻类生物量；基于各种属的藻类生物量，结合生物量与叶绿素a模型，计算叶绿素a含量；基于各种属的藻类生物量和藻类密度，计算当前样品藻类的优势种属。通过离线建模和在线分析相结合的方式，实现了基于显微镜图像下的藻类密度、生物量和叶绿素a的快速计算与测定。生物量和叶绿素a的快速计算与测定。生物量和叶绿素a的快速计算与测定。

【技术实现步骤摘要】
一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法及系统


[0001]本申请属于水生态环境监测
，具体涉及一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法及系统。

技术介绍

[0002]随着工农业经济的快速发展，人类活动所产生的大量营养物质和有毒物质的输入，引起水库、湖泊的水体富营养化，造成藻类大量繁殖，溶解氧耗竭，水质恶化及水生态失衡。目前湖库富营养化以及藻类水华暴发已经成为我国面临的主要环境问题之一，据统计，长江流域参评37个湖泊水库中轻度富营养化湖库占比呈逐渐增加趋势，处于轻度以上富营养化程度的湖(库)占比由2016年的18.4％上升至2019年的29.7％，菜子湖、仙女湖富营养化程度由中营养转变为轻度富营养化，洪湖由中营养转变为中度富营养化。全国重点湖库如滇池、太湖、巢湖、丹江口水库库湾、三峡水库库湾，长江部分支流、珠江部分江段等水域均不同程度地存在富营养化问题。湖泊富营养化带来的藻类水华频发，成为当前我国湖库面临的主要问题。如何快速、准确的监测藻类，成为藻类水华机理研究与水华预警、防控的一大难题。
[0003]叶绿素a是一种包含在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分别为不同种属的藻类构建细胞体积模型、生物量与叶绿素a模型、藻类目标检测模型和针对群体性藻类研发细胞统计算法；S2、基于显微镜图像，并结合深度学习藻类目标检测模型，检测藻类种属并且统计它们的细胞个数；S3、基于得到的藻类种属和细胞个数，结合相机拍摄视野数和样品分析流道体积，计算藻类密度；S4、基于得到的藻类种属和细胞个数，结合所述藻类细胞体积模型，计算藻类生物量；S5、基于各种属的藻类生物量，结合所述生物量与叶绿素a模型，计算叶绿素a含量；S6、基于各种属的藻类生物量和藻类密度，计算当前样品藻类的优势种属。2.根据权利要求1所述的一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法，其特征在于，所述S1构建细胞体积模型、生物量与叶绿素a模型、藻类目标检测模型和针对群体性藻类研发细胞统计算法的方法包括：以种属为单位，构建藻类细胞单位体积模型；以种属为单位，构建单位生物量与叶绿素a模型；收集各个种属的藻类图像数据，进行标注后，训练藻类目标检测模型；针对群体性藻类，开发群体性藻类细胞个数统计算法。3.根据权利要求1所述的一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法，其特征在于，所述S2中检测所述藻类种属并且统计细胞个数的方法包括：在显微镜图像上运行藻类目标检测模型，检测出藻类名称和像素坐标位置；基于藻类目标检测模型的检测结果和群体性藻类细胞统计算法，计算藻类的细胞个数。4.根据权利要求1所述的一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法，其特征在于，所述S3计算藻类密度的方法包括：首先统计系统向流道注入的样品次数和图像分析的视野总数，计算出样品的实际体积。然后，统计检测出的藻类种属和它们的细胞总数，最后计算出当前各种属的藻密度指标。5.根据权利要求1所述的一种藻类密度、生物量与叶绿素a的快速估算方法，其特征在于，所述S4计算藻类生物量的方法包括：对所有检测出来的藻类细胞，按种属将藻类细胞总数分别乘以对应的单位细胞体积模型，得到各种属藻类的细胞体积指...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋金磊，王英才，李斌，杜建民，李志兴，陈豪，李天翠，彭玉，郭文思，赵承远，张浩江，梁国峰，胡奇玮，李海英，杨文云，
申请(专利权)人：生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心，
类型：发明
国别省市：