【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业污染监测，具体涉及一种流域农业面源污染在线监测方法及系统。
技术介绍
1、农业是重要的粮食生产和经济活动，但它也可能对水资源和水体质量产生负面影响，农田中的农药和化肥、畜禽养殖废水、沉积物以及农业产生的其他污染物质可能通过径流进入水体，导致水质恶化，威胁生态系统和人类健康，为了有效管理和减轻农业面源污染对水体的影响，需要建立监测系统，以便能够及时检测和响应潜在的污染事件，这些监测系统帮助决策者了解农业活动对水体的影响，采取适当的措施来减少污染；
2、流域农业面源污染在线监测系统是一种用于监测农业活动对水体质量的影响的技术系统，它通常用于河流、湖泊和水库等水体的流域，以识别和监测农田和农业活动导致的面源污染，如农药、化肥、兽医药物、沉积物和其他污染物质的流入水体。
3、现有技术存在以下不足：
4、农业面源污染可以涉及多种污染物质，包括不同类型的农药、化肥和废水，现有监测系统难以识别所有潜在的污染源和污染物质，特别是在复杂的农业生产环境中，无法对农业面源污染进行发展趋势分析，从而不便于管理者制定管理方案，使得监测系统存在较大的局限性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种流域农业面源污染在线监测方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种流域农业面源污染在线监测系统，包括水质监测模块、采样器模块、数据传输模块、数据处理模块、数据分析模块、报告生成模块以及管理员界面模块
3、水质监测模块：通过水质传感器实时监测水体中的各种参数后获取水质参数；
4、采样器模块：用于定期采集水体样本以进行分析；
5、数据传输模块：记录从水质监测模块和采样器模块获得的数据，然后将水质参数以及水体样本数据传输到数据处理模块、数据分析模块；
6、数据处理模块：将水质参数以及水体样本数据进行整合后，执行实时监测并识别潜在的污染事件；
7、数据分析模块：通过水质参数以及水体样本数据对农业面源进行趋势分析；
8、报告生成模块：将识别结果和分析结果生成报告和可视化数据；
9、管理员界面模块：提供管理员界面，允许决策者和监测人员访问报告和可视化数据。
10、优选的，数据分析模块执行高级数据分析，通过水质参数以及水体样本数据对农业面源进行趋势分析，以便分析水体质量问题和潜在的农业面源污染事件，包括以下步骤：
11、1)数据准备：接收来自数据处理模块的水质参数和水体样本数据，包括水质参数的时间序列数据和采样样本的分析结果；
12、2)数据清洗：进行数据清洗，包括处理缺失数据、异常数据点和数据纠正；
13、3)数据整合：整合不同监测点和时间的数据，以建立全面的监测数据集；
14、4)趋势分析：执行趋势分析，以识别水质参数的长期变化趋势；
15、5)统计分析：使用统计方法分析数据，确定是否存在显著的关联或差异。
16、优选的，步骤4)中，执行趋势分析，以识别水质参数的长期变化趋势包括以下步骤：
17、4.1)数据探索：通过绘制时间序列图或散点图来可视化数据，观察水质参数的变化趋势；
18、4.2)趋势分析：综合分析水质参数和水体样本数据后获取趋势系数，计算逻辑为：
19、获取水质参数，水质参数包括酶活性浮动系数；
20、获取水体样本数据，水体样本数据包括微生物离散程度；
21、酶活性浮动系数、微生物离散程度分别标记为mhf、wls；
22、将酶活性浮动系数、微生物离散程度综合计算获取得到趋势系数qsx，表达式为：
23、
24、式中，α、β分别为酶活性浮动系数、微生物离散程度的比例系数，且α、β均大于0；
25、4.3)趋势判断：判断农业面源发展趋势的方向，即农业面源的环境稳定性是上升、下降还是保持稳定；
26、若趋势系数qsx值大于趋势阈值，判断农业面源发展趋势向上升发展的方向；
27、若趋势系数qsx值等于趋势阈值，判断农业面源发展趋势保持稳定；
28、若趋势系数qsx值小于趋势阈值，判断农业面源发展趋势向下降发展的方向。
29、优选的，所述酶活性浮动系数mhf的计算表达式为：
30、
31、式中，m(t)为农业面源中酶活性的实时变化量，[tx，ty]为有机质含量预警的时段，[ti，tj]为重金属含量预警的时段。
32、优选的，有机质含量预警的时段的获取逻辑为：有机质含量低于有机质含量阈值的时段为有机质含量预警的时段；
33、重金属含量预警的时段的获取逻辑为：重金属含量高于重金属含量预警阈值的时段为重金属含量预警的时段。
34、优选的，所述微生物离散程度wls的计算表达式为：
35、
36、式中，i＝{1、2、3、...、n}，n表示水体样本数据采样点的设置数量，n为正整数，pi表示第i个水体样本数据采样点处的微生物含量偏差值，表示微生物含量平均偏差值。
37、优选的，所述微生物含量偏差值p的计算表达式为：
38、
39、式中，ws为水体样本数据采样点检测出的实时微生物含量，wmin～wmax表示微生物含量稳定范围。
40、优选的，步骤4.1)中，数据探索通过绘制时间序列图或散点图来可视化数据，包括以下步骤：
41、数据可视化：使用绘图工具来可视化数据，绘图工具包括折线图或散点图，时间放在x轴，水质参数放在y轴；
42、绘制时间序列图：绘制时间序列图显示水质参数随时间的变化趋势；
43、绘制散点图：绘制散点图观察水质参数与其他变量之间的关系；
44、数据汇总：对数据进行汇总统计，汇总统计包括均值、标准差、最大值和最小值。
45、本专利技术还提供一种流域农业面源污染在线监测方法，所述监测方法包括以下步骤：
46、s1：采集端通过水质传感器实时监测水体中的各种参数；
47、s2：定期采集水体样本以进行分析；
48、s3：记录从水质监测模块和采样器模块获得的数据，然后将水质参数以及水体样本数据传输到处理端；
49、s4：处理端负责接收、存储和分析水质参数以及水体样本数据，将水质参数以及水体样本数据进行整合后，执行实时监测并识别潜在的污染事件；
50、s5：通过水质参数以及水体样本数据对农业面源进行趋势分析；
51、s6：将识别结果和分析结果生成报告和可视化数据并传输至管理员界面，管理员界面允许决策者和监测人员访问报告和可视化数据。
52、在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
53、本专利技术通过数据处理模块接收、存储和分析水质参数以及水体样本数据，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：包括水质监测模块、采样器模块、数据传输模块、数据处理模块、数据分析模块、报告生成模块以及管理员界面模块：
2.根据权利要求1所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：数据分析模块执行高级数据分析，通过水质参数以及水体样本数据对农业面源进行趋势分析，以便分析水体质量问题和潜在的农业面源污染事件，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：步骤4)中，执行趋势分析，以识别水质参数的长期变化趋势包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：所述酶活性浮动系数mhf的计算表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：有机质含量预警的时段的获取逻辑为：有机质含量低于有机质含量阈值的时段为有机质含量预警的时段；
6.根据权利要求5所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：所述微生物离散程度wls的计算表达式为：
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求3所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：步骤4.1)中，数据探索通过绘制时间序列图或散点图来可视化数据，包括以下步骤：
9.一种流域农业面源污染在线监测方法，通过权利要求1-8任一项所述的监测系统实现，其特征在于：所述监测方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：包括水质监测模块、采样器模块、数据传输模块、数据处理模块、数据分析模块、报告生成模块以及管理员界面模块：
2.根据权利要求1所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：数据分析模块执行高级数据分析，通过水质参数以及水体样本数据对农业面源进行趋势分析，以便分析水体质量问题和潜在的农业面源污染事件，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：步骤4)中，执行趋势分析，以识别水质参数的长期变化趋势包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种流域农业面源污染在线监测系统，其特征在于：所述酶活性浮动系数mhf的计算表达式为：
5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国英，刘国一，边巴卓玛，
申请(专利权)人：西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。