【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水质监测，具体涉及一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法及系统。
技术介绍
1、传统水质监测方法多依赖于实验室分析或固定站点监测，这些方法虽然能够提供较为精确的数据，但存在设备昂贵、操作复杂、监测范围有限等不足。特别是对于需要快速响应的突发水质污染事件，传统方法往往难以做到实时监测和预警。传统水质监测方法还存在信息孤岛现象，即不同监测点之间的数据难以共享和互通，导致数据资源无法得到充分利用。
2、同时，用户获取水质信息的渠道也较为分散，可能需要通过多个部门或平台进行查询，增加了信息获取的复杂性和难度。这种信息获取方式不仅效率低下，而且容易因为信息更新不及时或传递过程中的误差而导致数据失真。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决上述问题，本专利技术了提供了一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法及系统。
2、技术方案：一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，包括以下步骤：
3、 s1、接收用户的查询指令，基于所述查询指令向用户展示监测地图；所述监测地图中至少包括被监测水体信息和 n个监测点信息；所述监测点信息包括监测点的位置信息和等级信息；
4、 s2、获取用户希望查看的当前监测点的需求，并基于所述需求生成当前监测点上的水质信息；所述水质信息是通过将当前监测点实时监测的高光谱数据作为输入数据，输入到预设的水质反演模型中，并
5、 s3、向用户展示当前监测点上的水质信息；基于所述当前监测点的水质信息、位置信息和等级信息向用户推送感兴趣的监测点；
6、 s4、重复 s2和 s3，直至接收到用户的结束查询指令。
7、在进一步的实施例中，步骤 s1中监测地图的建立流程如下：
8、获取被监测水体的地理基础数据，所述地理基础数据包括水体形状数据、水体流动方向数据以及水体周边地形；沿水体流动方向采集所述被监测水体周围的区域信息；所述区域信息中至少包括区域的基础信息和位置信息；基于所述地理基础数据和区域信息构建监测地图；
9、依据所述区域的基础信息将所述区域至少划分为：关键水质敏感区域、潜在污染源区域、以及一般区域；于所述关键水质敏感区域、潜在污染源区域、以及一般区域上设置监测点，并将所述关键水质敏感区域、潜在污染源区域、以及一般区域的等级信息对应设置为优先级依次降低的一级、二级、以及三级；
10、于所述监测地图上赋予一级、二级、以及三级的监测点不同的显示标注。
11、在进一步的实施例中，步骤 s2中预设的水质反演模型构建流程如下：
12、于多场景下在每个监测点上获取关于被监测水体的原始高光谱反射率集，对所述原始高光谱反射率集进行预处理，得到有效高光谱反射率集；
13、采集每个监测点上与原始高光谱反射率集同步的表层水样，基于所述表层水样，测量得到每个监测点的实际水质数据；
14、基于监测点、该监测点对应的有效高光谱反射率集、实际水质数据，构建监测点-水质-高光谱反射率的数据集，基于所述数据集构建多场景水质反演模型集合；其中，所述多场景水质反演模型集合中至少包括不同天气对应的水质反演模型；所述不同天气至少包括：晴天、阴天、雨天、以及雪天。
15、在进一步的实施例中，所述原始高光谱反射率集的获取，包括以下流程：
16、利用便携式高光谱采集装置于不同天气下采集数据信息，其中，所述数据信息包括：水面下行辐照度、天空光辐亮度、和水面离水辐亮度；并利用下公式计算原始高光谱反射率；
17、；
18、式中，为气-水界面对天空光的反射率；
19、；
20、式中，、、为不同风浪速度下的取值；为风浪速度，、、为不同的风浪速度阈值；
21、将不同天气下计算得到的原始高光谱反射率更新至原始高光谱反射率集。
22、在进一步的实施例中，步骤 s2中基于所述需求生成当前监测点上的水质信息，包括以下流程：
23、获取当前监测点的位置信息，基于所述位置信息解析出当前时间段下当前监测点的天气信息；
24、基于所述天气信息选择相对应的水质反演模型；获取当前时间段下当前监测点上的实时高光谱数据；将实时高光谱数据输入至水质反演模型，输出水质信息；其中，表示 m个不同的水质参数数据。
25、在进一步的实施例中，进一步还包括以下步骤：
26、基于不同的水质参数数据以及得分模型，计算得到当前监测点的水质分数；其中，所述得分模型如下：
27、；
28、式中，为第 j个水质参数的权重系数，为第 j个水质参数数据对应的的得分数值；
29、基于所述当前监测点的等级信息，分配与其等级信息匹配的水质参数的阈值范围和权重系数；
30、将每个水质参数数据与其对应的阈值范围进行比较，得到比较结果，基于所述比较结果赋予水质参数数据相应的得分数值；
31、将所述水质分数以可视化的方式展示给用户，并向用户推送感兴趣的监测点。
32、在进一步的实施例中，步骤 s3中基于所述当前监测点的水质信息、位置信息和等级信息向用户推送感兴趣的监测点，包括以下流程：
33、获取当前监测点的水质分数和等级信息并进行判断，得到判断结果：
34、若当前监测点的水质分数不超过分数阈值，则基于当前监测点的等级信息，沿水体流动方向的上游、下游均推送 x个等级信息与当前监测点不同的感兴趣的监测点；
35、反之，则基于当前监测点的等级信息，沿水体流动方向的上游、下游均推送 y个等级信息与当前监测点相同的感兴趣的监测点。
36、在另一个技术方案提供了一种便捷式高光谱反射率的水质监测系统，用于实现如上述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，包括：
37、便携式高光谱采集装置，用于对当前监测点实时采集高光谱数据；
38、天气获取模块，用于实时获取当前监测点的天气信息；
39、移动终端，用于分析所述高光谱数据和天气信息，并输出水质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤S1中监测地图的建立流程如下：
3.如权利要求1所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤S2中预设的水质反演模型构建流程如下：
4.如权利要求3所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，所述原始高光谱反射率集的获取，包括以下流程：
5.如权利要求3所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤S2中基于所述需求生成当前监测点上的水质信息，包括以下流程：
6.如权利要求5所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，进一步还包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤S3中基于所述当前监测点的水质信息、位置信息和等级信息向用户推送感兴趣的监测点，包括以下流程：
8.一种便捷式高光谱反射率的水质监测系统，用于实现如权利要求1至7任一项所述的一种便捷式高光
9.如权利要求8所述一种便捷式高光谱反射率的水质监测系统，其特征在于，所述移动终端，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤s1中监测地图的建立流程如下：
3.如权利要求1所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤s2中预设的水质反演模型构建流程如下：
4.如权利要求3所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，所述原始高光谱反射率集的获取，包括以下流程：
5.如权利要求3所述的一种便捷式高光谱反射率的水质监测方法，其特征在于，步骤s2中基于所述需求生成当前监测点上...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，张运林，骆夏杨，钱海铭，张毅博，施坤，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：
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