本發(fā)明涉及水環(huán)境監(jiān)測(cè)，具體涉及一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水域氮磷負(fù)荷是指水體中溶解態(tài)和懸浮態(tài)的氮和磷的總量，通常以每單位面積或每單位時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量表示。氮和磷是水體中的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但過量的氮磷輸入可能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)藍(lán)藻水華等環(huán)境問題。

2、水域氮磷的監(jiān)測(cè)通常依賴傳感器對(duì)水域內(nèi)部的氮磷含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，進(jìn)而判斷水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的概率，做出相應(yīng)的彌補(bǔ)措施；但僅依靠實(shí)時(shí)檢測(cè)的氮磷含量數(shù)據(jù)無法做到提前預(yù)警，當(dāng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)到達(dá)預(yù)警閾值時(shí)藍(lán)藻水華等問題已十分嚴(yán)重，因此需要對(duì)氮磷含量的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而提前預(yù)警，減少損失。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)氮磷的含量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的過程中，由于氮磷負(fù)荷數(shù)值本身具有較大的變化幅度，并且由于在水庫不同位置設(shè)置了多個(gè)采樣點(diǎn)，此時(shí)僅基于統(tǒng)計(jì)到的排放點(diǎn)氮磷含量估測(cè)未來變化數(shù)據(jù)，而未考慮水體自身的降解能力時(shí)，容易導(dǎo)致最終的預(yù)測(cè)結(jié)果失真；同時(shí)不同采樣點(diǎn)位置的降解能力具有差異，因此最終獲取庫區(qū)整體的氮磷負(fù)荷趨勢(shì)時(shí)，直接統(tǒng)籌獲取容易導(dǎo)致最終預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決的中因未考慮水體自身降解能力而造成預(yù)測(cè)結(jié)果失真的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法、設(shè)備及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、在第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法，用于水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述方法包括：

3、獲取預(yù)設(shè)區(qū)域中至少一個(gè)污水排放點(diǎn)及獲取多個(gè)采樣點(diǎn)，所述采樣點(diǎn)是沿著所述預(yù)設(shè)區(qū)域的邊緣線設(shè)立；

4、確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中目標(biāo)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)污水排放點(diǎn)，所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)為所述至少一個(gè)污水排放點(diǎn)與目標(biāo)采樣點(diǎn)之間處于最短距離的污水排放點(diǎn)；

5、根據(jù)所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)和所述目標(biāo)采樣點(diǎn)，確定第一參考數(shù)據(jù)集，所述第一參考數(shù)據(jù)集包括多個(gè)參考采樣點(diǎn)，所述參考采樣點(diǎn)包括所述目標(biāo)采樣點(diǎn)及多個(gè)符合預(yù)設(shè)篩選條件的采樣點(diǎn)；

6、計(jì)算所述第一參考數(shù)據(jù)集中任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)；

7、根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重；

8、根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的加權(quán)氮磷負(fù)荷均值及目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值；

9、根據(jù)所述加權(quán)氮磷負(fù)荷均值與所述目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行趨勢(shì)判斷，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)。

10、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述加權(quán)氮磷負(fù)荷均值與所述目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行趨勢(shì)判斷，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)，包括：對(duì)所述加權(quán)氮磷負(fù)荷均值與所述目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行計(jì)算，得到目標(biāo)差值；當(dāng)所述目標(biāo)差值大于0時(shí)，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)為下降趨勢(shì)；或者，當(dāng)所述目標(biāo)差值小于0時(shí)，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)為上升趨勢(shì)；或者，當(dāng)所述目標(biāo)差值等于0時(shí)，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)為穩(wěn)定狀態(tài)。

11、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)和所述目標(biāo)采樣點(diǎn)，確定第一參考數(shù)據(jù)集，包括：根據(jù)所述目標(biāo)采樣點(diǎn)與所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)，得到第一目標(biāo)直線；根據(jù)預(yù)設(shè)篩選條件，對(duì)所述第一目標(biāo)直線與所述多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行篩選?，得到第一參考數(shù)據(jù)集，所述第一參考數(shù)據(jù)集包括多個(gè)參考采樣點(diǎn)，所述參考采樣點(diǎn)包括所述目標(biāo)采樣點(diǎn)及多個(gè)符合預(yù)設(shè)篩選條件的采樣點(diǎn)。

12、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述任一參考采樣點(diǎn)包括第一參考采樣點(diǎn)，所述計(jì)算所述第一參考數(shù)據(jù)集中任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)，包括：根據(jù)第一距離及所述第一距離對(duì)應(yīng)的垂直點(diǎn)到所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)的第二距離，得到第一影響概率，所述第一距離為第一目標(biāo)直線與所述第一參考采樣點(diǎn)的距離，所述第一目標(biāo)直線由所述目標(biāo)采樣點(diǎn)與所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)得到；根據(jù)所述第一影響概率及第二影響概率?，得到所述任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)，所述第二影響概率為在同一時(shí)刻時(shí)所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相鄰采樣點(diǎn)的影響概率；獲取所述任一參考采樣點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及氮磷含量；根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)及所述氮磷含量，得到所述任一參考采樣點(diǎn)的溫度影響系數(shù)；根據(jù)所述溫度影響系數(shù)及所述空間降解趨勢(shì)，確定所述任一參考采樣點(diǎn)的時(shí)間降解趨勢(shì)。

13、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重，包括：根據(jù)所述空間降解趨勢(shì)與所述任一參考采樣點(diǎn)在歷史任一時(shí)刻時(shí)的歷史空間降解趨勢(shì)，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)參考權(quán)重；對(duì)所述時(shí)間降解趨勢(shì)進(jìn)行取倒數(shù)計(jì)算，得到目標(biāo)權(quán)重。

14、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的加權(quán)氮磷負(fù)荷均值及目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值，包括：根據(jù)所述預(yù)測(cè)參考權(quán)重，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)氮磷負(fù)荷值；根據(jù)所述目標(biāo)權(quán)重對(duì)所述預(yù)測(cè)氮磷負(fù)荷數(shù)值進(jìn)行加權(quán)處理，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加權(quán)氮磷負(fù)荷值；根據(jù)所述目標(biāo)加權(quán)氮磷負(fù)荷值與多個(gè)加權(quán)氮磷負(fù)荷值，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的加權(quán)氮磷負(fù)荷均值，所述多個(gè)加權(quán)氮磷負(fù)荷值由所述第一參考數(shù)據(jù)集中的多個(gè)參考采樣點(diǎn)得到；獲取所述任一參考采樣點(diǎn)的目標(biāo)采樣時(shí)間點(diǎn)及處于所述目標(biāo)采樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)的多個(gè)實(shí)際氮磷含量值，所述多個(gè)實(shí)際氮磷含量值對(duì)應(yīng)所述任一參考數(shù)據(jù)集中的多個(gè)參考采樣點(diǎn)；根據(jù)所述目標(biāo)權(quán)重對(duì)所述多個(gè)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到在所述目標(biāo)采樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)的目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值。

15、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述目標(biāo)權(quán)重對(duì)所述多個(gè)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到在所述目標(biāo)采樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)的目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值，包括：根據(jù)所述目標(biāo)權(quán)重對(duì)所述多個(gè)實(shí)際氮磷含量值中的每個(gè)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到多個(gè)加權(quán)后的實(shí)際氮磷含量；對(duì)所述加權(quán)后的實(shí)際氮磷含量進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到在所述目標(biāo)采樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)的目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值。

16、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取多個(gè)采樣點(diǎn)，包括：獲取預(yù)設(shè)區(qū)域的邊緣線中的任一位置；在所述任一位置的垂直方向上，根據(jù)預(yù)設(shè)間隔進(jìn)行采樣點(diǎn)選取，得到多個(gè)采樣點(diǎn)。

17、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器及處理器，所述存儲(chǔ)器連接至所述處理器，所述處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器在執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序時(shí)，使得所述水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

18、第三方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器及處理器，所述存儲(chǔ)器連接至所述處理器，所述處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器在執(zhí)行所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

19、在第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)裝置，應(yīng)用于水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述裝置包括：

20、獲取單元，用于獲取預(yù)設(shè)區(qū)域中至少一個(gè)污水排放點(diǎn)?及獲取多個(gè)采樣點(diǎn)，所述采樣點(diǎn)是沿著所述預(yù)設(shè)區(qū)域的邊緣線設(shè)立；

21、確定單元，用于確定所述多個(gè)采樣點(diǎn)中目標(biāo)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)污水排放點(diǎn)，所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)為所述至少一個(gè)污水排放點(diǎn)與目標(biāo)采樣點(diǎn)之間處于最短距離的污水排放點(diǎn)；

22、所述確定單元，還用于根據(jù)所述目標(biāo)污水排放點(diǎn)和所述目標(biāo)采樣點(diǎn)，確定第一參考數(shù)據(jù)集，所述第一參考數(shù)據(jù)集包括多個(gè)參考采樣點(diǎn)，所述參考采樣點(diǎn)包括所述目標(biāo)采樣點(diǎn)及多個(gè)符合預(yù)設(shè)篩選條件的采樣點(diǎn)；

23、計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一參考數(shù)據(jù)集中任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)；

24、所述確定單元，還用于根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)的空間降解趨勢(shì)、溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重；

25、所述確定單元，還用于根據(jù)所述任一參考采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述預(yù)測(cè)參考權(quán)重及目標(biāo)權(quán)重，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的加權(quán)氮磷負(fù)荷均值及目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值；

26、所述確定單元，還用于根據(jù)所述加權(quán)氮磷負(fù)荷均值與所述目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值進(jìn)行趨勢(shì)判斷，得到所述預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的所述氮磷負(fù)荷趨勢(shì)。

27、在第五方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述程序指令當(dāng)被處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器執(zhí)行如第一方面所述的一種水域氮磷負(fù)荷趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

28、本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明通過精確確定預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)污水排放點(diǎn)及其附近的采樣點(diǎn)，并基于這些采樣點(diǎn)和污水排放點(diǎn)之間的最短距離進(jìn)行分析，進(jìn)而提供更為準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；進(jìn)一步的計(jì)算空間降解趨勢(shì)，同時(shí)考慮溫度影響系數(shù)和時(shí)間降解趨勢(shì)，對(duì)水質(zhì)分析進(jìn)行全面評(píng)估，可以更好地理解水質(zhì)隨時(shí)間和空間變化的復(fù)雜過程；利用參考數(shù)據(jù)集中每個(gè)采樣點(diǎn)的預(yù)測(cè)參考權(quán)重和目標(biāo)權(quán)重計(jì)算加權(quán)氮磷負(fù)荷均值和目標(biāo)實(shí)際氮磷含量值，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和評(píng)估預(yù)設(shè)區(qū)域的氮磷負(fù)荷趨勢(shì)；進(jìn)一步的通過對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析，本方法在提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的同時(shí)，為水體的管理和保護(hù)提供及時(shí)、有效的信息。