本發(fā)明涉及水生植物模擬生長(zhǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，藻類水華是最為突出的世界性水環(huán)境問(wèn)題之一，且隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類活動(dòng)影響的擴(kuò)大而日趨嚴(yán)重。我國(guó)水華藍(lán)藻現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，大多數(shù)河流、湖泊甚至水庫(kù)中都不同程度地有水華的發(fā)生，太湖、滇池、巢湖等湖泊水華爆發(fā)更是時(shí)有出現(xiàn)。水華藍(lán)藻現(xiàn)象大面積、長(zhǎng)時(shí)間頻發(fā)，不僅破壞了湖泊功能和生態(tài)環(huán)境，而且威脅著人體健康及生活飲用水的安全，己成為困擾中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的主要環(huán)境問(wèn)題之一。但是目前，人們對(duì)水華藍(lán)藻的形成機(jī)理尚不完全明確，還處于深入探索階段。

藍(lán)藻之所以形成水華的優(yōu)勢(shì)種，是它們都具有一種調(diào)節(jié)細(xì)胞沉降的結(jié)構(gòu)—偽空胞，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)偽空胞內(nèi)的氣囊數(shù)與體積，使藍(lán)藻能夠控制它的浮力?；谄洫?dú)特的生理特征(譬如細(xì)胞分泌的胞外多糖導(dǎo)致的細(xì)胞群體的形成、細(xì)胞具有偽空泡使得其具有上浮至水面的生理趨向)，在光強(qiáng)、溫度、風(fēng)浪擾動(dòng)等一系列條件作用下，藍(lán)藻通過(guò)碰撞形成絮凝大群體，并快速上浮形成表面可見水華——即水華“爆發(fā)”。一般認(rèn)為水華藍(lán)藻形成包括相互區(qū)別而又連續(xù)的四個(gè)過(guò)程：下沉和越冬(休眠)——復(fù)蘇——生物量增加——聚集上浮形成水華，而了解藍(lán)藻復(fù)蘇——爆發(fā)過(guò)程在水華預(yù)警與控制中具有重要意義。

由于水華藍(lán)藻的復(fù)蘇過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，同時(shí)因?yàn)橐巴獗O(jiān)控技術(shù)的限制，對(duì)于水華藍(lán)藻復(fù)蘇和從底泥中進(jìn)入水體到爆發(fā)上浮的過(guò)程仍然沒(méi)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。因此，在短期內(nèi)水華藍(lán)藻問(wèn)題尚難得到根本解決的情況下，為了快速、全面掌握水華藍(lán)藻爆發(fā)信息，模擬研究藍(lán)藻異常生長(zhǎng)的方法與裝置顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬水華藍(lán)藻復(fù)蘇上浮過(guò)程的實(shí)驗(yàn)?zāi)M監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)高分辨率顯微數(shù)碼成像裝置分上中下三層監(jiān)控并拍攝水華藍(lán)藻復(fù)蘇—形成水華的過(guò)程，計(jì)算水華爆發(fā)過(guò)程相關(guān)參數(shù)與三維模擬演示的方法。通過(guò)掌握藍(lán)藻在水下復(fù)蘇生長(zhǎng)的過(guò)程和特點(diǎn)，制作模擬水華爆發(fā)的三維演示圖，為進(jìn)一步了解水華藍(lán)藻復(fù)蘇周期內(nèi)由底泥向水中遷移的基本規(guī)律提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，了解水華形成過(guò)程中藍(lán)藻群體在水體中遷移和具體的分層分布機(jī)制，為進(jìn)一步制定預(yù)報(bào)和預(yù)防藍(lán)藻爆發(fā)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

培養(yǎng)裝置，用于盛放含有休眠期藍(lán)藻的底泥及取樣點(diǎn)水體；

多個(gè)成像裝置，均勻逐層地布置于所述培養(yǎng)裝置的側(cè)壁外，用于拍攝所述培養(yǎng)裝置內(nèi)位于不同水體層中的藍(lán)藻在不同時(shí)間點(diǎn)的生長(zhǎng)圖像；

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，與所述成像裝置連接，用于接收和處理所述成像裝置傳送的圖像并獲得水華爆發(fā)過(guò)程中位于不同水體層的藍(lán)藻絮凝體在不同時(shí)間點(diǎn)的特征參數(shù)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)為藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述培養(yǎng)裝置外部套設(shè)有外層夾套裝置，所述培養(yǎng)裝置和所述外層夾套裝置的側(cè)壁間留有空隙，用于水的流動(dòng)以調(diào)控所述培養(yǎng)裝置內(nèi)的水體溫度；優(yōu)選地，所述培養(yǎng)裝置和所述外層夾套裝置的側(cè)壁間的距離為10～15cm(比如10.5mm、11mm、12mm、13mm、14mm、14.5mm)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述系統(tǒng)還包括循環(huán)水供給裝置，與所述培養(yǎng)裝置和所述外層夾套裝置側(cè)壁間的空隙連通，以向所述空隙中供給具有特定溫度的水，更優(yōu)選地，所述循環(huán)水供給裝置的出口與所述外層夾套裝置的入口連接，所述外層夾套裝置的出口與所述循環(huán)水供給裝置的入口連接。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述循環(huán)水供給裝置包括：水槽；調(diào)溫元件，設(shè)置在所述水槽上；溫度探頭，設(shè)置于所述水槽內(nèi)，用于檢測(cè)所述水槽內(nèi)的水溫；溫度控制器，設(shè)置在所述水槽外，分別與所述溫度探頭和所述調(diào)溫元件連接，根據(jù)所述溫度探頭反饋的信息控制所述調(diào)溫元件調(diào)節(jié)所述水槽內(nèi)的水溫；優(yōu)選地，所述水槽的出水溫度為10～40℃(比如11℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、39℃)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述培養(yǎng)裝置為頂面開口的正方體缸，所述培養(yǎng)裝置由透明有機(jī)玻璃制成；優(yōu)選地，所述培養(yǎng)裝置的壁厚為7-9mm(比如7.5mm、8mm、8.5mm)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述外層夾套裝置為頂面開口的正方體缸，所述外層夾套裝置由透明pe材料或玻璃制成；優(yōu)選地，所述外層夾套裝置的壁厚為7-9mm(比如7.5mm、8mm、8.5mm)。

更優(yōu)選地，所述外層夾套裝置的四周壁和底壁的外表面上涂覆有黑色顏料，以使所述培養(yǎng)裝置的四周壁和底壁密閉不透光。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述外層夾套裝置的四周側(cè)壁上設(shè)置多個(gè)通孔，通孔穿透外層夾套裝置并沿外層夾套裝置的內(nèi)壁延伸至所述培養(yǎng)裝置外壁面；成像裝置設(shè)置于通孔內(nèi)；所述通孔的尺寸與所述成像裝置相匹配，所述成像裝置的數(shù)量與所述通孔的數(shù)量相同；更優(yōu)選地，所述成像裝置通過(guò)支架設(shè)置在所述通孔內(nèi)。

優(yōu)選地，沿所述外層夾套裝置的周向在所述外層夾套裝置的側(cè)壁上設(shè)置3層相互平行的通孔，每層均勻設(shè)置12個(gè)通孔，所述3層通孔中，第一層通孔設(shè)置于靠近所述培養(yǎng)裝置的底部，以便所述成像裝置拍攝藍(lán)藻復(fù)蘇時(shí)期的圖像；第二層通孔設(shè)置于所述培養(yǎng)裝置中水體的中部，以便所述成像裝置拍攝到藍(lán)藻上浮時(shí)期的圖像；第三層通孔設(shè)置于所述培養(yǎng)裝置中水體的上部，以便所述成像裝置拍攝到藍(lán)藻聚集在水面形成水華的圖像。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述成像裝置為高分辨率顯微數(shù)碼成像裝置；所述高分辨率顯微數(shù)碼成像裝置優(yōu)選為500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器；優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置為電腦處理器；所述電腦處理器內(nèi)設(shè)置有顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)；所述顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2；更優(yōu)選地，所述電腦處理器內(nèi)還設(shè)置有圖像拼接、圖像疊加和三維動(dòng)畫制作軟件中的至少一種。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述系統(tǒng)還包括：光照強(qiáng)度控制裝置，設(shè)置在所述培養(yǎng)裝置正上方，用于向所述培養(yǎng)裝置提供光照；優(yōu)選地，所述光照強(qiáng)度控制裝置由多個(gè)日光燈并聯(lián)而成，所述每個(gè)所述日光燈都設(shè)置開關(guān)，一個(gè)開關(guān)控制一個(gè)日光燈，通過(guò)控制所述日光燈的開啟數(shù)量來(lái)控制光照強(qiáng)度；

優(yōu)選地，所述光照強(qiáng)度控制裝置的光照強(qiáng)度為0～10000lux(比如100lux、500lux、1000lux、2000lux、3000lux、4000lux、5000lux、6000lux、7000lux、8000lux、9000lux、9500lux、9900lux)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括供風(fēng)設(shè)備，所述供風(fēng)設(shè)備包括鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)速測(cè)量?jī)x；所述鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述培養(yǎng)裝置上方，用于向培養(yǎng)裝置提供一定的風(fēng)；優(yōu)選地，所述鼓風(fēng)機(jī)為可移動(dòng)設(shè)備，以自由調(diào)整所述鼓風(fēng)機(jī)的高度和角度來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)速和風(fēng)向；所述風(fēng)速測(cè)量?jī)x靠近所述培養(yǎng)裝置的水體表面設(shè)置，用于測(cè)量所述培養(yǎng)裝置的水體表面的風(fēng)速；優(yōu)選地，所述培養(yǎng)裝置的水體表面的風(fēng)速為0～3.5m/s(比如0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s、3.0m/s、3.4m/s)。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述培養(yǎng)裝置內(nèi)水體的氮磷比為1～40：1(比如2:1、5:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、39:1)。

一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法，依次包括：

步驟一，采用成像裝置采集培養(yǎng)裝置內(nèi)位于不同水體層的藍(lán)藻在不同時(shí)間點(diǎn)的生長(zhǎng)圖像，并傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置；

步驟二，采用所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置中的第一處理系統(tǒng)對(duì)所述生長(zhǎng)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以使所述生長(zhǎng)圖像更清晰；

步驟三，采用所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置中的第二處理系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)處理后的生長(zhǎng)圖像中的藍(lán)藻絮凝體進(jìn)行分析測(cè)量，得到不同時(shí)間點(diǎn)各水體層中的藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)，所述特征參數(shù)為藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l；

步驟四，根據(jù)步驟三獲得的所述藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)按照預(yù)算法計(jì)算水華爆發(fā)過(guò)程中位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3；

所述預(yù)算法具體如下：

首先，位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l與位于該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3存在如式(1)～(3)所示的關(guān)系：

p∝l^d1(1)；

a∝l^d2或a∝p^d2(2)；

v∝l^d3或v∝p^d3(3)；

其中，v代表所述藍(lán)藻絮凝體的成球體積，由所述藍(lán)藻絮凝體的投影面積a換算得到，具體計(jì)算方法如下：由所述藍(lán)藻絮凝體的投影面積a求得與投影面積a等面積的圓的直徑dp(即當(dāng)量直徑)，再由直徑dp計(jì)算出所述藍(lán)藻絮凝體成球體積v；

然后，將式(1)、(2)、(3)兩邊取自然對(duì)數(shù)，得到如式(4)～(6)所述的關(guān)系式：

lnp＝d1·lnl+a(4)；

lna＝d2·lnp+b＝d2·lnl+b(5)；

lnv＝d3·lnp+c＝d3·lnl+c(6)；

之后，用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnp與lnl值作lnp-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1，截距為常數(shù)a；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lna與lnp或lna與lnl值作lna-lnp或lna-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的二維分形維數(shù)d2，截距為常數(shù)b；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnv與lnp或lnv與lnl值作lnv-lnp或lnv-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的三維分形維數(shù)d3，截距為常數(shù)c。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，還包括三維演示動(dòng)畫制作步驟，首先，將同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)采集的位于同一水體層的圖像進(jìn)行拼接疊加處理，從而得到每個(gè)水體層的各個(gè)圖像采集時(shí)間點(diǎn)的拼接疊加圖；然后，按照?qǐng)D像采集時(shí)間的先后順序?qū)⒏魉w層的所述拼接疊加圖制作成不同時(shí)間維度上模擬藍(lán)藻水華爆發(fā)過(guò)程的三維演示動(dòng)畫。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述第一處理系統(tǒng)為顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)；所述顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述步驟二中，所述預(yù)處理為依次進(jìn)行除噪、校正處理。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述第二處理系統(tǒng)為圖像測(cè)量和分析軟件，用于測(cè)量和分析藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)。優(yōu)選地，所述第二處理系統(tǒng)為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2。

在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述不同時(shí)間點(diǎn)采集藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像是指：在藍(lán)藻開始從底泥中釋放聚集上浮前每隔1-2h拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像，在藍(lán)藻開始從底泥中釋放、聚集上浮時(shí)每隔5-10分鐘拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

1、本發(fā)明提供的水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以快速、全面掌握水華藍(lán)藻的爆發(fā)信息，了解其爆發(fā)機(jī)理。

2、通過(guò)掌握藍(lán)藻在水下復(fù)蘇生長(zhǎng)的過(guò)程和特點(diǎn)，制作模擬水華爆發(fā)的三維動(dòng)畫演示圖，為進(jìn)一步了解水華藍(lán)藻復(fù)蘇周期內(nèi)由底泥向水中遷移的基本規(guī)律提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，了解水華形成過(guò)程中藍(lán)藻群體在水體中遷移和聚集的分層分布機(jī)制，為進(jìn)一步制定預(yù)報(bào)和預(yù)防藍(lán)藻爆發(fā)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；

圖2為水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法的流程圖；

附圖標(biāo)記如下：1—內(nèi)層培養(yǎng)缸(即培養(yǎng)裝置)，2—外層夾套缸(即外層夾套裝置)，21—外層夾套缸的入口，22—外層夾套缸的出口，23-通孔，3—進(jìn)水管，4—出水管，5—水槽，51—水槽的入口，52—水槽的出口，53—調(diào)溫元件，6—溫度探頭，7—溫度控制器，8—日光燈，9—鼓風(fēng)機(jī)，10—成像裝置，11—遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，12—循環(huán)水供給裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。對(duì)外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本發(fā)明所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明提供了一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)裝置1、成像裝置10和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11等，下面對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)中的各個(gè)部件及連接關(guān)系一一進(jìn)行說(shuō)明，參見圖1。

一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

培養(yǎng)裝置1，用于盛放含有休眠期藍(lán)藻的底泥及取樣點(diǎn)水體；

多個(gè)成像裝置10，均勻逐層地布置于培養(yǎng)裝置1的側(cè)壁外，用于拍攝培養(yǎng)裝置1內(nèi)位于不同水體層中的藍(lán)藻在不同時(shí)間點(diǎn)的生長(zhǎng)圖像；

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11，與成像裝置10連接，用于接收和處理成像裝置10傳送的圖像并獲得水華爆發(fā)過(guò)程中位于不同水體層的藍(lán)藻絮凝體在不同時(shí)間點(diǎn)的特征參數(shù)。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)為藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l。

進(jìn)一步地，培養(yǎng)裝置1外部套設(shè)有外層夾套裝置2，培養(yǎng)裝置1和外層夾套裝置2的側(cè)壁間留有空隙，用于水的流動(dòng)以調(diào)控培養(yǎng)裝置1內(nèi)的水體溫度；優(yōu)選地，培養(yǎng)裝置1和外層夾套裝置2的側(cè)壁間的距離為10～15cm(比如10.5mm、11mm、12mm、13mm、14mm、14.5mm)。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)還包括循環(huán)水供給裝置12，與培養(yǎng)裝置1和外層夾套裝置2側(cè)壁間的空隙連通，以向空隙中供給具有特定溫度的水，更優(yōu)選地，循環(huán)水供給裝置12的出口與外層夾套裝置2的入口連接，外層夾套裝置2的出口與循環(huán)水供給裝置12的入口連接。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，循環(huán)水供給裝置12包括：水槽5；調(diào)溫元件53，設(shè)置在水槽5上；溫度探頭6，設(shè)置于水槽5內(nèi)，用于檢測(cè)水槽5內(nèi)的水溫；溫度控制器7，設(shè)置在水槽5外，分別與溫度探頭6和調(diào)溫元件53連接，根據(jù)溫度探頭6反饋的信息控制調(diào)溫元件53調(diào)節(jié)水槽5內(nèi)的水溫；優(yōu)選地，水槽5的出水溫度為10～40℃(比如11℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、39℃)。從水槽出口52流出的循環(huán)水經(jīng)進(jìn)水管3和外層夾套缸的入口21流向培養(yǎng)裝置1與外層夾套裝置2的側(cè)壁間的空隙，進(jìn)而經(jīng)外層夾套缸的出口22流出，然后經(jīng)出水管4和水槽入口51流回水槽5。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，培養(yǎng)裝置1為頂面開口的正方體缸，培養(yǎng)裝置1由透明有機(jī)玻璃制成；優(yōu)選地，培養(yǎng)裝置1的壁厚為7-9mm(比如7.5mm、8mm、8.5mm)。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，外層夾套裝置2為頂面開口的正方體缸，外層夾套裝置2由透明pe材料或玻璃制成；優(yōu)選地，外層夾套裝置2的壁厚為7-9mm(比如7.5mm、8mm、8.5mm)。

更優(yōu)選地，外層夾套裝置2的四周壁和底壁的外表面上涂覆有黑色顏料，以使培養(yǎng)裝置1的四周壁和底壁密閉不透光。通過(guò)上述設(shè)置，僅使培養(yǎng)裝置1的頂端接受光照，相當(dāng)于將培養(yǎng)裝置1設(shè)置為類似湖庫(kù)等水體的光照情況。黑色顏料比如為黑色涂料。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，外層夾套裝置2的四周側(cè)壁上設(shè)置多個(gè)通孔23，通孔23穿透外層夾套裝置2并沿外層夾套裝置2的內(nèi)壁延伸至培養(yǎng)裝置1外壁面；成像裝置10設(shè)置于通孔23內(nèi)；通孔23的尺寸與成像裝置10相匹配，成像裝置10的數(shù)量與通孔23的數(shù)量相同；更優(yōu)選地，成像裝置10通過(guò)支架設(shè)置在通孔23內(nèi)。

優(yōu)選地，沿外層夾套裝置2的周向在外層夾套裝置2的側(cè)壁上設(shè)置3層相互平行的通孔23，每層均勻設(shè)置12個(gè)通孔23，3層通孔23中，第一層通孔23設(shè)置于靠近培養(yǎng)裝置1的底部，以便成像裝置10拍攝藍(lán)藻復(fù)蘇時(shí)期的圖像；第二層通孔23設(shè)置于培養(yǎng)裝置1中水體的中部，以便成像裝置10拍攝到藍(lán)藻上浮時(shí)期的圖像；第三層通孔23設(shè)置于培養(yǎng)裝置1中水體的上部，以便成像裝置10拍攝到藍(lán)藻聚集在水面形成水華的圖像。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，成像裝置10為高分辨率顯微數(shù)碼成像裝置；高分辨率顯微數(shù)碼成像裝置優(yōu)選為500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器；優(yōu)選地，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11為電腦處理器；電腦處理器內(nèi)設(shè)置有顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)；顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2；更優(yōu)選地，電腦處理器內(nèi)還設(shè)置有圖像拼接、圖像疊加和三維動(dòng)畫制作軟件中的至少一種。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)還包括：光照強(qiáng)度控制裝置，設(shè)置在培養(yǎng)裝置1正上方，用于向培養(yǎng)裝置1提供光照；優(yōu)選地，光照強(qiáng)度控制裝置由多個(gè)日光燈8并聯(lián)而成，每個(gè)日光燈8都設(shè)置開關(guān)，一個(gè)開關(guān)控制一個(gè)日光燈8，通過(guò)控制日光燈8的開啟數(shù)量來(lái)控制光照強(qiáng)度；

優(yōu)選地，光照強(qiáng)度控制裝置的光照強(qiáng)度為0～10000lux(比如100lux、500lux、1000lux、2000lux、3000lux、4000lux、5000lux、6000lux、7000lux、8000lux、9000lux、9500lux、9900lux)。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)還包括供風(fēng)設(shè)備，供風(fēng)設(shè)備包括鼓風(fēng)機(jī)9和風(fēng)速測(cè)量?jī)x；鼓風(fēng)機(jī)9設(shè)置在培養(yǎng)裝置1上方，用于向培養(yǎng)裝置1提供一定的風(fēng)；優(yōu)選地，鼓風(fēng)機(jī)9為可移動(dòng)設(shè)備，以自由調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)9的高度和角度來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)9的風(fēng)速和風(fēng)向；風(fēng)速測(cè)量?jī)x靠近培養(yǎng)裝置1的水體表面設(shè)置，用于測(cè)量培養(yǎng)裝置1的水體表面的風(fēng)速；優(yōu)選地，培養(yǎng)裝置1的水體表面的風(fēng)速為0～3.5m/s(比如0.1m/s、0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s、3.0m/s、3.4m/s)。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，培養(yǎng)裝置1內(nèi)水體的氮磷比為1～40：1。

一種水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法，依次包括：

步驟一，采用成像裝置10采集培養(yǎng)裝置1內(nèi)位于不同水體層的藍(lán)藻在不同時(shí)間點(diǎn)的生長(zhǎng)圖像，并傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11；

步驟二，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11中的第一處理系統(tǒng)對(duì)生長(zhǎng)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以使生長(zhǎng)圖像更清晰；

步驟三，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置11中的第二處理系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理后的生長(zhǎng)圖像中的藍(lán)藻絮凝體進(jìn)行分析測(cè)量，得到不同時(shí)間點(diǎn)各水體層中的藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)，特征參數(shù)為藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l；

步驟四，根據(jù)步驟三獲得的藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)按照預(yù)算法計(jì)算水華爆發(fā)過(guò)程中位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3；

預(yù)算法具體如下：

首先，位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l與位于該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3存在如式(1)～(3)所示的關(guān)系：

p∝l^d1(1)；

a∝l^d2或a∝p^d2(2)；

v∝l^d3或v∝p^d3(3)；

其中，v代表藍(lán)藻絮凝體的成球體積，由藍(lán)藻絮凝體的投影面積a換算得到，具體計(jì)算方法如下：由藍(lán)藻絮凝體的投影面積a求得與投影面積a等面積的圓的直徑dp(即當(dāng)量直徑)，再由直徑dp計(jì)算出藍(lán)藻絮凝體成球體積v；

然后，將式(1)、(2)、(3)兩邊取自然對(duì)數(shù)，得到如式(4)～(6)的關(guān)系式：

lnp＝d1·lnl+a(4)；

lna＝d2·lnp+b＝d2·lnl+b(5)；

lnv＝d3·lnp+c＝d3·lnl+c(6)；

之后，用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnp與lnl值作lnp-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1，截距為常數(shù)a；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lna與lnp或lna與lnl值作lna-lnp或lna-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的二維分形維數(shù)d2，截距為常數(shù)b；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnv與lnp或lnv與lnl值作lnv-lnp或lnv-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的三維分形維數(shù)d3，截距為常數(shù)c。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法，還包括三維演示動(dòng)畫制作步驟，首先，將同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)采集的位于同一水體層的圖像進(jìn)行拼接疊加處理，從而得到每個(gè)水體層的各個(gè)圖像采集時(shí)間點(diǎn)的拼接疊加圖；然后，按照?qǐng)D像采集時(shí)間的先后順序?qū)⒏魉w層的拼接疊加圖制作成不同時(shí)間維度上模擬藍(lán)藻水華爆發(fā)過(guò)程的三維演示動(dòng)畫。優(yōu)選地，采用明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v5.1、matlab、sufer等軟件對(duì)圖像進(jìn)行拼接疊加處理。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，第一處理系統(tǒng)為顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)；顯微數(shù)碼分析測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，在步驟二中，預(yù)處理為依次進(jìn)行除噪、校正處理。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方法中，第二處理系統(tǒng)為圖像測(cè)量和分析軟件，用于測(cè)量和分析藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)。優(yōu)選地，第二處理系統(tǒng)為明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2。

進(jìn)一步地，在上述水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法中，不同時(shí)間點(diǎn)采集藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像是指：在藍(lán)藻開始從底泥中釋放聚集上浮前每隔1-2h拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像，在藍(lán)藻開始從底泥中釋放、聚集上浮時(shí)每隔5-10分鐘拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像。

當(dāng)模擬自然狀態(tài)下水華的爆發(fā)時(shí)，不需要投加營(yíng)養(yǎng)鹽，直接調(diào)節(jié)不同光照強(qiáng)度、溫度及風(fēng)力擾動(dòng)就可以開展光照、溫度、風(fēng)力擾動(dòng)等影響因素引發(fā)藍(lán)藻復(fù)蘇水華爆發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)將營(yíng)養(yǎng)鹽(只考慮氮和磷)作為影響因素(類似光照、溫度、風(fēng)力擾動(dòng)等影響因素)來(lái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)投加一定量的硝酸鉀、磷酸二氫鉀等控制水體氮磷比1～40，開展實(shí)驗(yàn)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用如圖1所示的水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)模擬及監(jiān)測(cè)水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)過(guò)程。

(1)實(shí)驗(yàn)裝置的具體設(shè)置如下：

在外層夾套缸的外層開孔處，分上中下三層放置500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器，每層均勻放置12個(gè)500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器(環(huán)繞外層夾套缸，每層每面3個(gè))，總共放置36個(gè)，并用支架固定。下層500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器距外層夾套缸的缸底40cm，中層距缸底80cm，上層距缸底120cm。培養(yǎng)裝置高1.5m。同一面同一層中兩個(gè)500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器之間間隔50cm，兩側(cè)的500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器距外層夾套缸的側(cè)邊緣25cm。

(2)在進(jìn)行水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)置以下實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)：

第一組，在培養(yǎng)裝置中僅投入積累了休眠藍(lán)藻的底泥樣品及底泥采樣點(diǎn)的水體；該組實(shí)驗(yàn)作為空白組；具體地，含休眠藍(lán)藻的底泥樣品是通過(guò)如下方法獲得的：用柱狀采樣器采集底泥樣品，將最上層2～5cm泥柱切下，放入平皿中保持其表面完整帶回實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)取采樣點(diǎn)水樣帶回實(shí)驗(yàn)室。保持底泥表面完整，注意避免攪動(dòng)底泥表面，放入鋪滿培養(yǎng)裝置底部(底泥樣品厚5～10cm)。沿容器內(nèi)壁緩慢加入預(yù)先經(jīng)過(guò)whatmangf/c濾紙(φ1.2μm)過(guò)濾除藻的原水體水樣(過(guò)濾后的水樣可以保證模擬實(shí)驗(yàn)開始前水體中無(wú)藍(lán)藻)，水體控制在1.3m內(nèi)。

第二組，在培養(yǎng)裝置中投入積累了休眠藍(lán)藻的底泥樣品及底泥采樣點(diǎn)的水體，并施加一定量的硝酸鉀、磷酸二氫鉀等營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加入硝酸鉀和磷酸二氫鉀的量使水體中氮：磷的摩爾比為1～40:1為宜；該組實(shí)驗(yàn)用于測(cè)試不同氮磷比在水華藍(lán)藻爆發(fā)過(guò)程中的影響；

第三組，在培養(yǎng)裝置中投入積累了休眠藍(lán)藻的底泥樣品及底泥采樣點(diǎn)的水體，然后通過(guò)開啟日光燈的數(shù)量設(shè)置不同的光照強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；該組實(shí)驗(yàn)用于測(cè)試光照強(qiáng)度在水華藍(lán)藻爆發(fā)過(guò)程中的影響；

第四組，在培養(yǎng)裝置中投入積累了休眠藍(lán)藻的底泥樣品及底泥采樣點(diǎn)的水體，然后設(shè)置不同循環(huán)水的溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；該組實(shí)驗(yàn)用于測(cè)試溫度在水華藍(lán)藻爆發(fā)過(guò)程中的影響；

第五組，在培養(yǎng)裝置中投入積累了休眠藍(lán)藻的底泥樣品及底泥采樣點(diǎn)的水體，設(shè)置不同的風(fēng)力和風(fēng)向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；該組實(shí)驗(yàn)用于測(cè)試風(fēng)力和風(fēng)向在水華藍(lán)藻爆發(fā)過(guò)程中的影響。

(3)水華藍(lán)藻模擬實(shí)驗(yàn)的具體測(cè)試方法如下：

采用500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器監(jiān)控水華藍(lán)藻的爆發(fā)過(guò)程，在藍(lán)藻開始聚集上浮前每隔1小時(shí)拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像；在藍(lán)藻開始從底泥中釋放、聚集上浮時(shí)每隔5-10分鐘拍攝一次藍(lán)藻生長(zhǎng)圖像，具體時(shí)間間隔可視實(shí)驗(yàn)情況而定。24小時(shí)時(shí)時(shí)監(jiān)控水華藍(lán)藻爆發(fā)情況，并分層拍攝藍(lán)藻上浮圖像。

將電腦處理器與500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器連接使用，500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器拍攝的圖像信息傳遞給電腦處理器，電腦處理器進(jìn)行接收和處理，具體如下：

第一步，采用500萬(wàn)像素彩色cmos逐行掃描圖像傳感器采集培養(yǎng)裝置內(nèi)位于不同水體層的藍(lán)藻在不同時(shí)間點(diǎn)的生長(zhǎng)圖像，并傳送至電腦處理器；

第二步，利用電腦處理器中的明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2對(duì)生長(zhǎng)圖像行除噪、校正等預(yù)處理；

第三步，利用電腦處理器中的明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v9.5.2對(duì)預(yù)處理后的生長(zhǎng)圖像中的藍(lán)藻絮凝體進(jìn)行分析測(cè)量，得到不同時(shí)間點(diǎn)各水體層中的藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)，特征參數(shù)為藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l，上述特征參數(shù)用以計(jì)算分形維數(shù)。

第四步，根據(jù)第三步獲得的藍(lán)藻絮凝體的特征參數(shù)按照預(yù)算法計(jì)算水華爆發(fā)過(guò)程中位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3；

預(yù)算法具體如下：

首先，位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的藍(lán)藻絮凝體的投影面積a、最大周長(zhǎng)p以及最大長(zhǎng)度l與位于該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3存在如式(1)～(3)所示的關(guān)系：

p∝l^d1(1)；

a∝l^d2或a∝p^d2(2)；

v∝l^d3或v∝p^d3(3)；

其中，v代表所述藍(lán)藻絮凝體的成球體積，由所述藍(lán)藻絮凝體的投影面積a換算得到，具體計(jì)算方法如下：由藍(lán)藻絮凝體的投影面積a求得與投影面積a等面積的圓的直徑dp(即當(dāng)量直徑)，再由直徑dp計(jì)算出所述藍(lán)藻絮凝體成球體積v；

然后，將式(1)、(2)、(3)兩邊取自然對(duì)數(shù)，得到如式(4)～(6)所述的關(guān)系式：

lnp＝d1·lnl+a(4)；

lna＝d2·lnp+b＝d2·lnl+b(5)；

lnv＝d3·lnp+c＝d3·lnl+c(6)；

之后，用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnp與lnl值作lnp-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1，截距為常數(shù)a；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lna與lnp或lna與lnl值作lna-lnp或lna-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的二維分形維數(shù)d2，截距為常數(shù)b；

用位于同一水體層的同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)的各個(gè)所述藍(lán)藻絮凝體對(duì)應(yīng)的lnv與lnp或lnv與lnl值作lnv-lnp或lnv-lnl直線關(guān)系圖，其中，直線的斜率為該水體層的該圖像采集時(shí)間點(diǎn)的所述藍(lán)藻絮凝體的三維分形維數(shù)d3，截距為常數(shù)c。

第五步，首先，采用明美顯微數(shù)碼成像系統(tǒng)v5.1對(duì)將同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)采集的位于同一水體層且位于同一側(cè)壁面上的圖像進(jìn)行拼接處理，再采用matlab或sufer等軟件將四個(gè)側(cè)壁面上分別形成的拼接圖像進(jìn)行疊加處理，從而得到每個(gè)水體層的各個(gè)圖像采集時(shí)間點(diǎn)的拼接疊加圖；然后，按照?qǐng)D像采集時(shí)間的先后順序?qū)⒏魉w層的所述拼接疊加圖制作成不同時(shí)間維度上模擬藍(lán)藻水華爆發(fā)過(guò)程的三維演示動(dòng)畫。

(5)結(jié)論：

①本發(fā)明的方法可以清晰地了解到不同外部影響因素下，藍(lán)藻水華爆發(fā)過(guò)程中藍(lán)藻絮凝體形成的整個(gè)過(guò)程，由于每種藍(lán)藻都有其最適的n/p、水溫、光強(qiáng)及風(fēng)速，所以可以通過(guò)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法確定其爆發(fā)形成水華的最適影響因子。采用預(yù)算法可計(jì)算出不同圖像采集時(shí)間點(diǎn)的同一水體層的藍(lán)藻絮凝體的一維分形維數(shù)d1、二維分形維數(shù)d2以及三維分形維數(shù)d3，得到的不同時(shí)間點(diǎn)的分形維數(shù)可用于建立水華藍(lán)藻爆發(fā)過(guò)程的模型。

②將同一圖像采集時(shí)間點(diǎn)采集的位于同一水體層的圖像采用matlab或sufer等軟件進(jìn)行拼接疊加處理，得到每個(gè)水體層的各個(gè)圖像采集時(shí)間點(diǎn)的拼接疊加圖；然后，按照?qǐng)D像采集時(shí)間的先后順序?qū)⒏魉w層的所述拼接疊加圖制作成不同時(shí)間維度上模擬藍(lán)藻水華爆發(fā)過(guò)程的三維演示動(dòng)畫。