一种农田土壤重金属污染分析预警方法及预警系统技术方案

本发明专利技术属于农田监测分析技术领域，具体是一种农田土壤重金属污染分析预警方法及预警系统，预警系统包括包括服务器、农田分割标记模块、分区实时检测模块、低风险区分析模块、高风险区分析模块以及治理周期监管模块；本发明专利技术通过分区实时检测模块将分析区域进行重金属分类检测分析以标记为重金属高风险区或重金属低风险区，实现对所需监测农田的分区域重金属风险等级划分，以及通过分析生成农田重金属异常信号或农田重金属正常信号，实现对农田整体重金属污染状况的及时预警反馈，低风险区分析模块将重金属低风险区进行分析，高风险区分析模块将重金属高风险区进行分析，有利于对应农田管理人员进行后续治理以及后续农田管理规划。规划。规划。

【技术实现步骤摘要】
一种农田土壤重金属污染分析预警方法及预警系统


[0001]本专利技术涉及农田监测分析
，具体是一种农田土壤重金属污染分析预警方法及预警系统。

技术介绍

[0002]农田又称为耕地，在地理学上是指可以用来种植农作物的土地，重金属是指比重等于或大于5.0的金属，如Zn、Cd、Hg、Ni、Co等，农田土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染，农田土壤受到重金属污染后会影响所生产作物的品质和食用安全，因此需要对农田土壤重金属污染状况进行检测；
[0003]目前在进行农田土壤重金属污染检测时，难以实现对农田土壤的分区域细致准确分析并进行区域风险等级划分和农田整体污染状况反馈预警，以及无法将划分出的重金属高风险区进行风险下降分析和将划分出的重金属低风险区进行风险上升分析，不利于对应农田管理人员进行后续治理，以及不利于对应管理人员进行后续农田管理规划，有待进行改善；
[0004]针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种农田土壤重金属污染分析预警方法及预警系统，解决了现有技术难以实现对农田土壤的分区域细致准确分析并进行区域风险等级划分和农田整体污染状况反馈预警，以及无法将划分出的重金属高风险区进行风险下降分析和将划分出的重金属低风险区进行风险上升分析，不利于农田管理人员进行后续治理和农田管理规划的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种农田土壤重金属污染分析预警方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、将所需监测的农田划分为若干个区域，将对应区域标记为分析区域i，且将分析区域i发送至服务器；分区实时检测模块通过分析将分析区域i标记为重金属高风险区或重金属低风险区；
[0009]步骤二、高风险区分析模块将重金属高风险区进行分析并判定是否生成对应重金属高风险区的重点治理信号，低风险区分析模块将重金属低风险区进行分析并判定是否生成对应重金属低风险区的重点关注信号，将重点治理信号以及重点关注信号经服务器发送至农田监管预警端；
[0010]步骤三、分区实时检测模块通过分析判定生成农田重金属异常信号或重金属正常信号，并经服务器将农田重金属异常信号发送至农田监管预警端和治理周期监管模块；
[0011]步骤四、治理周期监管模块设定重金属治理周期，通过治理周期分析生成治理效果趋势线，以及通过分析判定是否生成治理无效信号或治理合格信号，将治理效果趋势线
以及治理无效信号或治理合格信号经服务器发送至农田监管预警端。
[0012]进一步的，本专利技术还提出了一种农田土壤重金属污染分析预警系统，包括服务器、农田分割标记模块、分区实时检测模块、低风险区分析模块、高风险区分析模块以及治理周期监管模块；其中，农田分割标记模块将所需监测的农田划分为若干个区域，将对应区域标记为分析区域i，i＝{1,2，
…
，n}，n表示所划分处的区域数量且n为大于1的自然数，将分析区域i发送至服务器；
[0013]分区实时检测模块，用于将分析区域i进行分析，通过分析将分析区域i标记为重金属高风险区或重金属低风险区，以及通过分析生成农田重金属异常信号或农田重金属正常信号，将重金属高风险区经服务器发送至高风险区分析模块，将重金属低风险区经服务器发送至发送至低风险区分析模块，以及将农田重金属异常信号或农田重金属正常信号经服务器发送至农田监管预警端和治理周期监管模块；
[0014]高风险区分析模块用于将重金属高风险区进行分析并判定是否生成对应重金属高风险区的重点治理信号，低风险区分析模块将重金属低风险区进行分析并判定是否生成对应重金属低风险区的重点关注信号，以及将重点治理信号以及重点关注信号经服务器发送至农田监管预警端；治理周期监管模块用于在接收到农田重金属异常信号后进行治理周期分析，通过分析生成治理趋势线以及治理无效信号或治理合格信号并经服务器发送至农田监管预警端。
[0015]进一步的，分区实时检测模块的具体运行过程包括：
[0016]通过重金属分类检测分析获取到检测时段分析区域i的重金属威胁值，将分析区域i的重金属威胁值与预设重金属威胁阈值进行数值比较，若重金属威胁值超过预设重金属威胁阈值，则将对应分析区域i标记为重金属高风险区，否则将对应分析区域i标记为重金属低风险区，以及获取到所需监测的农田中重金属高风险区的数量和重金属低风险区的数量，将重金属高风险区的数量与重金属低风险区的数量进行比值计算获取到重金属高风险占比值，将重金属高风险占比值与预设重金属高风险占比阈值进行数值比较，若重金属高风险占比值超过预设重金属高风险占比阈值，则生成农田重金属异常信号，否则进行重金属威胁数值整合分析。
[0017]进一步的，重金属威胁数值整合分析的具体分析过程如下：
[0018]将所有分析区域的重金属威胁值进行方差计算获取到重金属威胁偏离系数，以及将所有分析区域的重金属威胁值进行均值计算得到重金属威胁均值，将重金属威胁偏离系数和重金属威胁均值与预设重金属威胁偏离系数阈值和预设重金属威胁均值阈值分别进行数值比较，若重金属威胁均值超过预设重金属威胁均值阈值且重金属威胁偏离系数未超过预设重金属威胁偏离系数阈值，则生成农田重金属异常信号，若重金属威胁均值未超过预设重金属威胁均值阈值且重金属威胁偏离系数未超过预设重金属威胁偏离系数阈值，则生成农田重金属正常信号。
[0019]进一步的，重金属分类检测分析的具体分析过程如下：
[0020]从服务器调取所需监测的重金属名称，将对应重金属标记为监测项u，u＝{1,2，
…
，m}，m表示所需监测的重金属数量且m为正整数，以及从服务器调取监测项u的预设危害系数；获取到检测时段分析区域i中对应监测项u的含量数据，将对应监测项u的含量数据与对应监测项u的预设含量阈值进行数值比较，若对应监测项u的含量数据超过对应预设含
量阈值，则将对应监测项u标记为风险项；
[0021]获取到检测时段分析区域i中风险项的数量，将风险项的数量与数值m进行比值计算获取到风险项占比值，以及将风险项的含量数据与对应预设含量阈值进行差值计算获取到风险含差量，将对应风险项的风险含差量与对应预设危害系数相乘并两者乘积标记为风险系数，将分析区域i中所有风险项的风险系数进行求和计算获取到风险总值；将分析区域i中风险项的数量、风险项占比值和风险总值进行数值计算得到重金属威胁值。
[0022]进一步的，低风险区分析模块的具体运行过程包括：
[0023]获取到所有重金属低风险区，将对应重金属低风险区当前检测时段的重金属威胁值与相邻上一检测时段的重金属威胁值进行差值计算获取到重金属增长值，以及将对应重金属低风险区当前检测时段的重金属威胁值与预设重金属威胁阈值进行差值计算并取绝对值获取到低风险差值，将重金属增长值与低风险差值进行数值计算获取到对应重金属低风险区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农田土壤重金属污染分析预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将所需监测的农田划分为若干个区域，将对应区域标记为分析区域i，且将分析区域i发送至服务器；分区实时检测模块通过分析将分析区域i标记为重金属高风险区或重金属低风险区；步骤二、高风险区分析模块将重金属高风险区进行分析并判定是否生成对应重金属高风险区的重点治理信号，低风险区分析模块将重金属低风险区进行分析并判定是否生成对应重金属低风险区的重点关注信号，将重点治理信号以及重点关注信号经服务器发送至农田监管预警端；步骤三、分区实时检测模块通过分析判定生成农田重金属异常信号或重金属正常信号，并经服务器将农田重金属异常信号发送至农田监管预警端和治理周期监管模块；步骤四、治理周期监管模块设定重金属治理周期，通过治理周期分析生成治理效果趋势线，以及通过分析判定是否生成治理无效信号或治理合格信号，将治理效果趋势线以及治理无效信号或治理合格信号经服务器发送至农田监管预警端。2.一种农田土壤重金属污染分析预警系统，其特征在于，包括服务器、农田分割标记模块、分区实时检测模块、低风险区分析模块、高风险区分析模块以及治理周期监管模块；其中，农田分割标记模块将所需监测的农田划分为若干个区域，将对应区域标记为分析区域i，i＝{1,2，
…
，n}，n表示所划分处的区域数量且n为大于1的自然数，将分析区域i发送至服务器；分区实时检测模块，用于将分析区域i进行分析，通过分析将分析区域i标记为重金属高风险区或重金属低风险区，以及通过分析生成农田重金属异常信号或农田重金属正常信号，将重金属高风险区经服务器发送至高风险区分析模块，将重金属低风险区经服务器发送至发送至低风险区分析模块，以及将农田重金属异常信号或农田重金属正常信号经服务器发送至农田监管预警端和治理周期监管模块；高风险区分析模块用于将重金属高风险区进行分析并判定是否生成对应重金属高风险区的重点治理信号，低风险区分析模块将重金属低风险区进行分析并判定是否生成对应重金属低风险区的重点关注信号，以及将重点治理信号以及重点关注信号经服务器发送至农田监管预警端；治理周期监管模块用于在接收到农田重金属异常信号后进行治理周期分析，通过分析生成治理趋势线以及治理无效信号或治理合格信号并经服务器发送至农田监管预警端。3.根据权利要求2所述的一种农田土壤重金属污染分析预警系统，其特征在于，分区实时检测模块的具体运行过程包括：通过重金属分类检测分析获取到检测时段分析区域i的重金属威胁值，将分析区域i的重金属威胁值与预设重金属威胁阈值进行数值比较，若重金属威胁值超过预设重金属威胁阈值，则将对应分析区域i标记为重金属高风险区，否则将对应分析区域i标记为重金属低风险区，以及获取到所需监测的农田中重金属高风险区的数量和重金属低风险区的数量，将重金属高风险区的数量与重金属低风险区的数量进行比值计算获取到重金属高风险占比值，将重金属高风险占比值与预设重金属高风险占比阈值进行数值比较，若重金属高风险占比值超过预设重金属高风险占比阈值，则生成农田重金属异常信号，否则进行重金属威胁数值整合分析。4.根据权利要求3所述的一种农田土壤重金属污染分析预警系统，其特征在于，重金属
威胁数值整合分析的具体分析过程如下：将所有分析区域的重金属威胁值进行方差计算获取到重金属威胁偏离系数，以及将所有分析区域的重金属威胁值进行均值计算得到重金属威胁均值，将重金属威胁偏离系数和重金属威胁均值与预设重金属威胁偏离系数阈值和预设重金属威胁均值阈值分别进行数值比较，若重金属威胁均值超过预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嫦娥，段昌群，罗庆睿，赵奕乔，蔡粤，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：