一种地下水资源评估系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地下水资源评估系统，包括：水体样本采集子系统，用于获取地下水体样本并进行样本过滤；地下水成像子系统，用于获取地下水图像；水质评估子系统，用于对地下水图像进行水体成分分析，获取样本中的物质类别及分布情况；图像分析子系统，用于图像分解、特征提取、特征融合，获取图像的质量分数，根据所述质量分数对地下水图像进行水质评估；综合评估子系统，用于根据地下水体样本的物质类别以及各物质的质量分数进行水质综合评估。本发明专利技术通过计算图像颜色矩获取各水体物质的类别以及分布情况，通过特征提取、特征融合，采用卷积神经网络进行图像分析，获取地下水水样中各水体物质的质量分数，最后根据安全标准实现地下水体评估。水体评估。水体评估。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水资源评估系统


[0001]本专利技术属于水质检测领域，特别是涉及一种地下水资源评估系统。

技术介绍

[0002]随着工业化的不断发展，很多人工合成的化合物也投入了使用，在工业化生产完毕之后，出现诸多将不达标的废水直接排放的现象，由此导致地下水中原有的化学组成被改变，使得地下水受到严重污染。地下水评估即确定水体中的污染物质，进行污染等级划分，为环境保护计划的制定提供有力依据。
[0003]现有的地下水评估技术方案中，往往采用传感器进行水质数据获取与数据分析，而传感器往往存在使用寿命短的缺点，导致水体评估成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种地下水资源评估系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种地下水资源评估系统，包括水体样本采集子系统、地下水成像子系统、水质评估子系统、图像分析子系统、综合评估子系统；
[0006]所述水体样本采集子系统与所述地下水成像子系统连接，所述图像分析子系统、所述水质评估子系统分别与所述综合评估子系统连接；
[0007]所述水体样本采集子系统用于获取地下水体样本，并进行样本过滤；
[0008]所述地下水成像子系统用于对所述地下水体样本进行成像，获取地下水图像；
[0009]所述水质评估子系统用于对所述地下水图像进行水体成分分析，获取所述地下水体样本中的物质类别及分布情况；
[0010]所述图像分析子系统用于对所述地下水图像进行图像分解、特征提取、特征融合，获取所述地下水体样本中各物质的质量分数，根据所述质量分数对所述地下水图像进行水质评估；
[0011]所述综合评估子系统用于根据所述地下水体样本的物质类别以及各物质的质量分数进行水质综合评估。
[0012]可选地，所述水体样本采集子系统水体样本采集子系统包括水体过滤装置、气管以及吸气装置，所述水体过滤装置通过气管与所述吸气装置连接，通过所述水体过滤装置对地下水体样本进行杂质过滤，通过所述吸气装置吸收所述水体过滤装置中的空气。
[0013]可选地，所述地下水成像子系统包括图像采集装置与图像处理装置，所述图像采集装置包括成像模块以及参数调整模块，通过所述成像模块获取地下水图像，通过所述参数调整模块对所述成像模块进行参数设置，所述参数设置包括调整曝光度、亮度、平衡度。
[0014]可选地，所述水质评估子系统包括颜色分离模块与成分分析模块，通过所述颜色分离模块对所述地下水图像进行颜色成分分离，并采用颜色去卷积算法获取所述地下水图像中各物质的颜色分布图像，通过所述成分分析模块对所述颜色分布图像进行颜色矩计
算，对所述颜色分布图像中各水体物质的分布情况进行表征。
[0015]可选地，所述图像分析子系统包括图像分解模块、特征提取模块与图像回归模块，所述图像分解模块根据Retinue理论将所述地下水图像分解为反射图分量和光照图分量，并对所述反射图分量和所述光照图分量进行局部归一化处理。
[0016]可选地，所述图像分析子系统采用卷积神经网络构建图像分析网络，将所述地下水图像的反射图分量和光照图分量输入所述图像分析网络，分别获取反射图子网络与光照图子网络，通过所述特征提取模块对所述反射图子网络与所述光照图子网络进行采样，获取地下水图像的亮度特征与颜色纹理特征，将所述亮度特征与颜色纹理特征进行融合，获取融合特征，并通过所述图像回归模块获取地下水图像的质量分数。
[0017]可选地，所述质量回归模块包括卷积层、最大池化层、平均池化层、全连接层，通过所述最大池化层与所述平均池化层对所述融合特征进行特征过滤，并根据特征与质量分数的映射关系获取每个特征的质量分数，对每个特征的质量分数求平均，获取所述地下水图像各物质的质量分数。
[0018]可选地，所述综合评估子系统根据各水体物质的安全标准分别构建各水体物质的质量分数阈值，当所述地下水体样本中存在质量分数超出所述质量分数阈值的水体物质时，则判断水体水质不合格，若不存在质量分数超出质量分数阈值的水体物质时，则判断水质合格。
[0019]本专利技术的技术效果为：
[0020]本专利技术通过水体过滤装置对地下水水样进行杂质过滤，消除杂质对水体图像的分析影响，通过计算图像颜色矩对各水体物质的类别以及分布情况进行表征，通过特征提取、特征融合，采用卷积神经网络进行图像分析，获取地下水水样中各水体物质的质量分数，最后根据安全标准实现地下水体评估，提高了基于图像方法的水质评估准确度。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例中的地下水资源评估系统结构示意图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0024]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0025]实施例一
[0026]如图1所示，本实施例中提供一种地下水资源评估系统，包括水体样本采集子系统、地下水成像子系统、水质评估子系统、图像分析子系统、综合评估子系统；其中，水体样本采集子系统与地下水成像子系统连接，图像分析子系统、水质评估子系统分别与综合评估子系统连接；水体样本采集子系统用于获取地下水体样本，并进行样本过滤；地下水成像
子系统用于对所述地下水体样本进行成像，获取地下水图像；水质评估子系统用于对所述地下水图像进行水体成分分析，获取所述地下水体样本中的物质类别及分布情况；图像分析子系统用于对所述地下水图像进行图像分解、特征提取、特征融合，获取所述地下水体样本中各物质的质量分数，根据所述质量分数对所述地下水图像进行水质评估；综合评估子系统用于根据所述地下水体样本的物质类别以及各物质的质量分数进行水质综合评估。具体地：
[0027]作为本申请的一种较佳实施方式，水体样本采集子系统水体样本采集子系统包括水体过滤装置、气管以及吸气装置，所述水体过滤装置通过气管与所述吸气装置连接，通过所述水体过滤装置对地下水体样本进行杂质过滤，通过所述吸气装置吸收所述水体过滤装置中的空气。
[0028]作为本申请的一种较佳实施方式，地下水成像子系统包括图像采集装置与图像处理装置，所述图像采集装置包括成像模块以及参数调整模块，通过所述成像模块获取地下水图像，通过所述参数调整模块对所述成像模块进行参数设置，所述参数设置包括调整曝光度、亮度、平衡度。
[0029]作为本申请的一种较佳实施方式，水质评估子系统包括颜色分离模块与成分分析模块，通过所述颜色分离模块对所述地下水图像进行颜色成分分离，并采用颜色去卷积算法获取所述地下水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水资源评估系统，其特征在于，包括水体样本采集子系统、地下水成像子系统、水质评估子系统、图像分析子系统、综合评估子系统；所述水体样本采集子系统与所述地下水成像子系统连接，所述图像分析子系统、所述水质评估子系统分别与所述综合评估子系统连接；所述水体样本采集子系统用于获取地下水体样本，并进行样本过滤；所述地下水成像子系统用于对所述地下水体样本进行成像，获取地下水图像；所述水质评估子系统用于对所述地下水图像进行水体成分分析，获取所述地下水体样本中的物质类别及分布情况；所述图像分析子系统用于对所述地下水图像进行图像分解、特征提取、特征融合，获取所述地下水体样本中各物质的质量分数，根据所述质量分数对所述地下水图像进行水质评估；所述综合评估子系统用于根据所述地下水体样本的物质类别以及各物质的质量分数进行水质综合评估。2.根据权利要求1所述的地下水资源评估系统，其特征在于，所述水体样本采集子系统水体样本采集子系统包括水体过滤装置、气管以及吸气装置，所述水体过滤装置通过气管与所述吸气装置连接，通过所述水体过滤装置对地下水体样本进行杂质过滤，通过所述吸气装置吸收所述水体过滤装置中的空气。3.根据权利要求1所述的地下水资源评估系统，其特征在于，所述地下水成像子系统包括图像采集装置与图像处理装置，所述图像采集装置包括成像模块以及参数调整模块，通过所述成像模块获取地下水图像，通过所述参数调整模块对所述成像模块进行参数设置，所述参数设置包括调整曝光度、亮度、平衡度。4.根据权利要求1所述的地下水资源评估系统，其特征在于，所述水质评估子系统包括颜色分离模块与成分分析模块，通过所述颜色分离模块对所述地下水图像进行颜色成分分离，并采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永超，
申请(专利权)人：中煤地一七三勘探队涿州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：