基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法技术

本申请公开了一种基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法

【技术实现步骤摘要】
基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法、系统及装置


[0001]本申请属于水环境及质量监测应用领域，特别涉及一种基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法
、
系统及装置
。

技术介绍

[0002]水环境质量监测是水资源保护科学研究的基础，是保护水资源的基本手段之一，也是评估水源地水质
、
监控污染物排放
、
保障用水安全等方面的重要手段，对于生态环保
、
资源优化利用
、
公民生活质量等方面都具有重要的保障作用
。
[0003]虽然，目前的水环境质量监测方法很多，但是，均以水质监测指标的数据采集为主，且通常以单个监测点位的水质监测指标的变化判定水质状态，而无法将水质监测数据进行多尺度综合处理后，更加客观全面地判定水质状态，进而，无法准确及时地通过水质状态的变化情况，提前预测水环境的水质是否出现异常并及时预警，而且对于已有的水环境状态数据库的相关历史数据，也无法有效地利用，无法将当前监测的水环境状态数据与已有的水环境状态数据库中的相关历史数据关联起来，从历史数据中找出同类或相似的水质异常原因或水质污染原因，以及对应的异常发生机理和防治措施，作为后续对水质异常处理的技术支持和决策辅助
。

技术实现思路

[0004]鉴于以上问题，本申请提供一种基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法
、
系统及装置，以解决上述技术问题
。
[0005]本申请提供了以下技术方案：
>[0006]第一方面，本申请提供了一种基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，所述方法包括：
[0007]获取水环境的第一水质监测数据；
[0008]根据所述第一水质监测数据，确定第一水质状态变化指数；
[0009]根据所述第一水质状态变化指数，确定水环境的水质是否出现异常；
[0010]若所述水环境的水质出现异常，发出预警；
[0011]所述第一水质监测数据，为表征当前水环境水质状态的各种水质监测指标的相关数据；
[0012]所述第一水质状态变化指数，为反映当前水环境的水质状态的变化情况和程度的综合指数；
[0013]所述水质监测指标，为在所述监测点位直接检测所获得的对应水质指标；
[0014]所述监测点位，为监测水环境水质状态变化所需的监测点的具体位置
。
[0015]进一步的，所述根据所述第一水质监测数据，确定第一水质状态变化指数，包括：
[0016]从所述第一水质监测数据中，抽取第二水质监测数据和第三水质监测数据；
[0017]根据所述第二水质监测数据，确定第二水质状态变化指数；
[0018]根据所述第三水质监测数据，确定第三水质状态变化指数；
[0019]将所述第二水质状态变化指数与第三水质状态变化指数，作为第一水质状态变化指数；
[0020]所述第二水质监测数据，为当前水环境的水质监测指标在单个监测点位的实时监测数据；
[0021]所述第三水质监测数据，为当前水环境的水质监测指标在多个监测点位的实时监测数据；
[0022]所述第二水质状态变化指数，为当前水环境在其单个监测点位上，所采集的至少一项水质监测指标实时数据的变化程度；
[0023]所述第三水质状态变化指数，为当前水环境在其多个监测点位上，所采集的至少一项水质监测指标的实时数据的综合变化程度；
[0024]进一步的，所述根据所述第一水质状态变化指数，确定水环境的水质是否出现异常，包括：
[0025]若所述第二水质状态变化指数小于第一变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数正常，水环境的水质状态正常；
[0026]若所述第二水质状态变化指数大于等于第一变化阈值，且小于等于第二变化阈值，则通过第三水质状态变化指数，进一步判断，具体如下：
[0027](1)
若所述第三水质状态变化指数小于第三变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数正常，水环境的水质状态正常；
[0028](2)
若所述第三水质状态变化指数大于等于第三变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数异常，水环境的水质状态异常；
[0029]若所述第二水质状态变化指数大于第二变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数异常，水环境的水质状态异常；
[0030]所述第一变化阈值和第二变化阈值，均为第二水质状态变化指数对应的阈值，且第一变化阈值小于第二变化阈值；
[0031]所述第三变化阈值，为第三水质状态变化指数对应的阈值；
[0032]进一步的，所述第二水质状态变化指数为监测点位的水质监测指标的数据变化率，具体如下：
[0033][0034]其中，
T
s1
为某一监测点位的水质监测指标的数据变化率；
[0035]s
i1
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第一监测值；
[0036]s
i2
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第二监测值；
[0037]具体来说，由于不同水质监测指标的数值变化方向不同，故本申请监测点位上的水质监测指标的数据变化差值采用取绝对值的方法，直接反映该监测点位上数据变化的程度
。
[0038]进一步的，所述第三水质状态变化指数为水质监测指标的异常度，具体如下：
[0039][0040]其中，
T
s2
为某一项水质监测指标的异常度；
[0041]s
i1
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第一监测值；
[0042]s
i2
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第二监测值；
[0043]n
为该项水质监测指标在河流水环境中的监测点位总数；
[0044]为该项水质监测指标在其第一数据中，所有第一变化幅度的均值；
[0045]为该项水质监测指标在其第一数据中，所有第一变化幅度中的最大值；
[0046]所述第一监测值，为该项水质监测指标在某一监测周期的前一次监测值；相对的，所述第二监测值，为该项水质监测指标在同一监测周期的后一次监测值；所述第一监测值与第二监测值之间的时间间隔即为一个监测周期；
[0047]所述第一数据，为该项水质监测指标的历史监测数据中正常状态下的监测数据；
[0048]所述第一变化幅度，为一个监测周期内，第二监测值比第一监测值增加或减少的百分比的绝对值；
[0049]以上参数，均为同一水环境中，同一项水质监测指标的数据；
[0050]进一步的，所述若所述水环境的水质出现异常，发出预警，之后还包括：
[0051]从水环境状态数据库中，筛选出与水环境的水质异常情况关联度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取水环境的第一水质监测数据；根据所述第一水质监测数据，确定第一水质状态变化指数；根据所述第一水质状态变化指数，确定水环境的水质是否出现异常；若所述水环境的水质出现异常，发出预警；所述第一水质监测数据，为表征当前水环境水质状态的各种水质监测指标的相关数据；所述第一水质状态变化指数，为反映当前水环境水质状态的变化情况和程度的综合指数；所述水质监测指标，为在所述监测点位直接检测所获得的对应水质指标；所述监测点位，为监测水环境水质状态变化所需的监测点的具体位置
。2.
根据权利要求1所述基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，其特征在于，所述根据所述第一水质监测数据，确定第一水质状态变化指数，包括：从所述第一水质监测数据中，抽取第二水质监测数据和第三水质监测数据；根据所述第二水质监测数据，确定第二水质状态变化指数；根据所述第三水质监测数据，确定第三水质状态变化指数；将所述第二水质状态变化指数与第三水质状态变化指数，共同作为第一水质状态变化指数；所述第二水质监测数据，为当前水环境的水质监测指标在单个监测点位的实时监测数据；所述第三水质监测数据，为当前水环境的水质监测指标在多个监测点位的实时监测数据；所述第二水质状态变化指数，为当前水环境在其单个监测点位上，所采集的至少一项水质监测指标实时数据的变化程度；所述第三水质状态变化指数，为当前水环境在其多个监测点位上，所采集的至少一项水质监测指标的实时数据的综合变化程度
。3.
根据权利要求2所述基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，其特征在于，所述根据所述第一水质状态变化指数，确定水环境的水质是否出现异常，包括：若所述第二水质状态变化指数小于第一变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数正常，水环境的水质状态正常；若所述第二水质状态变化指数大于等于第一变化阈值，且小于等于第二变化阈值，则通过第三水质状态变化指数，进一步判断，具体如下：
(1)
若所述第三水质状态变化指数小于第三变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数正常，水环境的水质状态正常；
(2)
若所述第三水质状态变化指数大于等于第三变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数异常，水环境的水质状态异常；若所述第二水质状态变化指数大于第二变化阈值，则确定所述第一水质状态变化指数异常，水环境的水质状态异常；所述第一变化阈值和第二变化阈值，均为第二水质状态变化指数对应的阈值，且第一
变化阈值小于第二变化阈值；所述第三变化阈值，为第三水质状态变化指数对应的阈值
。4.
根据权利要求3所述基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，其特征在于，所述第二水质状态变化指数为监测点位的水质监测指标的数据变化率，具体如下：其中，
T
s1
为某一监测点位的水质监测指标的数据变化率；
s
i1
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第一监测值；
s
i2
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第二监测值
。5.
根据权利要求4所述基于水质监测大数据的多尺度综合处理方法，其特征在于，所述第三水质状态变化指数为水质监测指标的异常度，具体如下：其中，
T
s2
为某一项水质监测指标的异常度；
s
i1
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第一监测值；
s
i2
为该项水质监测指标在河流水环境中第
i
个监测点位的第二监测值；
n
为该项水质监测指标在河流水环境中的监测点位总数；为该项水质监测指标在其第一数据中，所有第一变化幅度的均值；为该项水质监测指标在其第一数据中，所有第一变化幅度中的最大值；所述第一监测值，为该项水质监测指标在某一监测周期的前一次监测值；相对的，所述第二监测值，为该项水质监测指标在同一监测周期的后一次监测值；所述第一监测值与第二监测值之间的时间间隔即为一个监测周期；所述第一数据，为该项水质监测指标的历史监测数据中正常状态下的监测数据；所述第一变化幅度，为一个监测周期内，第二监测值比第一监测值增加或减少的百分比的绝对值；以上参数，均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆良，潘少奇，王洋洲，别浥菲，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：