【技术实现步骤摘要】
本申请属于海面污染监测，尤其涉及一种基于多源数据的海面污染智能监测系统。
技术介绍
1、近年来，海洋运输业的快速发展，加剧了海洋污染的问题，尤其是石油、危化品及放射性核素等污染物的突发性泄露，严重危害了海洋的生物多样性及海洋生态环境平衡。目前，海面污染监视手段主要有浮标、船舶、飞机、卫星等。其中，卫星监视相对于其他监视方式，具有覆盖面积大、多时相等特点，是海洋突发性污染事故防控的主要技术手段之一。
2、邢晴在《基于视觉显著性的海上目标检测方法研究》中采用粗提取、细分割和后定位的三步思想，在粗提取阶段结合目标的显著性特征对海上目标检测方法进行了研究，没有关注整体的监测系统[1]。专利cn110244763b涉及海水污染物的远程监测系统，包括无人艇和无人机，以及控制器，可在巡航模式和海面监测模式两者之间切换，采用执行巡航任务的无人机和无人艇定时进行监测，降低了海水污染物监测成本。专利申请cn115633398a涉及一种海面监测机器人系统，包括通信终端、无人机和视觉机器人，均设置在海上浮标上，无人机用于近距离监测海面动态。专利申请cn113156420a提出一种溢油检测系统以及方法，涉及了无人机和地面控制端，通过无人机与地面控制端之间的通信连接，传输融合图像，地面控制端对实时接收到的融合图像进行分析，以分析出溢油种类，溢油量及油膜厚度。
3、近年来，基于卫星遥感，结合海上浮标、船舶载荷、飞机巡查等技术，分别广泛应用于海面污染监测。但在实现海面污染监测智能化与信息化的过程中，仍存在下列问题：
4、(1
5、(2)由于准确监测和预测海面污染事件轨迹需要精确的环境数据，但海洋环境复杂多变，使得海面污染事故的信息精确度不高；
6、(3)由于不同来源的海面污染数据需要进行智能化分析，导致海面污染应急协作数据获取不及时。
7、目前尚未有集成浮标、船舶、飞机和卫星的海面智能监测系统，融合多种数据来源，利用数据分析技术、图像分析技术等手段来监测、预测海面污染的发生、传播和演化，实现全面的海洋监测。
8、[1]邢晴.基于视觉显著性的海上目标检测方法研究[d].国家海洋技术中心,2020.doi:10.27074/d.cnki.ghyjy.2020.000001.
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种基于多源数据的海面污染智能监测方法及系统，以解决现有技术中海面污染事故信息精确度不高的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于多源数据的海面污染智能监测系统，海面污染智能监测系统包括：海面监测模块，海面监测模块包括卫星监测单元、航空监测单元、轮船监测单元、路基监测单元，用于获取海面污染监测数据；数据传输模块，数据传输模块包括卫星监测数据传输单元、航空监测数据传输单元、轮船监测数据传输单元、路基监测数据传输单元，实现海面监测模块与综合分析模块之间的交互通信，交互通信包括将海面污染监测数据传输至综合分析模块；综合分析模块，综合分析模块包括数据融合单元、数据处理单元、响应触发单元以及监控平台单元；数据融合单元实现海面监测模块中各监测单元获取的海面污染监测数据的综合处理；数据处理单元自动从海面污染监测数据中提取出污染类型、污染事件位置和污染范围；响应触发单元根据海面污染事故中各类型的风险概率和危害后果的不同，将污染风险量化为高风险，临界风险和低风险；监控平台单元设置地理底图叠加模块以实现海面的可视化监控一体化；信息拓扑模块，信息拓扑优化模块包括数据云单元、应急响应单元、信息协同单元；数据云单元包括分布式应急立体监控数据存储共享云，支持在云端对海面污染监测数据进行组织管理，并以数据即服务方式提供数据服务，同时以软件即服务方式提供在线数据处理与分析；应急响应单元在响应触发单元作出判定后，作出反应和部署；信息协同单元进行信息共享，实现海面污染监测数据、应急响应方案、事故处置进展和经验教训的实时共享。
3、进一步地，上述卫星监测单元包括海上薄油膜传感器、危化品传感器和放射性核素传感器，实现对海面进行连续、定量监测。
4、进一步地，上述轮船监测单元在雨雾天进行机动监测；路基监测单元包括有定位模块的浮标、岸基监测站，实现对包括浅海水深、叶绿素浓度、油污分布信息的监测。
5、进一步地，上述卫星监测数据传输单元包括位于卫星监测单元侧的发射端和地面接收端，发射端包括信道编码、加扰、基带成形、调制放大、通道滤波、天线发射系统，地面接收端通过从发射端接收海面污染监测数据，经过包括解调、解扰、解码的综合处理转换为基带信号之后，进行提取目标种类、目标位置以及场景理解处理，再将提取的信息发送到综合分析模块。
6、进一步地，上述航空监测数据传输单元通过通信接口部件以太网、多路通信板，实现航空监测单元与综合分析模块的交互通信，使用简化高级数据链路控制规程或tcp/ip协议作为通信协议，从航空监测单元向综合分析模块发送海面污染监测数据。
7、进一步地，上述轮船监测数据传输单元通过船舶定位技术和/或全球定位系统实现轮船监测单元与综合分析模块间的交互通信；路基监测数据传输单元包括远距离无线通信方式、近距离无线通信方式和有线数据传输方式，路基监测数据传输单元将海面监测模块获取得到的海面污染监测数据汇聚到一个数据汇聚节点后，再通过数据汇聚节点将海面污染监测数据传输到综合分析模块；远距离无线通信方式包括gprs、nb-iot、卫星通信和4g；近距离无线通信方式包括lora、zigbee、蓝牙、wi-fi；有线数据传输方式包括rs-232和rs-485通信接口。
8、进一步地，上述数据处理单元对海面污染监测数据进行清洗、对齐、特征提取和分析利用，挖掘数据内在关联，自动提取出污染类型、污染位置和污染范围。
9、进一步地，上述监控平台单元包括地理底图叠加模块，以实现海面的可视化监控一体化，同时可视化显示基于海面污染监测数据的海面污染智能监测系统的全部模块，用户可根据需要选择查看不同类型模块、不同类型底图来输出结果。
10、进一步地，上述数据云单元支持大数据分析和挖掘。
11、进一步地，上述应急响应单元作出反应和部署的过程包括：当污染风险为临界风险和低风险时，自动形成协作关系和拓扑方案，不需要外部的人工干预来指导组织过程，自适应地调整海面监测模块中监测单元的资源分配，适应任务变化和系统负载的动态性；当污染风险为高风险时，人工调动近海污染应急响应组织，明确各方的职责分工和协作机制，并制定应急预案和处置方案。
12、应用本专利技术的方案，实现了以下有益技术效果：
13、1)建立了立体化海面智能感知系统，结合卫星遥感、航空飞机、轮船载荷和路基应急，通过海面监测、数据传输、综合分析、信息拓扑模块，搭建近海污染事故陆-海-空-天一体化监控平台，实现全天候、高密度的海洋监测。
1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多源数据的海面污染智能监测系统，其中，所述海面污染智能监测系统包括：
2.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述卫星监测单元包括海上薄油膜传感器、危化品传感器和放射性核素传感器，实现对海面进行连续、定量监测。
3.根据权利要求2所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述轮船监测单元在雨雾天进行机动监测；
4.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述卫星监测数据传输单元包括位于所述卫星监测单元侧的发射端和地面接收端，所述发射端包括信道编码、加扰、基带成形、调制放大、通道滤波、天线发射系统，所述地面接收端通过从所述发射端接收所述海面污染监测数据，经过包括解调、解扰、解码的综合处理转换为基带信号之后，进行提取目标种类、目标位置以及场景理解处理，再将提取的信息发送到所述综合分析模块。
5.根据权利要求4所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述航空监测数据传输单元通过通信接口部件以太网、多路通信板，实现所述航空监测单元与所述综合分析模块的交互通信，使用简化高级数据链路控制规程或TCP/I
6.根据权利要求5所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述轮船监测数据传输单元通过船舶定位技术和/或全球定位系统实现所述轮船监测单元与综合分析模块间的交互通信；
7.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述数据处理单元对所述海面污染监测数据进行清洗、对齐、特征提取和分析利用，挖掘数据内在关联，自动提取出污染类型、污染事件位置和污染范围。
8.根据权利要求7所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述监控平台单元包括地理底图叠加模块，以实现海面的可视化监控一体化，同时可视化显示基于所述海面污染监测数据的海面污染智能监测系统的全部模块，用户可根据需要选择查看不同类型模块、不同类型底图来输出结果。
9.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，数据云单元支持大数据分析和挖掘。
10.根据权利要求9所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述应急响应单元作出反应和部署的过程包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据的海面污染智能监测系统，其中，所述海面污染智能监测系统包括：
2.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述卫星监测单元包括海上薄油膜传感器、危化品传感器和放射性核素传感器，实现对海面进行连续、定量监测。
3.根据权利要求2所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述轮船监测单元在雨雾天进行机动监测；
4.根据权利要求1所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述卫星监测数据传输单元包括位于所述卫星监测单元侧的发射端和地面接收端，所述发射端包括信道编码、加扰、基带成形、调制放大、通道滤波、天线发射系统，所述地面接收端通过从所述发射端接收所述海面污染监测数据，经过包括解调、解扰、解码的综合处理转换为基带信号之后，进行提取目标种类、目标位置以及场景理解处理，再将提取的信息发送到所述综合分析模块。
5.根据权利要求4所述的海面污染智能监测系统，其特征在于，所述航空监测数据传输单元通过通信接口部件以太网、多路通信板，实现所述航空监测单元与所述综合分析模块的交互通信，使用简化高级数据链路控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢欢，徐苗，徐文瑜，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院杭州中心，
类型：发明
国别省市：
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