【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水库生态监测，具体而言，涉及一种水库水生态健康诊断方法及系统。
技术介绍
1、在大型水库的生态健康管理中，管理部门面临着复杂而艰巨的挑战。水库生态系统受到多种因素的影响，包括季节变化、人类活动和自然因素，这使得单一监测方法难以全面反映水库的生态健康状况。为了应对这一挑战，管理部门采用了多点位、多方法的综合监测策略，包括水质参数检测、生物指标分析和遥感影像分析等。
2、然而，这种综合监测策略在实施过程中遇到了诸多困难。首先，水库的地理特征给数据采集带来了挑战。由于水库面积广阔，水深较大，部分监测设备难以到达深水区，这影响了数据采集的全面性和准确性。其次，水下环境的复杂性进一步增加了数据采集的难度。现有的水库水生态健康诊断方法还存在一些关键的不足。这些方法难以全面考虑微塑料污染、蓝藻爆发、外来物种入侵、鱼类行为异常等多重生态压力因素，导致对水库生态健康状况的评估不够全面和准确。同时，现有方法缺乏对复杂水生态系统的快速、全面和准确评估能力，难以在生态安全、供水需求和公众关切之间取得平衡。
3、此外，现有技术对水库生态系统结构和功能特征的解析不足，难以准确推测工程运行后的变化趋势。缺乏基于生态系统结构和功能的水库生态健康状况评价技术体系，使得评估结果的科学性和可靠性受到质疑。
4、针对上述问题，现有技术亟需改进。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种水库水生态健康诊断方法及系统，旨在解决现有技术中存在的至少一个问题，具有全面考虑多重生态压
2、本申请提供了一种水库水生态健康诊断方法，技术方案如下：
3、该方法包括：获取水库中分布式传感器采集的水质参数、生物指标和环境数据；根据所述水质参数、生物指标和环境数据，通过数据融合算法生成水库生态健康评估数据；根据所述水库生态健康评估数据，计算水库生态健康评估指数；根据所述水库生态健康评估指数，生成水库生态健康状态评估结果；根据所述水库生态健康状态评估结果，判断水库生态状态是否异常；当水库生态状态异常时，生成预警信号。
4、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述水质参数、生物指标和环境数据，通过数据融合算法生成水库生态健康评估数据的步骤包括：获取所述水质参数、生物指标和环境数据的时空分布信息；根据所述时空分布信息，对所述水质参数、生物指标和环境数据进行时空插值处理；基于所述时空插值处理后的数据，通过多源数据融合算法生成水库生态健康评估数据。
5、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述时空分布信息，对所述水质参数、生物指标和环境数据进行时空插值处理的步骤包括：获取所述水质参数、生物指标和环境数据的采样时间间隔和采样点位间距；根据所述采样时间间隔和采样点位间距，计算所述水质参数、生物指标和环境数据的时空插值系数；根据所述时空插值系数，对所述水质参数、生物指标和环境数据进行时空插值计算，得到插值处理后的水质参数、生物指标和环境数据。
6、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述采样时间间隔和采样点位间距，计算所述水质参数、生物指标和环境数据的时空插值系数的步骤包括：获取所述水质参数、生物指标和环境数据的历史变化趋势；根据所述历史变化趋势，计算所述水质参数、生物指标和环境数据在不同采样时间间隔下的变化率；根据所述变化率，计算所述水质参数、生物指标和环境数据在不同采样点位间距下的空间相关性；根据所述变化率和所述空间相关性，生成时间插值系数和空间插值系数；将所述时间插值系数和所述空间插值系数进行组合运算，得到所述时空插值系数。
7、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述历史变化趋势，计算所述水质参数、生物指标和环境数据在不同采样时间间隔下的变化率的步骤包括：获取所述水质参数、生物指标和环境数据的历史数据集；对所述历史数据集进行时间序列分析，识别周期性变化模式和长期变化趋势；根据所述周期性变化模式和长期变化趋势，建立时间序列预测模型；利用所述时间序列预测模型，对不同采样时间间隔下的数据值进行预测；计算相邻预测数据值之间的差异，并除以对应的时间间隔，得到所述水质参数、生物指标和环境数据在不同采样时间间隔下的变化率。
8、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述水库生态健康评估数据，计算水库生态健康评估指数的步骤包括：获取所述水库生态健康评估数据中的水质参数、生物指标和遥感数据；根据所述水质参数计算水质参数指数，其中，所述水质参数指数包括溶解氧、ph值、总氮、总磷和温度的加权和；根据所述生物指标计算生物指标评分，其中，所述生物指标评分包括藻类、鱼类和浮游生物的加权和；根据所述遥感数据计算遥感数据指数，其中，所述遥感数据指数包括归一化水体指数、叶绿素a和浊度的加权和；根据所述水质参数指数、生物指标评分和遥感数据指数，计算所述水库生态健康评估指数。
9、进一步地，本申请还提出了，所述方法还包括：根据所述水库生态健康状态评估结果，获取水库鱼类群落结构数据；根据所述水库鱼类群落结构数据，建立水库鱼类群落结构数据库；根据所述水库鱼类群落结构数据库，生成鱼类投放和捕捞策略；根据所述鱼类投放和捕捞策略，执行水生植被修复；根据所述水生植被修复的执行结果，投放人工鱼巢。
10、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述水库鱼类群落结构数据库，生成鱼类投放和捕捞策略的步骤包括：获取所述水库鱼类群落结构数据库中的鱼类种群数量、年龄结构和生物量数据；根据预设的水库生态平衡模型，计算得到目标鱼类群落结构；将所述目标鱼类群落结构与当前鱼类群落结构进行比对，得到差异数据；根据所述差异数据，结合水库水质参数和季节因素，生成包括鱼类投放种类、数量和时间的鱼类投放计划计划；根据所述差异数据，生成包括鱼类捕捞种类、数量和区域限制的捕捞限制；将所述鱼类投放计划和所述捕捞限制整合形成所述鱼类投放和捕捞策略。
11、进一步地，本申请还提出了，所述根据所述水库生态健康评估数据，计算水库生态健康评估指数的计算公式为：
12、rehm = [σ(wi × pi × si) × d × t] × e × r
13、其中，
14、drehm为水库生态健康评估指数；
15、wi为各指标权重系数，取值范围为0-1；
16、pi为监测点位权重，取值范围为0-1；
17、si为季节性调节因子，取值范围为0.8-1.2；
18、d为深度修正系数，取值范围为0.7-1.0；
19、t为时间响应函数，t = 1 - e^(-t1/τ)；
20、τ为特征时间；
21、t1为当前时间点，与某一基准时间之间的时间间隔；
22、e为生态压力函数，e = 1 / (1 + e^(-k(mp + ba + is)))；
23、k为生态压力响应系数；
24、r为风险调节因子，r = min(1, max(0.5, 1 -本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述水质参数、生物指标和环境数据，通过数据融合算法生成水库生态健康评估数据的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述时空分布信息，对所述水质参数、生物指标和环境数据进行时空插值处理的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述采样时间间隔和采样点位间距，计算所述水质参数、生物指标和环境数据的时空插值系数的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述历史变化趋势，计算所述水质参数、生物指标和环境数据在不同采样时间间隔下的变化率的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述水库生态健康评估数据，计算水库生态健康评估指数的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述方法还包括
8.根据权利要求7所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述水库鱼类群落结构数据库，生成鱼类投放和捕捞策略的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述水库生态健康评估数据，计算水库生态健康评估指数的计算公式为：
10.一种水库水生态健康诊断系统，其特征在于，该系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述水质参数、生物指标和环境数据，通过数据融合算法生成水库生态健康评估数据的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述时空分布信息，对所述水质参数、生物指标和环境数据进行时空插值处理的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述采样时间间隔和采样点位间距，计算所述水质参数、生物指标和环境数据的时空插值系数的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种水库水生态健康诊断方法，其特征在于，所述根据所述历史变化趋势，计算所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓辉，赵影茜，黄泉萍，谢天，
申请(专利权)人：广东省水文局湛江水文分局，
类型：发明
国别省市：
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