[发明专利]河湖流域水环境智慧管理方法

说明书

本发明属于流域管理技术领域，为提出一种河湖流域水环境智慧管理平台。系统将河湖流域多源数据实时监控系统，数据自动传输、储存及智能分析系统，多源数据融合可视化系统集成在同一平台上，旨在实现对河湖流域水环境更加全面、科学、高效的管理，本发明，河湖流域水环境智慧管理方法，实时监控水质因子、生态因子、环境因子、水文特征因子、建筑信息因子、外源破坏因子；其中，水质因子通过无人机搭载多光谱进行遥感反演，监测指标包括总氮、总磷、氨氮、化学需要量COD、叶绿素，并通过后处理分析得到全流域水质分布状况；生态因子实时监测具体是通过无人机遥感获取正射影像。本发明主要应用于环境监测场合。

技术领域

本发明属于流域管理技术领域，具体涉及一种河湖流域水环境智慧管理平台。

背景技术

流域管理是一个完整的“资源-环境-社会-经济”复合生态系统的管理，流域水环境管理是流域综合管理重要的一环，流域水环境管理合理与否直接关系着流域的可持续发展。流域水环境管理涵盖水污染防治、水资源保护、水利工程管理多个方面，当前我国的河湖流域水环境管理尚未成熟，面临诸多问题。

(1)在河湖流域水污染防治水质管理方面。传统的河流、湖泊水质监测评价主要通过采集水样，送到实验室进行水质分析。这种方法的优点是能对众多的水质指标做出精确的分析和评价，缺点是不仅费时费力、不经济，而且采样点有限，只能了解监测断面上的水质状况，对于整个水体而言，这些测点数据只具有局部和个别的代表意义。同时，当前人工智能发展迅速，在很多领域取得了突破性的应用，而传统实验室水质监测的数据量的限制使得要求大数据的人工智能无法应用于水质的模拟预测领域，这就迫切需要通过更加高效的方式突破时间、空间限制获取大范围水域的水质数据。当前，在线水质监测站在国内外已有应用，在线水质监测站虽然能自动化连续获取水域水质信息，但是存在固定监测点布控少无法获取整个水域水质信息，监测站建设成本高，设备检修维护困难、费用高缺点，这也导致了我国现有水质自动监测站的建设中出现很多建设滞后、建设不达标的现象。水体遥感可以通过研究水体反射光谱特征与水质参数浓度之间的关系，建立水质参数反演算法，并可以结合水质评价模型对湖泊水质进行监测、评价，不仅省时省力，还可以利用影像进行大面积反演，进而对河流、湖泊水质程度进行全面整体监测。(2)在河湖流域水环境水利工程管理方面。水利工程理念是人类文明的重要组成部分，对人类的生存与发展做出了不朽的贡献，现代水利工程一般具有施工工序多、数据信息量大、管理难度大特点，如何使水利工程资分析、设计、施工、管理更加科学、有效，具有重要的社会、工程和科学意义。在水利工程建设过程中，迫切需要更科学、更高效的信息管理体系对采集的数据进行有效的分析、表达。建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术以三维几何模型为载体，集成建筑的物理信息和过程信息，并通过开放性的数据标准以实现建筑工程不同寿命期和各参与方之间的信息共享，从而促进管理水平和生产效率的提升。BIM是偏向于在微观方面专门处理建筑内部信息的一项技术，特点是具有完善的内部信息，但是缺少整体定位信息。而GIS是在宏观方面专门管理空间地理信息的技术，它是从宏观的角度去关注整个世界。基于GIS平台将BIM模型数据与地理信息数据融合，能充分利用各类数据的优势。当前的BIM模型主要是人工设计建模，从前期测绘勘察到建模人员进行模型构建费时费力，且精度有待提高。实景建模技术是近几年测绘领域发展起来的一项逆向建模技术，该技术利用有足够重叠度的相片，完整准确的建立被拍摄物体的三维立体模型。在工程领域，多被用于工程区域的多角度展示、施工进度汇报、设计意图表达方面，倾斜摄影建模技术提供了高精度的、可测量的、逼真的具有地理信息的三位实景模型。将倾斜摄影实景模型同BIM、GIS三者进行有机结合，应用于河湖流域水环境中水利工程管理，可以使水利工程设计、施工、管理更加科学高效。(3)在河湖流域水环境管理其他方面：在流域水环境管理其他方面如生态监管、水污染防治、水资源保护、水域岸线管理以及流域安全、破坏巡检(侵占河道、围垦湖泊)方面均需要流域管理人员做出统筹规划、决策。