[发明专利]入湖干草量智能监测装置及干草氮磷污染入湖测算方法

权利要求书

1.干草氮磷污染入湖测算方法，应用入湖干草量智能监测装置，其特征是：入湖干草量智能监测装置包括沿湖岸设置的若干个监测点，所述的监测点间隔分布，每个检测点包括宽度已知的检测区(1)，所述的检测区(1)内沿检测区(1)宽度方向每隔一段距离固定一标记杆(2)，所述的标记杆(2)的下方设置有用于被摄像头(3)检测的标记点，所述的摄像头(3)安装在检测区(1)外，能同时获得所有标记杆(2)的标记点影像，每个标记杆(2)距摄像头(3)的距离为预定值；测算干草氮磷污染入湖的具体方法包括以下步骤：

步骤a、沿湖岸每隔一段距离设定一检测点，要求湖的四个方向上至少具备一个监测点；

步骤b、在检测点处划出具有一定宽度的检测区(1)，在检测区(1)内按宽度方向每隔一段距离固定一标记杆(2)，共固定N个标记杆(2)，相邻标记杆(2)之间的间隙依次记为S₁、S₂……S_N-1，在检测区(1)外安装摄像头(3)，测量标记杆(2)距摄像头(3)的距离，使S₁、S₂……S_N-1距摄像头(3)的距离为已知值；建立物体在S₁、S₂……S_N-1处时，物体大小与摄像头(3)捕捉的像素量的对应关系；

步骤c、获取进湖风滚草团的体积与重量关系：在湖边收集一定量大小不一的风滚草团，测定其宽、高和质量，进行多元线性回归分析，建立风滚草质量与大小的关系模型；

步骤d、通过室内模拟干草腐烂分解过程，在水体中分别添加不同重量干草，测定不同生物量的干草腐解过程中水体中各种形态无机和有机氮的总量、总磷的变化；建立水体氮磷浓度随干草生物量及分解时间的关系模型；

步骤e、摄像头(3)在规定时间内持续捕捉经过检测区(1)的风滚草团，确定该风滚草团占据的像素量，该风滚草团穿过某两个标记杆(2)之间的间隙时，摄像头(3)捕捉到该风滚草团遮住了部分标记杆(2)，同时又被其他标记杆(2)遮住，从而确定风滚草团位于最近的被风滚草团遮住的标记杆(2)和最远的遮住风滚草团的标记杆(2)之间的间隙，根据将该间隙对应的物体大小与摄像头(3)捕捉的像素量的对应关系，得出该风滚草团大小，然后根据步骤c得到的风滚草质量与大小的关系模型，换算出该风滚草团的质量，根据步骤d得到的水体氮磷浓度随干草生物量及分解时间的关系模型，换算出该风滚草团对应的水体氮磷浓度，进而算出该风滚草团对应的氮磷分解量，将所有经过检测区(1)的风滚草团对应的氮磷分解量相加，即获得与检测区(1)宽度相同的湖岸规定时间内进湖草量对应的氮磷分解量；以该氮磷分解量乘以湖岸长度，获得规定时间内风滚草导致的进湖氮磷污染量。

2.根据权利要求1所述的干草氮磷污染入湖测算方法，其特征是：所述的摄像头(3)为高清摄像头。

3.根据权利要求2所述的干草氮磷污染入湖测算方法，其特征是：每个监测点设置两个检测区(1)，每个检测区(1)包含各自的标记杆(2)和摄像头(3)，这两个检测区(1)的标记杆(2)和摄像头(3)对称设置。

4.根据权利要求3所述的干草氮磷污染入湖测算方法，其特征是：所述的检测区(1)附近设置一校对区(4)，所述的校对区(4)沿湖岸设置，宽度与检测区(1)宽度相同，校对区(4)的两端设置有固定杆(41)，固定杆(41)之间拉收集网(42)，所述的收集网(42)呈碗状，碗底朝湖，收集网(42)底部压固在地面上，风滚草从检测区(1)经过时，能被收集网(42)收集，当收集一定时间后，将收集网(42)从固定杆(41)上取下，将收集网(42)内的风滚草称重，与相同时间内摄像头(3)捕捉的风滚草重量对比，如摄像头(3)捕捉的风滚草重量与收集网(42)内的风滚草重量比处于预定范围内，则认为摄像头(3)捕捉的风滚草重量合理，如摄像头(3)捕捉的风滚草重量与收集网(42)内的风滚草重量比处于预定范围外，则认为摄像头(3)捕捉的风滚草重量不合理，舍弃摄像头(3)捕捉的风滚草信息，对监测点进行现场检查以及对摄像头(3)重新校对。