[发明专利]基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统

说明书

本发明公开了基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统，属于农田水质检测技术领域，包括区域规划模块、线路规划模块、农田检测模块、湿地校正模块、数据库和服务器；通过区域规划模块进行农田的区域划分，获得监测区域，线路规划模块根据获得的监测区域设置湿地检测区；农田检测模块对监测区域内农田的水质进行检测，并将采集的水质数据发送到对应的湿地校正模块；湿地校正模块用于对农田检测模块采集的水质数据进行校正，在湿地检测区设置协同校正装置，实时获取协同校正装置的采集数据，采集数据包括协同数据和日常光谱数据，协同数据包括协同光谱数据和标准数据，根据协同数据建立校正模型。

技术领域

本发明属于农田水质检测技术领域，具体是基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统。

背景技术

农田养分流失已经成为农业面源污染和水体氮、磷富营养化的主要原因之一，农田面源污染监测技术与方法在农业面源污染控制中十分重要；主要包括农业面源污染物源头控制与生态阻控技术、农业面源污染氮磷及有机污染关键指标动态监测技术等；因此本申请提出基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统，用于实现对农田水质的检测。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于全光谱水质分析仪的农业面源污染监测系统，包括区域规划模块、线路规划模块、农田检测模块、湿地校正模块、数据库和服务器；

通过区域规划模块进行农田的区域划分，获得监测区域，线路规划模块根据获得的监测区域设置湿地检测区；农田检测模块对监测区域内农田的水质进行检测，并将采集的水质数据发送到对应的湿地校正模块；

湿地校正模块用于对农田检测模块采集的水质数据进行校正，具体方法包括：

在湿地检测区设置协同校正装置，实时获取协同校正装置的采集数据，采集数据包括协同数据和日常光谱数据，协同数据包括协同光谱数据和标准数据，根据协同数据建立校正模型，并实时通过协同校正装置采集的协同数据对校正模型进行再学习；

接收农田检测模块传输的水质数据，通过校正模型对接收的水质数据进行校正，将校正后的水质数据标记为农田监测数据，将农田监测数据发送到数据库进行保存。

进一步地，区域规划模块的工作方法包括：

步骤SA1：获取单一农田区域，识别各个单一农田区域的面积，标记为单元面积，获取单一农田区域的边界形状，标记为单一轮廓，建立轮廓赋值表，将单一轮廓输入到轮廓赋值表中进行赋值，获得对应的单一轮廓赋值；

步骤SA2：建立单一农田区域的特征向量，根据单一农田区域的特征向量建立聚类样本集合，将单一农田区域的特征向量视为一个独立的聚类簇，计算两两聚类簇之间的距离，设置监测区域的最大服务半径，将距离最近的两个聚类簇合并为一个新的聚类簇，将新的聚类簇标记为合并聚类簇；

步骤SA3：计算合并聚类簇与其他聚类簇之间的距离，当合并聚类簇与其他聚类簇之间的最小距离小于最大服务半径时，将对应的两个聚类簇进行合并，再次形成一个新的合并聚类簇；

步骤SA4：重复步骤SA3，直到合并聚类簇与其他聚类簇之间的最小距离不小于最大服务半径时，停止重复步骤SA3，将对应的合并聚类簇标记为监测区域。

进一步地，获取单一农田区域的方法包括：

获取需要进行监测的农田范围，区域农田范围的全景照片，获取图片识别模型，通过图片识别模型识别农田全景照片中的农田边界线，根据识别的农田边界线制作农田分布图，将农田分布图中农田边界线包围的区域标记为单一农田区域。

进一步地，建立轮廓赋值表的方法包括：