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申请/专利权人：生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)

摘要：本发明公开了一种季节性河流区域黑臭水体全面排查方法及系统，涉及黑臭水体识别技术领域，对各个子区域做遥感成像并识别，以识别结果生成黑臭评估系数，若由黑臭评估系数筛选出的风险子区域占子区域总数的比例超过预期，使用训练后的水体黑臭预测模型，预测风险子区域内的水质变化并获取预测结果，由预测结果生成相应的水体黑臭系数，使用水体黑臭系数从若干个风险子区域内标记出黑臭子区域；识别各个黑臭子区域内的黑臭特征，依据其与治理方案的对应性，从构建的污水治理知识图谱中，为各个黑臭子区域匹配对应的治理方案。能提高治理方案构建的效率，从而在完成黑臭水体识别后，能够快速地做出处理。

主权项：1.一种季节性河流区域黑臭水体全面排查方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、建立疑似黑臭水体清单，从所述疑似黑臭水体清单中选择若干个包含有河流且不相邻的目标子区域，获取目标子区域的降雨量数据和各个河流的流量数据，确定目标子区域中每条河流的最佳监测时段，获取最佳监测时段内目标子区域内的环境条件，并由此在目标子区域内筛选出潜在子区域，若潜在子区域占目标子区域的比例超过比例阈值，发出预警指令；步骤二、对各个目标子区域做遥感成像并识别，以识别结果生成黑臭评估系数，若由黑臭评估系数筛出的风险子区域占目标子区域总数的比例超过预期，发出验证指令；具体地，步骤二包括如下内容：步骤201、结合各个目标子区域在电子地图上的位置，使用训练后的路径规划模型，规划获取连接各个目标子区域的移动路径，使携带遥感成像设备的无人机沿着移动路径，对各个目标子区域进行若干次遥感成像，以目标子区域的编号及位置对相应的遥感图像进行标记，将若干个遥感图像汇总，构建遥感图像集合；步骤202、对各个目标子区域的遥感图像做出识别，获取相应遥感图像内水体的辐射亮度和灯光反射数值，具体计算方式如下： ； 为热红外传感器所接收到的地表物体反射出的辐射亮度，为原始图像的灰度值，b为偏移量，g为绝对标定系数增益；获取相应遥感图像内水体的遥感反射率，计算方式如下： ；式中，为离水辐亮度，为水面以上的总入射辐照度，为水体总辐射亮度，为来自天空光的漫散射辐亮度，r为水体对天空光的反射率，取值为0.022，及分别为标准板的辐亮度和反射率；将归属于各个目标子区域内遥感图像的若干个的水体的遥感反射率及辐射亮度汇总，构建各个目标子区域的遥感图像参数集合；步骤203、构建水体黑臭评估模型，并限定相应的黑臭评估系数，具体方式如下：对遥感反射率及辐射亮度做线性归一化处理，并将相应数据值映射至区间内，依据如下方式： ；其中，n为大于1的正整数，其为遥感成像的个数；为遥感反射率的历史平均值，为辐射亮度的历史平均值；为遥感反射率在i位置上的值；为辐射亮度在i位置上的值；通过聚类分析确定出若干个黑臭评估系数内异常点或离群点，以其作为相应的风险阈值，若黑臭评估系数超过相应的风险阈值，则说明，对应的目标子区域存在水体黑臭情形的风险较大，将相应的水体标记为风险子区域；若风险子区域占目标子区域总数的比例超过预期，则说明河流水体已经存在较大的黑臭风险，甚至可能会进一步的恶化，向外部发出验证指令，以验证水体黑臭是否已经存在或者即将存在，进而做出及时处理；步骤三、使用训练后的水体黑臭预测模型，预测风险子区域内的水质变化并获取预测结果，由预测结果生成相应的水体黑臭系数，使用水体黑臭系数从若干个风险子区域内标记出黑臭子区域；具体地，步骤三包括如下内容：步骤301、在各个风险子区域内设置若干个采样点，并且在各个采样点处对风险子区域内的水体数据进行采集，具体包括，水质数据：溶解氧DO、化学需氧量COD、生化需氧量BOD、氨氮NH3-N；生物量数据：藻类种类及含量、菌类种类及含量；水体温度及流速、有机物汇入量；对所采集数据做特征识别，并获取相应的特征数据后，构建水体特征数据集合；选择卷积神经网络搭建初始模型，在水体特征数据集合内抽取部分数据，分别搭建训练集和测试集，对初始模型进行训练和测试，将训练后初始模型作为水体黑臭预测模型；以黑臭子区域内有机质的增加及水体缺氧量的增加作为预测条件，设置预测周期，在预测周期内设置若干个等间隔分布的预测节点，使用训练后的水体黑臭预测模型，在预设预测条件下对风险子区域内的水质变化进行预测，将预测数据汇总后，构建水体预测数据集合；步骤302、设置水质判断模型并构建相应的水体黑臭系数，方式如下；由水体预测数据集合中获取在各个预测节点上的如下参数，水体透明度Ds及水体溶氧量Do，将两者做归一化处理后，将相应的数据值映射至区间内，再依据如下水质判断模型得出水体黑臭系数：；其中，为大于1的正整数，，其为预测节点的个数；权重系数：，且，为水体透明度的历史平均值，为水体溶氧量的历史平均值；为水体透明度在i位置上的值；为水体溶氧量在i位置上的值；权重系数的获取方式参考层次分析法；结合历史数据及对黑臭水体的治理的预期，预先设置黑臭阈值，若所获取的水体黑臭系数超过对应的黑臭阈值，则说明在当前条件下，对应子风险子区域内水体会逐渐黑臭化的风险较大，需要及时处理，否则存在污染扩大化的可能，此时，将对应的风险子区域标记为黑臭子区域，此时，完成对河流黑臭水体的筛选；步骤四、识别各个黑臭子区域内的黑臭特征，依据所述黑臭特征与治理方案的对应性，从构建的污水治理知识图谱中，为各个黑臭子区域匹配对应的治理方案。

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