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申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

摘要：本发明公开了一种基于蓝藻eDNA原位自动监测预警系统及方法，属于水体蓝藻防治技术领域。包括以下步骤：获取原位采样点的水体样本；获取所述水体样本中的蓝藻信息；构建多维信息结构；构建原位蓝藻定量预测模型；利用所述原位蓝藻定量预测模型输出未来时间节点的蓝藻信息；将所述未来时间节点的蓝藻信息转换为预警指标，并将所述预警指标与预警阈值范围进行比较，得到比较结果；基于所述比较结果，进行对应的蓝藻预防措施。本方法对水体的不同原位采样点进行采样，利用水体的实际数据训练原位蓝藻定量预测模型，模型能够学习到蓝藻基因拷贝数与水体环境之间的关系，并据此对未来蓝藻基因拷贝数进行精准预测，有助于评估水体环境的质量。

主权项：1.一种基于蓝藻eDNA原位自动监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：于待监测的水体中选取n个原位采样点，按照监测时序获取原位采样点的水体样本；所述监测时序中包含m个时间节点；对所述水体样本进行预处理，并获取所述水体样本中的蓝藻信息；其中，所述蓝藻信息至少包括：基因预警因子；基于所述原位采样点、时间节点、以及蓝藻信息构建多维信息结构；以多维信息结构作为训练样本，构建原位蓝藻定量预测模型；将当前时间节点及其对应的当前蓝藻信息作为输入，经所述原位蓝藻定量预测模型输出未来时间节点的蓝藻信息；将所述未来时间节点的蓝藻信息转换为预警指标，并将所述预警指标与预警阈值范围进行比较，得到比较结果；基于所述比较结果，进行对应的蓝藻预防措施；对所述水体样本进行预处理，并获取所述水体样本中的蓝藻信息包括以下流程：对所述水体样本进行富集处理，并提取所述水体样本中的蓝藻eDNA；对所述蓝藻eDNA进行荧光定量PCR检测，获取蓝藻中不同基因的拷贝数；基于所述蓝藻中不同基因的拷贝数，设置对应的基因预警因子；构建多维信息结构包括以下流程：定义原位采样点为，表示第n个原位采样点；时间节点为，表示监测时序内第m个时间节点；在所述原位采样点中采集的水体样本为，表示第m个时间节点第n个原位采样点上采集到的水体样本；蓝藻信息为，表示第m个时间节点第n个原位采样点上采集到的水体样本中的蓝藻信息；从蓝藻信息获取基因预警因子，基因预警因子为，表示蓝藻信息中包含的第r个基因预警因子，；基于原位采样点、水体样本、蓝藻信息、以及基因预警因子，构建多维信息结构，多维信息结构为；所述原位蓝藻定量预测模型的构建包括以下步骤： ；式中，为预测的第m+1个时间节点第n个原位采样点上水体包含的第r个基因预警因子；为第m+1个时间节点的状态转移矩阵，表示为控制矩阵；表示第m个时间节点中蓝藻生长系数； ； ；式中，为第m+1个时间节点与第m个时间节点之间的时间间隔；j为指数，k为常数； ；式中，为温度动态调整常数，为第m个时间节点水体平均温度，为蓝藻生长适宜温度常数，为第m个时间节点水体中可溶解磷浓度，为可溶解磷调整系数。

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