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申请/专利权人：浙江恒达仪器仪表股份有限公司;浙江大学长三角智慧绿洲创新中心;浙江省生态环境科学设计研究院;中国船舶集团有限公司第七一五研究所

摘要：本发明属于藻华控制领域，涉及数据分析技术，用于解决现有技术无法在水华出现之前进行预警与预处理的问题，具体是一种水生态智能控藻设备及预警系统，包括服务器，服务器通信连接有藻华监测模块、水质监测模块、控藻分析模块、数据库以及处理器；藻华监测模块用于对水生态进行藻华监测分析：将水生态监测地区分割为若干个生态区域，生成监测周期，通过生态图像获取生态区域的水藻系数，将所有生态区域的水藻系数通过服务器发送至水质监测模块本发明可以对水生态进行藻华监测分析，以分区域监测的方式对每个生态区域进行图像拍摄，并通过图像处理技术对生态区域中的水藻系数进行提取，为控藻模式筛选分析提供数据支撑。

主权项：1.一种水生态智能预警系统，其特征在于，包括服务器，所述服务器通信连接有藻华监测模块、水质监测模块、控藻分析模块、数据库以及处理器；所述藻华监测模块用于对水生态进行藻华监测分析：将水生态监测地区分割为若干个生态区域，生成监测周期，在监测周期的开始时刻对各个生态区域进行图像拍摄并将拍摄得到的图像标记为生态图像，通过生态图像获取生态区域的水藻系数，将所有生态区域的水藻系数通过服务器发送至水质监测模块；所述水质监测模块用于对水生态进行水体质量监测分析并获取生态区域的水质表现值，将生态区域按照水质表现值数值由大到小的顺序进行排列得到水质序列，将生态区域按照水藻系数数值由大到小的顺序进行排列得到水藻序列，将生态区域在水质序列中的序号与水藻序列中的序号差值的绝对值标记为生态区域的预测符合值，对所有生态区域的预测符合值进行求和取平均值得到预测符合系数，通过预测符合系数将监测周期的除藻模式标记为预测控藻模式或评估控藻模式；所述控藻分析模块用于采用预测控藻模式或评估控藻模式对水生态进行藻华控制分析；生态区域的水藻系数的获取过程包括：将生态图像放大为像素格图像并进行灰度变换，通过数据库调取蓝藻、绿藻以及硅藻的灰度范围，将蓝藻、绿藻以及硅藻的灰度范围的并集标记为评估范围，将灰度值位于评估范围内的像素格标记为水藻格，将水藻格的数量与生态图像中所有像素格数量的比值标记为生态区域的水藻系数；生态区域的水质表现值的获取过程包括：在生态区域内设定若干个采集点，在采集点取样后获取样品中氮元素含量值DH与磷元素含量值LH，通过对氮元素含量值DH与磷元素含量值LH进行数值计算得到采集点的水质系数SZ，对所有生态区域的水质系数SZ进行求和取平均值得到生态区域的水质表现值；对监测周期的除藻模式进行标记的具体过程包括：通过数据库调取预测符合阈值，将预测符合系数与预测符合阈值进行比较：若预测符合系数小于预测符合阈值，则判定水生态地区的藻华状态符合预测标准，将监测周期的除藻模式标记为预测控制模式，生成预测控制信号并将预测控制信号通过服务器发送至控藻分析模块；若预测符合系数大于等于预测符合阈值，则判定水生态地区的藻华状态不符合预测标准，将监测周期的除藻模式标记为评估控制模式，生成评估控制信号并将评估控制信号通过服务器发送至控藻分析模块；控藻分析模块接收到预测控制信号后采用预测控制模式进行控藻分析：通过数据库调取水藻阈值，将水藻系数小于水藻阈值的生态区域标记为预测区域，对预测区域的水质系数SZ进行数据清洗并得到预测控制值；通过水质监测模块定期获取生态区域的水质系数SZ，将水质系数SZ不小于预测控制值的生态区域标记为除藻区域，将除藻区域通过服务器发送至控制器；对预测区域的水质系数SZ进行数据清洗的具体过程包括：由所有预测区域的水质系数SZ构成预测集合，对预测集合进行方差计算得到标准系数，将标准系数与预设的标准阈值进行比较：若标准系数大于等于标准阈值，则将预测集合中数值最大的元素进行剔除，然后重新计算标准系数并将标准系数与标准阈值进行比较，以此类推，直至标准系数小于标准阈值；若标准系数小于标准阈值，则将预测集合中的最大元素标记为预测控制值；控藻分析模块接收到评估控制信号后采用评估控制模式进行控藻分析：获取水生态地区的评估系数PG，通过数据库调取评估阈值PGmax，将评估系数PG与评估阈值PGmax进行比较：若评估系数PG小于评估阈值PGmax，则判定水生态地区的整体藻华状态满足要求；若评估系数PG大于等于评估阈值PGmax，则判定生态地区的整体藻华状态不满足要求，生成整体除藻信号并将整体除藻信号通过服务器发送至控制器；水生态地区的评估系数PG的获取过程包括：通过藻华监测模块定期获取生态区域的水藻系数，将所有生态区域的水藻系数最大值标记为突出数据TC，将所有生态区域的水藻系数的平均值标记为平均数据PJ，将水藻系数不小于水藻阈值的生态区域的数量标记为处理数据CL；通过公式得到水生态地区的评估系数PG，其中c1、c2以及c3均为比例系数，且c3＞c2＞c1＞1，e为自然常数，e的取值为2.78。

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