一种环保污染监测方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及污染监测的技术领域，具体而言，涉及一种环保污染监测方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.随着工业的发展，大气污染越来越严重，影响着人们的身体健康，人们也越来越重视大气的污染问题，空气中的固体颗粒物是污染空气的主要原因，每年冬天，大部分城市都会被雾霾所影响，治理空气污染刻不容缓，空气治理的前提是对空气的检测。现有的大气污染源检测只能在确定的位置进行监测，故而使得大气污染防控需要大量的人力物力，这也使得污染源的寻找极为不便，由此需要一种环保污染监测方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种环保污染监测方法，其能够对区域内的污染源进行准确监测，减小人力成本。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供一种环保污染监测方法，其包括在后台监控终端上建立待监测区域的地图模型，将待监测区域分成多个子区域；在任一子区域中心位置设置空气质量监测站，并在地图模型上对空气质量监测站进行标记，空气质量监测站内设置有用于为无人机停靠以及充电的无人机站台，无人机上设有空气质量检测仪；当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值，其余为正常值；将异常值存在区域定位为异常区域，以空气质量监测站为起点，连接异常区域两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向，无人机沿污染源方向进行飞行；无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
6.在本发明的一些实施例中，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置后的步骤包括：若终污染源位置处于监测区域的边界，则位置判定为最终污染源位置或最终污染源位置来自于监测区域外，由此后台监控终端提示最终污染源位置存在不确定的提示信息。
7.在本发明的一些实施例中，收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置的步骤还包括：若存在多个待确认污染源污染值相同或差值在预设范围内时，在地图模型上，将任一待确认污染源与其最近的两个待确认污染
源相连，形成污染区域，若存在多个污染区域，选取面积最大的污染区域，并将面积最大的污染区域内，污染值最大的待确认污染源，确定为最终污染源位置。
8.在本发明的一些实施例中，若面积最大的污染区域内，存在多个污染值最大的待确认污染源，后台监控终端向离面积最大的污染区域最近的空气质量监测站发送信号，空气质量监测站对多个污染值最大的待确认污染源重新检测，并将两次检测结果进行比较，污染值增速最大的确定为最终污染源位置。
9.在本发明的一些实施例中，将方向夹角中线作为污染源方向，无人机沿污染源方向进行飞行的步骤包括：无人机的数量为三个，分别为第一无人机、第二无人机和第三无人机，第二无人机位于第一无人机和第三无人机之间，三个无人机相隔预设距离，且均沿污染源方向飞行；对三个无人机的实时监测数据进行比较，当第二无人机监测到的污染值小于第一无人机时，污染源方向根据第二无人机位置进行偏移修正；当第二无人机污染值小于第三无人机时，污染源方向根据第三无人机位置进行偏移修正。
10.在本发明的一些实施例中，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置后的步骤包括：以最终污染源位置为圆心，将预设半径内的所有建筑信息进行提取，利用关键字选取相关工厂信息以及工厂位置，并将工厂信息以及工厂位置发送至人工确认。
11.在本发明的一些实施例中，并将工厂信息以及工厂位置发送至人工确认后的步骤包括：人工确认污染源建筑位置后，进行在后台监控终端进行备份，并进行随机寻访。
12.第二方面，本技术实施例提供一种环保污染监测系统，包括初始设置模块，用于在后台监控终端上建立待监测区域的地图模型，将待监测区域分成多个子区域；位置标记模块，用于在任一子区域中心位置设置空气质量监测站，并在地图模型上对空气质量监测站进行标记，空气质量监测站内设置有用于为无人机停靠以及充电的无人机站台，无人机上设有空气质量检测仪；无人机控制模块，用于当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；污染初始扫描模块，用于以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；污染值标记模块，用于后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值，其余为正常值；污染源方向计算模块，用于将异常值存在区域定位为异常区域，以空气质量监测站为起点，连接异常区域两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向，无人机沿污染源方向进行飞行；最终污染源确定模块，用于无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
13.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：处理器与存储器通过数据总线完成相互间的通信；存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令以执行一种环保污染监测方法。
14.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现一种环保污染监测方法。
15.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
16.针对大气污染源的检测，其主要来自于工厂，但对于工业区内数量庞大的工厂以及较为宽广的区域，其具体的污染源很难进行确定，由此本设计采用带有空气质量检测仪的无人机进行循迹检测，从而反向推断出污染源位置，由此对区域内的污染源进行准确监测，节约人力成本，并快速定位栏污染源，保护环境。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本发明中一种环保污染监测方法的流程图；
19.图2为本发明中一种环保污染监测方法的另一种流程图；
20.图3为本发明中一种环保污染监测系统的结构示意图；
21.图4为本发明中一种电子设备的结构示意图；
22.图5为本发明中污染源方向确定示意图。
23.图标：1、初始设置模块；2、位置标记模块；3、无人机控制模块；4、污染初始扫描模块；5、污染值标记模块；6、污染源方向计算模块；7、最终污染源确定模块；8、处理器；9、存储器；10、数据总线；11、异常区域；12、异常值；13、污染源方向；14、正常值。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位
置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
29.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
31.实施例1
32.请参阅图1，为本技术实施例提供的一种环保污染监测方法，针对大气污染源的检测，其主要来自于工厂，但对于工业区内数量庞大的工厂以及较为宽广的区域，其具体的污染源很难进行确定，由此本设计采用带有空气质量检测仪的无人机进行循迹检测，从而反向推断出污染源位置，由此对区域内的污染源进行准确监测，节约人力成本，并快速定位栏污染源，保护环境。
33.s1：在后台监控终端上建立待监测区域的地图模型，将待监测区域分成多个子区域；
34.由于现有无人机其航程有限，且为了尽可能地对污染进行覆盖监测，故而进行区域划分。
35.s2：在任一子区域中心位置设置空气质量监测站，并在地图模型上对空气质量监测站进行标记，空气质量监测站内设置有用于为无人机停靠以及充电的无人机站台，无人机上设有空气质量检测仪；
36.空气质量监测站属于现有技术，且各城市均有该设施的建立，由此利用其监测飘散在大气中的污染物，并在空气质量监测站内建立无人机站台以节约空间占用。
37.s3：当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；
38.无人机初始便需要升到预设高度的目的在于避免碰撞到车辆和行人，而对于现有的无人机，例如大疆无人机对于大型建筑则可以轻易地自动避开，故而该预设高度可以为6米以上。
39.s4：以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；
40.而对于无人机升空后，是无法知道污染源位置的，故而需要绕空气质量监测站飞行，利用污染气体的浓度，确定污染源方向13。
41.s5：后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值12，其余为正常值14；
42.对污染源方向13的确认，将超过预设阈值的污染值标记为异常值12，其目的是根
据异常值12进行初步范围确定，从而为后续方向判定给出数据支撑。
43.s6：将异常值12存在区域定位为异常区域11，以空气质量监测站为起点，连接异常区域11两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向13，无人机沿污染源方向13进行飞行；
44.对于精确方向的选取，由于在风力的干扰下，是不可能办到的，故而采用区域内夹角中线的方式取大概方向。如图5所示，其中黑色点为异常值12位置，白色点为正常值14位置。
45.s7：无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向13飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；
46.因为污染气体会被风力影响，故而需要无人机行驶至最大位置，以确定中间是否被风力影响造成某一区域污染气体消失。
47.s8：收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
48.而收集所有子区域内待确认污染源位置，则是为了排除自然风风力过大造成位置的不确定。其原理为污染源会持续不断的进行污染气体排出，靠近污染源最近的无人机在其航程之内可以有效测出浓度最高的污染气体，故而选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
49.请参阅图2，在本发明的一些实施例中，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置后的步骤包括：s9若终污染源位置处于监测区域的边界，则位置判定为最终污染源位置或最终污染源位置来自于监测区域外，由此后台监控终端提示最终污染源位置存在不确定的提示信息。
50.而对于位置确定在边界的情况，则代表着污染源很可能来自于其他区域，故而后台监控终端提示最终污染源位置存在不确定的提示信息。并由人工进行确认，并通知其他区域工作人员。
51.在本发明的一些实施例中，收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置的步骤还包括：若存在多个待确认污染源污染值相同或差值在预设范围内时，在地图模型上，将任一待确认污染源与其最近的两个待确认污染源相连，形成污染区域，若存在多个污染区域，选取面积最大的污染区域，并将面积最大的污染区域内，污染值最大的待确认污染源，确定为最终污染源位置。
52.而对于原理污染源的位置，因风的因素，例如带有小型旋涡的风，也可能导致某些局部污染较重，且在污染气体扩散的过程中，很可能会被风直接与污染源隔开，形成独立的小区域，由此对这种小区域可以直接删除，选取面积最大的污染区域即可。
53.在本发明的一些实施例中，若面积最大的污染区域内，存在多个污染值最大的待确认污染源，后台监控终端向离面积最大的污染区域最近的空气质量监测站发送信号，空气质量监测站对多个污染值最大的待确认污染源重新检测，并将两次检测结果进行比较，污染值增速最大的确定为最终污染源位置。
54.而由于污染浓度过高后，会出现多个地方污染值相同，此时由于污染源一直在持续排出污染气体，故而其污染浓度增加速度最高，故而采用空气质量监测站中的无人机对多个污染值最大的待确认污染源重新检测，计算污染值增速，进行确定。
55.在本发明的一些实施例中，将方向夹角中线作为污染源方向13，无人机沿污染源方向13进行飞行的步骤包括：无人机的数量为三个，分别为第一无人机、第二无人机和第三无人机，第二无人机位于第一无人机和第三无人机之间，三个无人机相隔预设距离，且均沿污染源方向13飞行；对三个无人机的实时监测数据进行比较，当第二无人机监测到的污染值小于第一无人机时，污染源方向13根据第二无人机位置进行偏移修正；当第二无人机污染值小于第三无人机时，污染源方向13根据第三无人机位置进行偏移修正。
56.由于污染源方向13初始确定时只是取的大概方向，故而需要进行修正，由此采用三个无人机，利用三个无人机之间检测的污染值进行比较，而后向污染值最大的那个无人机进行偏移，由此完成修正。
57.在本发明的一些实施例中，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置后的步骤包括：以最终污染源位置为圆心，将预设半径内的所有建筑信息进行提取，利用关键字选取相关工厂信息以及工厂位置，并将工厂信息以及工厂位置发送至人工确认。
58.对于污染源的最终确认需要进行人工到达目的地进行拍照等等取证，从而得到证据。
59.在本发明的一些实施例中，并将工厂信息以及工厂位置发送至人工确认后的步骤包括：人工确认污染源建筑位置后，进行在后台监控终端进行备份，并进行随机寻访。
60.实施例2
61.请参阅图3，为本发明提供的一种环保污染监测系统，包括初始设置模块1，用于在后台监控终端上建立待监测区域的地图模型，将待监测区域分成多个子区域；位置标记模块2，用于在任一子区域中心位置设置空气质量监测站，并在地图模型上对空气质量监测站进行标记，空气质量监测站内设置有用于为无人机停靠以及充电的无人机站台，无人机上设有空气质量检测仪；无人机控制模块3，用于当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；污染初始扫描模块4，用于以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；污染值标记模块5，用于后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值12，其余为正常值14；污染源方向13计算模块6，用于将异常值12存在区域定位为异常区域11，以空气质量监测站为起点，连接异常区域11两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向13，无人机沿污染源方向13进行飞行；最终污染源确定模块7，用于无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向13飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
62.实施例3
63.请参阅图4，为本发明提供的一种电子设备，包括至少一个处理器8、至少一个存储器9和数据总线10；其中：处理器8与存储器9通过数据总线10完成相互间的通信；存储器9存储有可被处理器8执行的程序指令，处理器8调用程序指令以执行一种环保污染监测方法。例如实现：
64.在后台监控终端上建立待监测区域的地图模型，将待监测区域分成多个子区域；
65.在任一子区域中心位置设置空气质量监测站，并在地图模型上对空气质量监测站进行标记，空气质量监测站内设置有用于为无人机停靠以及充电的无人机站台，无人机上设有空气质量检测仪；
66.当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值12，其余为正常值14；将异常值12存在区域定位为异常区域11，以空气质量监测站为起点，连接异常区域11两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向13，无人机沿污染源方向13进行飞行；无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向13飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
67.实施例4
68.本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器8执行时实现一种环保污染监测方法。例如实现：
69.当任一空气质量监测站内的检测仪器检测到污染指标超过预设阈值时，向无人机站台启动信号；无人机垂直升空至预设高度；以空气质量监测站为圆心，通过控制无人机以预设半径绕空气质量监测站飞行，并实时监测污染值，每隔预设第一时间段向后台监控终端上传污染值以及污染值对应的位置信息；后台监控终端通过无人机上的定位装置对无人机进行定位，并根据定位信息，在地图模型上标记定位信息的污染值；将超过预设阈值的污染值标记为异常值12，其余为正常值14；将异常值12存在区域定位为异常区域11，以空气质量监测站为起点，连接异常区域11两端的边线得到方向夹角，将方向夹角中线作为污染源方向13，无人机沿污染源方向13进行飞行；无人机飞行至最大行程后返回，无人机沿污染源方向13飞行过程中，污染值最大的位置，定义为待确认污染源；收集所有子区域内待确认污染源位置，选取待确认污染源污染值最大的为最终污染源位置。
70.其中，存储器9可以是但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。
71.处理器8可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器8可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
72.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能
和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
73.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
74.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
75.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
76.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。