一种基于大数据的水环境污染分析管理系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述分析管理系统包括大数据获取单元、河道区域划分单元、大数据分析单元、建模单元和可视化输出单元；所述大数据获取单元，用于获取水环境基础数据和污染源数据；所述大数据获取单元包括网络抓取模块、传感器检测模块和人工采集模块；所述河道区域划分单元，用于对河道水环境通过空间立体网格的划分方式划分为若干体积相同且相互连接的检测区域，若干检测区域按照预设的顺序进行编号；所述河道区域划分单元通过传感器检测模块的水平面上端的图像采集器和位于水平面下端的水质检测器的分布阵列进行对应检测区域的特征信息采集，且特征信息采集包括对应坐标的区域图像信息和水环境参数变化；所述大数据分析单元用于接收大数据获取单元的水环境基础数据和污染源数据进行整理、分析和诊断，并将数据分析的结果传输给建模单元和可视化输出单元；所述建模单元通过水质参数数据库内部模型模拟将各个区域地表水环境质量与污水净化设施、污水处理厂、水生态净化设施以及污染排放源结合起来形成系统化区域水污染治理数据信息模型；所述可视化输出单元通过显示终端接收建模单元分析得出的各区域河流基础数据、污染源数据以及污染治理数据的展示模型并进行显示输出分析的结果；所述可视化输出单元配合gis地图模块用于展示区域地图内所有的污染排放口、净化设施单元及地表水质量的实时情况。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述网络抓取模块是通过网络获取水环境属地污染源、排放物以及天气预报等数据信息；所述传感器检测模块包括位于水平面上端的图像采集器和位于水平面下端的水质检测器，获取现场实时采集的水质数据；所述人工采集模块包括水体采样装置，用于人工定点对水质监测区域进行取样，获取相关水质信息，同时对水域周围的环境状况进行问卷调查、水域周边地貌状况后进行特征信息录入；所述特征信息检测录入，不但要采集水质相关特征数据，还要对周边环境，排污状况，区域水源，地形地貌等，由于数据类型的多样性，需要配以多样化的存储方式，需要进行整理与归类，量化统一后再标准化存储。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述河道区域划分模块将整个河道的长度按照从上游到下游的流向划分为若干坐标区域的具体划分过程包括以下两个步骤：步骤a：统计整个河道的长度；步骤b：将整个河道的长度等分为n段，沿河道等距布设n个传感器检测模块；步骤c：每段河道和对应传感器检测模块所在区域作为检测坐标区域。4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述大数据分析单元将坐标区域的水环境基础数据和污染源数据，包括区域范围的分散式污水净化设施、污水处理厂、水生态净化设施和地表水环境质量的所有实时数据进行拟合、分析和诊断，对每个区域范围进行污染针对性分析和预测，根据每个区域范围历史污染数据
和平均污染水平确定相应的污染阈值，确定一定区域的最大排放量以及允许的排放指标，在识别出水质污染超标时对污染源区域进行风险评估。5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述水质参数数据库用于储存标准水质参数值、各检测区域正常的水面图像等大数据获取单元获取数据，以河流基础数据、污染源数据以及污染治理数据建立动态的展示模型数据。6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述gis地图模块能够将区域内的分散式污水处理设施、污水处理厂、水生态处理设施及地表水实时质量都展现在综合的gis地图上，并能显示其实时运行、水质状况，形成区域整体的水污染监控平台，实现问题报警、远程调控和水质监控。7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述人工采集模块的水体采样装置用于对划分的各坐标区域进行水体取样，得到各坐标区域的水样，其中各检测空间坐标区域内取样水体的水体体积及取样深度，取样的次数和取样的时间保持一致。8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述水质检测器沿着河道的延伸方向均匀布设，分别安装在各坐标区域的水体中，根据位置信息确定相应坐标区域的标准水体状态，根据预设周期对水质检测点的水体状态进行检测，得到每个水质检测点的实际水体水质参数；其中水质参数包括水色度、水温、酸碱度、氨氮含量、磷含量和细菌总数，获取的各坐标区域水样的水质参数构成区域水样水质参数集合；所述水质检测器水色度测定仪、浊度测定仪、酸度计、氨氮测定仪、金属离子含量测定仪、细菌测定仪和数据传输单元；所述水色度测定仪用于检测坐标区域水样的水色度值，浊度测定仪用于检测坐标区域水样的浑浊度，酸度计用于检测坐标区域水样的酸碱度，氨氮测定仪及属离子含量测定仪用于检测坐标区域水样的水体内p元素、n元素以及所含的金属离子含量，细菌测定仪用于检测坐标区域水样的细菌总数，数据传输单元用于将水质检测器所检测的结果传输到大数据分析模块中。9.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统，其特征在于：所述图像采集器为高清广角摄像头，且图像采集器采集数据包括对应区域水面图像灰度化处理得到的灰度图像，通过灰度图像的边缘检测识别水面漂浮污染物的特征数据。10.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水环境污染分析管理系统的管理方法，其特征在于：所述方法具体为：s1、通过大数据获取单元获取水环境基础数据和污染源数据；s2、通过河道区域划分单元对河道水环境通过空间立体网格的划分方式划分为若干体积相同且相互连接的检测区域，若干检测区域按照预设的顺序进行编号；s3、通过大数据分析单元接收大数据获取单元的水环境基础数据和污染源数据进行整理、分析和诊断，并将数据分析的结果传输给建模单元；s4、通过显示终端接收建模单元分析得出的各区域河流基础数据、污染源数据以及污染治理数据的展示模型并进行显示输出分析的结果。

技术总结
本发明公开了一种基于大数据的水环境污染分析管理系统及方法。所述分析管理系统包括大数据获取单元、河道区域划分单元、大数据分析单元、建模单元和可视化输出单元；所述大数据获取单元，用于获取水环境基础数据和污染源数据；所述河道区域划分单元，用于对河道水环境通过空间立体网格的划分方式划分为若干体积相同且相互连接的检测区域，所述大数据分析单元用于接收大数据获取单元的水环境基础数据和污染源数据进行整理、分析和诊断，所述可视化输出单元通过显示终端接收建模单元分析得出的各数据展示模型并进行显示输出分析的结果。该发明通过多重大数据获取单元配合大数据分析更加全面，有助于提高水环境污染分析管理水平。理水平。理水平。


技术研发人员：曲凯 李彦 阴璐璐 周洁 王风祥
受保护的技术使用者：山东省生态环境监测中心
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/2/3