一种混合水质污染源筛选方法及系统

技术领域

本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种混合水质污染源筛选方法及系统。

背景技术

河流的水质监测是环保部门的监测工作中最重要的几项工作之一，在水质监测时一般由监测人员定期对河流中的水质进行检测，并当发现水质污染比较严重时再进行实地勘查，寻找污染源。

在寻找污染源时，现有的方案大多是根据个人经验判断，这往往需要耗费较长量时间才能找到污染源，给污染源的寻找工作带来了极大的不便，而河流水资源污染会对人们的健康造成极大的安全隐患，因此有必要提供一种有效的方案以便在河流水资源被污染时快速准确的找出污染源。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合水质污染源筛选方法及系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种混合水质污染源筛选方法，包括：

从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的数字高程数据；

将所述目标区域划分为多个子网格区域；

基于所述数字高程数据和所述目标区域中河流的流向，确定出与所述多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，其中任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向所述任一子网格区域；

获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，其中所述目标子网格区域为河流穿过的子网格区域；

计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度；

如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。

基于上述公开的内容，本发明通过从目标区域的原始地图数据中提取出目标区域的数字高程数据；将目标区域划分为多个子网格区域；基于数字高程数据和目标区域中河流的流向，确定出与多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，其中任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向任一子网格区域；如此可确定出水流向各子网格区域汇聚的上游子网格区域；然后通过获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，其中目标子网格区域为河流穿过的子网格区域；计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度；如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定任一目标子网格区域和与任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。如此，当河流由于被污染而水质参数发生巨大变化时，可快速准确确定出水质污染源疑似区域，以便相关人员依据确定出的水质污染源疑似区域快速找出水质污染源，从而能够及时采集相应措施，保障人们的用水安全。

通过上述的设计，本发明可快速准确确定出水质污染源疑似区域，以便相关人员依据确定出的水质污染源疑似区域快速找出水质污染源，从而能够及时采集相应措施，保障人们的用水安全，便于实际应用和推广。

在一个可能的设计中，所述方法还包括：

从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的土地利用数据；

在判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域后，所述方法还包括：

基于各水质污染源疑似区域所对应的土地利用数据，确定出各水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度。

在一个可能的设计中，所述土地利用数据包括耕地、林地、工业用地和/或居民用地。

在一个可能的设计中，所述至少一项水质参数包括PH值、氨氮含量、铅含量、砷含量和/或汞含量。

在一个可能的设计中，所述基于所述数字高程数据和所述目标区域中河流的流向，确定出与所述多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，包括：

将与所述多个子网格区域中任一目标子网格区域相邻，且所对应河流区域的为所述任一目标子网格区域所对应河流区域上游的目标子网格区域，作为与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域；

基于所述数字高程数据，将与所述多个子网格区域中任一目标子网格区域相邻，且所对应平均高程高于所述任一目标子网格区域所对应平均高程的非目标子网格区域，作为与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域，其中，所述非目标子网格区域为无河流穿过的子网格区域；

基于所述数字高程数据，将与所述多个子网格区域中任一非目标子网格区域相邻，且所述对应平均高程高于所述任一非目标子网格区域所对应平均高程的子网格区域，作为与所述任一非目标子网格区域相邻的上游子网格区域。

在一个可能的设计中，所述获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，包括：

获取各目标子网格区域的河流段中的至少一个水质探测器所检测到的至少一项水质参数。

第二方面，本发明提供了一种混合水质污染源筛选系统，包括：

提取单元，用于从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的数字高程数据；

网格划分单元，用于将所述目标区域划分为多个子网格区域；

确定单元，用于基于所述数字高程数据和所述目标区域中河流的流向，确定出与所述多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，其中任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向所述任一子网格区域；

获取单元，用于获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，其中所述目标子网格区域为河流穿过的子网格区域；

计算单元，用于计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度；

判断单元，用于如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。

在一个可能的设计中，所述提取单元还用于从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的土地利用数据；

所述判断单元还用于在判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域后，基于各水质污染源疑似区域所对应的土地利用数据，确定出各水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如上述第一方面或第一方面任一可能设计所述的混合水质污染源筛选方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行第一方面或第一方面任一可能设计所述的混合水质污染源筛选方法。

第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面任一可能设计所述的混合水质污染源筛选方法。

有益效果：

本发明提供的混合水质污染源筛选方法及系统，可快速准确确定出水质污染源疑似区域，以便相关人员依据确定出的水质污染源疑似区域快速找出水质污染源，从而能够及时采集相应措施，保障人们的用水安全，便于实际应用和推广。

附图说明

图1为本申请实施例提供的混合水质污染源筛选方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的混合水质污染源筛选系统的框图示意图；

图3为本申请实施例提供的电子设备的框图示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

为了在河流水资源被污染时快速准确的找出污染源，本申请实施例提供了一种混合水质污染源筛选方法及系统，该混合水质污染源筛选方法及系统可快速准确确定出水质污染源疑似区域，以便相关人员依据确定出的水质污染源疑似区域快速找出水质污染源。

本申请实施例提供的混合水质污染源筛选方法可应用于用户终端或服务器。可以理解，所述执行主体并不构成对本申请实施例的限定。

下面将对本申请实施例提供的混合水质污染源筛选方法进行详细说明。

如图1所示，是本申请实施例第一方面提供的混合水质污染源筛选方法的流程图，该混合水质污染源筛选方法可以但不限于包括如下步骤S101-S106。

步骤S101.从目标区域的原始地图数据中提取出目标区域的数字高程数据。

其中，目标区域可以是指需要进行河流水质监测的区域，该目标区域中包括待检测水质的河流。在监测过程中，可直接从目标区域的原始地图数据中提取出目标区域的数字高程(Digital Elevation Model，DEM)数据。

步骤S102.将目标区域划分为多个子网格区域。

在将目标区域划分为多个子网格区域时，该多个子网格区域宜划分为相同大小，子网格区域尺寸可根据实际情况设定，例如子网格区域的尺寸可以是500m×500m或1000m×1000m的方形网格区域。

步骤S103.基于数字高程数据和目标区域中河流的流向，确定出与多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域。

其中，任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向该任一子网格区域。

本申请实施例中，可将多个子网格区域划分为两种类型的网格区域，一类为目标子网格区域，另一类为非目标子网格区域。其中，目标子网格区域是指有河流穿过的子网格区域，非目标子网格区域是指为无河流穿过的子网格区域。

对于多个子网格区域中的任一目标子网格区域(有河流穿过的子网格区域)，可将与该任一目标子网格区域相邻，且所对应河流区域的为该任一目标子网格区域所对应河流区域上游的目标子网格区域，作为与该任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域。同时，基于数字高程数据，将该任一目标子网格区域相邻，且所对应平均高程高于该任一目标子网格区域所对应平均高程的非目标子网格区域，作为与该任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域。

对于多个子网格区域中的任一非目标子网格区域(无河流穿过的子网格区域)，则可将与该任一非目标子网格区域相邻，且对应平均高程高于该任一非目标子网格区域所对应平均高程的子网格区域(可以是目标子网格区域或非目标子网格区域)，作为与任一非目标子网格区域相邻的上游子网格区域。

步骤S104.获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数。

水质参数可以是指用于评价水质是否被污染的参数，所述水质参数可以但不限于包括PH值、氨氮含量、铅含量、砷含量和/或汞含量，本申请实施例中不做具体限定。

本申请实施例中，可在各目标子网格区域的河流段中设置至少一个水质探测器，用于检测各目标子网格区域的河流段的水质参数。在获取水质参数时，可获取各目标子网格区域的河流段中的至少一个水质探测器所检测到的至少一项水质参数。

步骤S105.计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度。

同一类型水质参数的差异度可以但不限于是同一类型水质参数的差值或同一类型水质参数偏差比例。本申请实施例中，目标子网格区域所对应的某一项水质参数与相邻的上游目标子网格区域所对应的同一类型水质参数的差异度可表示为

步骤S106.如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。

其中，所述预设阈值可根据实际情况设定，本申请实施例中不做具体限定。

可以理解的，在一个或多个实施例中，针对不同类型的水质参数可以设置不同的预设阈值。

在一个或多个实施例中，还可以从目标区域的原始地图数据中提取出目标区域的土地利用数据，所述土地利用数据用于表征土地类型，所述土地利用数据可以但不限于包括耕地、林地、工业用地和/或居民用地。

在判定任一目标子网格区域和与任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域后，还可以基于基于各水质污染源疑似区域所对应的土地利用数据，确定出各水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度。其中，若水质污染源疑似区域所对应的土地利用数据不同，则其为水质污染区域的置信度也可以不同。举例，对于工业用地其产生的工业废水极易对河流的水质造成污染，居民用地所产生的生活用水也较容易对河流的水质造成污染，而耕地和林地流向河流的水基本不可能对河流造成污染，因此在确定各水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度时，所对应土地利用数据为工业用地的水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度最高，所对应土地利用数据为居民用地的水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度较高，而所对应土地利用数据为耕地或林地的水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度最低。

本发明提供的混合水质污染源筛选方法，通过从目标区域的原始地图数据中提取出目标区域的数字高程数据；将目标区域划分为多个子网格区域；基于数字高程数据和目标区域中河流的流向，确定出与多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，其中任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向任一子网格区域；如此可确定出水流向各子网格区域汇聚的上游子网格区域；然后通过获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，其中目标子网格区域为河流穿过的子网格区域；计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度；如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定任一目标子网格区域和与任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。如此，当河流由于被污染而水质参数发生巨大变化时，可快速准确确定出水质污染源疑似区域，以便相关人员依据确定出的水质污染源疑似区域快速找出水质污染源，从而能够及时采集相应措施，保障人们的用水安全，便于实际应用和推广。

请参阅图2，本申请实施例第二方面提供了一种混合水质污染源筛选系统，该混合水质污染源筛选系统包括：

提取单元，用于从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的数字高程数据；

网格划分单元，用于将所述目标区域划分为多个子网格区域；

确定单元，用于基于所述数字高程数据和所述目标区域中河流的流向，确定出与所述多个子网格区域中各子网格区域相邻的上游子网格区域，其中任一子网格区域的上游子网格区域的水流汇聚方向朝向所述任一子网格区域；

获取单元，用于获取各目标子网格区域的河流段的至少一项水质参数，其中所述目标子网格区域为河流穿过的子网格区域；

计算单元，用于计算各目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，同一类型水质参数的差异度；

判断单元，用于如果任一目标子网格区域所对应的至少一项水质参数，与相邻的上游目标子网格区域所对应的至少一项水质参数中，存在差异度超过预设阈值的水质参数，则判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域。

在一个可能的设计中，所述提取单元还用于从目标区域的原始地图数据中提取出所述目标区域的土地利用数据；

所述判断单元还用于在判定所述任一目标子网格区域和与所述任一目标子网格区域相邻的上游子网格区域为水质污染源疑似区域后，基于各水质污染源疑似区域所对应的土地利用数据，确定出各水质污染源疑似区域为水质污染区域的置信度。

本实施例第二方面提供的系统的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。

如图3所示，本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如实施例第一方面所述的混合水质污染源筛选方法。

具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(FIFO)和/或先进后出存储器(FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器、ARM(Advanced RISCMachines)、X86等架构处理器或集成NPU(neural-network processing units)的处理器；所述收发器可以但不限于为WiFi(无线保真)无线收发器、蓝牙无线收发器、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)无线收发器、紫蜂协议(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，ZigBee)无线收发器、3G收发器、4G收发器和/或5G收发器等。

本实施例第四方面提供了一种存储包含有实施例第一方面所述的混合水质污染源筛选方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的混合水质污染源筛选方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如实施例第一方面所述的混合水质污染源筛选方法，其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。