本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算的水污染智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水資源屬于人類賴以生存的關(guān)鍵物質(zhì)保障。水質(zhì)檢測直接關(guān)乎人們生活，對水資源保護(hù)、開發(fā)等方面提供關(guān)鍵基礎(chǔ)依據(jù)，通過對污染來源的科學(xué)分析，能夠?qū)Σ糠种匚廴酒髽I(yè)采取有效關(guān)停，并對排放明顯超標(biāo)企業(yè)采取重點(diǎn)整治。針對水資源相對匱乏、部分地區(qū)存在嚴(yán)重缺水的情況，水質(zhì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測則顯得十分關(guān)鍵，對被污染區(qū)域，需采取重點(diǎn)監(jiān)測，有關(guān)未被污染河流，同樣需采取重點(diǎn)保護(hù)，對污染源采取有效控制。

2、因此，需要提供基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算的水污染智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)，用于提高水污染監(jiān)測的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算的水污染智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括：位置確定模塊，用于確定待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測位置；數(shù)據(jù)獲取模塊，包括基于所述待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測位置，確定的設(shè)置在所述待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測裝置，其中，所述水污染監(jiān)測裝置用于采集水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)；相關(guān)分析模塊，用于確定多個水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立位置關(guān)系圖譜；數(shù)據(jù)處理模塊，包括基于所述位置關(guān)系圖譜，確定多個邊緣計算裝置，其中，一個所述邊緣計算裝置對應(yīng)至少一個所述水污染監(jiān)測位置，所述邊緣計算裝置用于基于所述水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷所述水污染監(jiān)測裝置所在的水污染監(jiān)測位置是否發(fā)生污染，若是，將所述水污染監(jiān)測裝置標(biāo)記為目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置；污染分析模塊，用于基于所述多個邊緣計算裝置確定的目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置、所述多個水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)以及所述位置關(guān)系圖譜，確定污染類型及污染源頭。

2、進(jìn)一步地，所述位置確定模塊確定待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測位置，包括：獲取待監(jiān)測區(qū)域的地理信息；基于所述待監(jiān)測區(qū)域的地理信息，確定多個初始的水污染監(jiān)測位置；獲取每個所述初始的水污染監(jiān)測位置的第一測試用水質(zhì)信息；基于每個所述初始的水污染監(jiān)測位置的第一測試用水質(zhì)信息，計算所述多個初始的水污染監(jiān)測位置的差異化參數(shù)；當(dāng)所述差異化參數(shù)大于預(yù)設(shè)差異化參數(shù)時，新增至少一個水污染監(jiān)測位置，其中，所述多個水污染監(jiān)測位置包括所述多個初始的水污染監(jiān)測位置和新增的至少一個水污染監(jiān)測位置。

3、進(jìn)一步地，所述位置確定模塊新增至少一個水污染監(jiān)測位置，包括：基于任意兩個初始的水污染監(jiān)測位置的測試用水質(zhì)信息的水質(zhì)差異參數(shù)，新增所述至少一個水污染監(jiān)測位置。

4、進(jìn)一步地，所述相關(guān)分析模塊確定多個水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立位置關(guān)系圖譜，包括：獲取每個所述水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息；基于每個所述水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息，計算任意兩個所述水污染監(jiān)測位置的相關(guān)系數(shù)；對于每個所述水污染監(jiān)測位置，基于任意兩個所述水污染監(jiān)測位置的相關(guān)系數(shù)，確定所述水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置，基于每個所述水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息，確定所述水污染監(jiān)測位置與每個所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系；基于所述水污染監(jiān)測位置與每個所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立所述位置關(guān)系圖譜。

5、進(jìn)一步地，所述相關(guān)分析模塊基于每個所述初始的水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息，計算任意兩個所述水污染監(jiān)測位置的相關(guān)系數(shù)，包括：對于任意兩個所述水污染檢測位置，基于兩個所述水污染檢測位置的第二測試用水質(zhì)信息，計算兩個所述水污染檢測位置在目標(biāo)檢測參數(shù)的參數(shù)相關(guān)系數(shù)，基于兩個所述水污染檢測位置在目標(biāo)檢測參數(shù)的參數(shù)相關(guān)系數(shù)，計算兩個所述水污染監(jiān)測位置的相關(guān)系數(shù)。

6、進(jìn)一步地，所述相關(guān)分析模塊基于每個所述水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息，確定所述水污染監(jiān)測位置與每個所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系，包括：確定多個時滯窗口；對于每個所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置，基于每個所述水污染監(jiān)測位置的第二測試用水質(zhì)信息，確定所述水污染監(jiān)測位置與所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置在所述時滯窗口的水質(zhì)相似度，當(dāng)所述水質(zhì)相似度大于預(yù)設(shè)水質(zhì)相似度時，將所述時滯窗口標(biāo)記為目標(biāo)時滯窗口，基于所述目標(biāo)時滯窗口，確定所述水污染監(jiān)測位置與所述關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

7、進(jìn)一步地，所述邊緣計算裝置基于所述水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷所述水污染監(jiān)測裝置所在的水污染監(jiān)測位置是否發(fā)生污染，包括：通過污染判斷模型基于所述水污染監(jiān)測裝置在當(dāng)前水質(zhì)檢測周期的多個時間點(diǎn)采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷所述水污染監(jiān)測裝置所在的水污染監(jiān)測位置是否發(fā)生污染。

8、進(jìn)一步地，所述污染分析模塊基于所述多個邊緣計算裝置確定的目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置、所述多個水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)以及所述位置關(guān)系圖譜，確定污染類型，包括：基于所述位置關(guān)系圖譜，確定所述目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置的關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測裝置；基于所述目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置的關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測裝置在當(dāng)前水質(zhì)檢測周期的多個時間點(diǎn)采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置的關(guān)聯(lián)水污染監(jiān)測裝置在當(dāng)前水質(zhì)檢測周期的多個時間點(diǎn)采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，確定污染類型。

9、進(jìn)一步地，所述污染分析模塊基于所述多個邊緣計算裝置確定的目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置、所述多個水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)以及所述位置關(guān)系圖譜，確定污染源頭，包括：基于所述目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置，確定目標(biāo)水污染監(jiān)測位置；基于所述位置關(guān)系圖譜及所述目標(biāo)水污染監(jiān)測位置，確定所述污染源頭。

10、本發(fā)明提供基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算的水污染智能監(jiān)測方法，包括：確定待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測位置；基于所述待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測位置，確定設(shè)置在所述待監(jiān)測區(qū)域的多個水污染監(jiān)測裝置，其中，所述水污染監(jiān)測裝置用于采集水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)；確定多個水污染監(jiān)測位置的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立位置關(guān)系圖譜；基于所述位置關(guān)系圖譜，確定多個邊緣計算裝置，其中，一個所述邊緣計算裝置對應(yīng)至少一個所述水污染監(jiān)測位置；所述邊緣計算裝置基于所述水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷所述水污染監(jiān)測裝置所在的水污染監(jiān)測位置是否發(fā)生污染，若是，將所述水污染監(jiān)測裝置標(biāo)記為目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置；基于所述多個邊緣計算裝置確定的目標(biāo)水污染監(jiān)測裝置、所述多個水污染監(jiān)測裝置采集的水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)以及所述位置關(guān)系圖譜，確定污染類型及污染源頭。

11、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于物聯(lián)網(wǎng)及邊緣計算的水污染智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)，至少具備以下有益效果：

12、1、多點(diǎn)監(jiān)測能夠更全面地覆蓋待監(jiān)測區(qū)域，捕捉到更多潛在的水質(zhì)變化點(diǎn)，提高監(jiān)測的精度。邊緣計算裝置能夠?qū)崟r或近實(shí)時地處理水質(zhì)數(shù)據(jù)，快速響應(yīng)水質(zhì)變化，提高監(jiān)測效率。邊緣計算裝置能夠基于實(shí)時數(shù)據(jù)判斷水污染監(jiān)測位置是否發(fā)生污染，并立即將相關(guān)監(jiān)測裝置標(biāo)記為目標(biāo)裝置，從而迅速發(fā)現(xiàn)污染事件。這有助于及早采取措施，防止污染擴(kuò)散，減少損失。通過位置關(guān)系圖譜和多個邊緣計算裝置協(xié)同工作，可以綜合分析多個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確地確定污染源頭。這有助于實(shí)施有針對性的治理措施，提高污染治理的效率。邊緣計算裝置在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭進(jìn)行初步處理，減少了需要傳輸?shù)街行姆?wù)器的數(shù)據(jù)量，降低了數(shù)據(jù)傳輸成本。同時，由于減少了中心服務(wù)器的處理負(fù)擔(dān)，也降低了服務(wù)器的運(yùn)行和維護(hù)成本。通過模塊化設(shè)計，可以方便地增加或減少水污染監(jiān)測位置和邊緣計算裝置，以適應(yīng)不同規(guī)模和需求的監(jiān)測任務(wù)。這使得系統(tǒng)具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性和靈活性，能夠更好地適應(yīng)未來可能的變化。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)處理在邊緣計算裝置上進(jìn)行，減少了敏感數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸距離和次數(shù)，降低了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。

13、2、通過獲取待監(jiān)測區(qū)域的地理信息，可以更準(zhǔn)確地了解區(qū)域內(nèi)的水流、地形、污染源分布等特征，從而更合理地布置監(jiān)測位置。多個初始監(jiān)測位置的設(shè)置能夠覆蓋更廣的區(qū)域，減少監(jiān)測盲區(qū)，提高監(jiān)測的全面性。通過測試和計算，可以識別出污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，從而有針對性地新增監(jiān)測位置，更精準(zhǔn)地追蹤和定位污染源。當(dāng)差異化參數(shù)大于預(yù)設(shè)值時，新增監(jiān)測位置可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，以適應(yīng)水質(zhì)變化和環(huán)境變化的需求。通過新增監(jiān)測位置，可以實(shí)時獲取更多水質(zhì)數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常，提高監(jiān)測效率。在污染事件發(fā)生時，多點(diǎn)監(jiān)測和實(shí)時數(shù)據(jù)反饋能夠快速響應(yīng)，為污染治理和應(yīng)急處置提供有力支持。通過科學(xué)合理地確定和新增監(jiān)測位置，可以避免不必要的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置，減少監(jiān)測成本和資源浪費(fèi)。通過提高監(jiān)測的針對性和準(zhǔn)確性，可以減少無效數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)分析和決策提供更有價值的信息。

14、3、通過綜合考慮多個關(guān)聯(lián)監(jiān)測裝置的水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以從多個角度、多個維度對水質(zhì)狀況進(jìn)行分析，從而更準(zhǔn)確地識別污染類型和污染程度。位置關(guān)系圖譜揭示了監(jiān)測點(diǎn)之間的空間關(guān)系，有助于理解污染物在空間上的分布和擴(kuò)散情況，進(jìn)一步提高了污染識別的準(zhǔn)確性。通過對比不同監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)變化，可以追蹤污染物的來源和擴(kuò)散路徑，有助于快速定位污染源。結(jié)合地理位置信息和水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以對污染源進(jìn)行深入分析，了解污染物的種類、濃度以及可能的影響范圍，為后續(xù)的污染治理提供有力支持。