本發(fā)明涉及微塑料污染分析,具體涉及一種用于偽裝目標(biāo)識別與跟蹤的智能安防檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、土壤微塑料污染它涉及微塑料在土壤中的積累、遷移和對生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。微塑料根據(jù)其來源可以分為兩類,即初級微塑料和次級微塑料,初級微塑料指的是在生產(chǎn)時(shí)就已經(jīng)被設(shè)計(jì)成微小尺寸的塑料顆粒,如化妝品中的磨砂顆粒等;而次級微塑料則由原本較大的塑料物品經(jīng)過風(fēng)化等過程分解而來。
2、土壤中的微塑料會改變土壤結(jié)構(gòu)并阻礙根系吸收水分和營養(yǎng),進(jìn)而影響農(nóng)作物的生長,同時(shí),微塑料對土壤中的微生物、蚯蚓等生物有毒性作用,影響土壤生態(tài)系統(tǒng),因此,分析土壤微塑料對生態(tài)環(huán)境的影響,對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。
3、農(nóng)作物一般分布在地廣人稀的農(nóng)村區(qū)域,對于這些區(qū)域來說,通過設(shè)置監(jiān)測點(diǎn),并對監(jiān)測點(diǎn)上的微塑料污染進(jìn)行分析的方式可以在一定程度上降低全面分析所需的人力和時(shí)間成本。然而,這種方式一般采用定期檢測的方式進(jìn)行,導(dǎo)致每次進(jìn)行檢測時(shí),仍然需要對每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析,需要的人力和時(shí)間成本仍然較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于偽裝目標(biāo)識別與跟蹤的智能安防檢測系統(tǒng),解決以下技術(shù)問題:
2、定期對所有的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行檢測時(shí)需要的人力和時(shí)間成本較高。
3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
4、一種用于偽裝目標(biāo)識別與跟蹤的智能安防檢測系統(tǒng),包括以下步驟:
5、s1:設(shè)定監(jiān)測周期t,并在所述的監(jiān)測周期內(nèi)獲取監(jiān)測點(diǎn)上的污染量,所述的污染量為預(yù)設(shè)的采樣區(qū)域內(nèi)的土壤微塑料含量平均情況,并生成坐標(biāo)點(diǎn)(ti,di),ti表示第i次獲取監(jiān)測點(diǎn)上的污染量的時(shí)間,di表示第i次獲取的監(jiān)測點(diǎn)上的污染量,對所述的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合得到污染量隨時(shí)間變化的曲線f(t),并將其作為目標(biāo)曲線;
6、s2:從所述的目標(biāo)曲線的起點(diǎn)開始,在目標(biāo)曲線上以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔δt設(shè)置n個(gè)評估點(diǎn),n為預(yù)設(shè)值,生成函數(shù)值集合cjh=(f(1*δt),f(2*δt),…,f(n*δt)),并確定所述的函數(shù)值集合中大于等于預(yù)設(shè)的污染量閾值dsta的元素,將其作為異常元素,并統(tǒng)計(jì)所述的異常元素的數(shù)量c;
7、確定所述的異常元素對應(yīng)的時(shí)間與相鄰的上一個(gè)處理時(shí)間的時(shí)間間隔,并計(jì)算均值作為異常時(shí)間tave,所述的處理時(shí)間為工作人員對土壤中的微塑料進(jìn)行處理的時(shí)間;
8、s3:通過公式計(jì)算修正系數(shù)k,所述的公式為:
9、
10、n'表示所述的監(jiān)測周期內(nèi)獲取監(jiān)測點(diǎn)上的污染量的總次數(shù),ε表示預(yù)設(shè)的第一修正系數(shù);
11、計(jì)算修正周期txz=tcs*k,tcs表示預(yù)設(shè)的檢測周期,并在檢修間隔達(dá)到txz時(shí),根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)上的污染量對生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估,所述的檢修間隔為距離上一次對監(jiān)測點(diǎn)上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估的時(shí)間間隔。
12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s1中,獲取所述的監(jiān)測點(diǎn)上的污染量的過程具體包括:
13、以所述的監(jiān)測點(diǎn)為圓心,預(yù)設(shè)的半徑r作圓得到采樣區(qū)域,在所述的采樣區(qū)域內(nèi)以預(yù)設(shè)的距離間隔設(shè)置若干采樣點(diǎn),并獲取初始污染量d',所述的初始污染量為采樣點(diǎn)上采集的樣本中微塑料的含量,并將所述的初始污染量按照大小進(jìn)行排序,初始污染量越小排名越靠后,生成初始排序;
14、從所述的初始排序中首位的初始污染量開始,依次計(jì)算初始污染差值δd'=d1'-da',da'表示初始排序中第a位置的初始污染量,當(dāng)首次出現(xiàn)所述的初始污染差值δd'≥δd”時(shí),δd”表示預(yù)設(shè)的初始污染差值閾值,計(jì)算拆分比例b=(a-1)/(m-a+1),m表示采樣點(diǎn)的總數(shù),并根據(jù)所述的拆分比例確定污染量;
15、其中,當(dāng)不存在所述的初始污染差值δd'≥δd”時(shí),計(jì)算所述的初始污染量的均值并將其作為污染量。
16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:根據(jù)所述的拆分比例確定污染量的過程具體包括:
17、當(dāng)所述的拆分比例b∈(0,0.2]時(shí),執(zhí)行以下步驟:
18、從所述的初始排序中的最后一位開始,計(jì)算所述的初始排序中的后m'=b*m個(gè)排序位置上的初始污染量的均值,并將其作為污染量;
19、當(dāng)所述的拆分比例b∈(0.2,0.5]時(shí),執(zhí)行以下步驟:
20、令所述的采樣區(qū)域的半徑r=r+δr,δr表示預(yù)設(shè)的半徑修正值,得到新的采樣區(qū)域,并確定新的采樣區(qū)域內(nèi)的采樣點(diǎn),并確定拆分比例;
21、當(dāng)拆分比例屬于(0.2,0.5]時(shí),重復(fù)上述步驟,直到某次調(diào)整所述的采樣區(qū)域的半徑后對應(yīng)的拆分比例b'<0.2,確定此時(shí)采樣區(qū)域?qū)?yīng)的初始排序,并將其作為第一排序,從所述的第一排序中的最后一位開始,計(jì)算所述的第一排序中后m”=b'*mls個(gè)排序位置上的初始污染量的均值,并將其作為污染量,mls表示所述的拆分比例b'<0.2時(shí)的采樣點(diǎn)的總數(shù)量。
22、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)上的土壤微塑料情況對生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估的過程具體包括:
23、計(jì)算評估系數(shù)p=γ*dpd*bpd*π*r2,γ表示預(yù)設(shè)的第二修正系數(shù),dpd表示對監(jiān)測點(diǎn)上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí)的污染量,bpd表示對監(jiān)測點(diǎn)上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí)的拆分比例,r表示對監(jiān)測點(diǎn)上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí)采樣區(qū)域的半徑;
24、當(dāng)0<p≤k1時(shí),污染量較低,判定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低,不作處理;
25、當(dāng)k1<p≤k2時(shí),污染量一般,判定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)一般,并進(jìn)行標(biāo)記提醒工作人員保持關(guān)注;
26、當(dāng)k2<p時(shí),污染量較高,判定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高,發(fā)送高危預(yù)警提醒工作人員;
27、其中,k1和k2為預(yù)設(shè)的評估閾值,k1<k2。
28、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s2中,當(dāng)所述的異常元素的數(shù)量c=0時(shí),執(zhí)行篩選步驟:
29、當(dāng)最大污染量maxf(t)<dsta時(shí),不再執(zhí)行后續(xù)步驟,并發(fā)送第一信息提醒工作人員;
30、當(dāng)最大污染量maxf(t)≥dsta時(shí),執(zhí)行以下步驟:
31、將目標(biāo)曲線上污染量為所述的污染量閾值dsta的點(diǎn)作為參考點(diǎn),并計(jì)算相鄰兩參考點(diǎn)間的目標(biāo)曲線作為判定曲線fpd(t);
32、在所述的判定曲線上以預(yù)設(shè)的曲線長度間隔選取若干個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),并計(jì)算平均污染量其中db'表示第b'個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對應(yīng)的污染量,b表示判斷曲線上數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù);
33、當(dāng)所述的平均污染量dpj>dsta時(shí),將判定曲線作為異常曲線fyc(t),并統(tǒng)計(jì)所述的異常曲線的數(shù)量,并將其作為異常元素的數(shù)量。
34、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:獲取所述的異常曲線中的最大值max(fyc(t)),并將其作為異常元素,并確定異常時(shí)間。
35、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,當(dāng)n'<n時(shí),令修正周期txz=tcs,n表示預(yù)設(shè)的檢測次數(shù)閾值。
36、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,當(dāng)所述的修正周期txz>μ*tcs時(shí),令所述的修正周期txz=μ*tcs,μ表示預(yù)設(shè)的第三修正系數(shù),且μ>1。
37、本發(fā)明的有益效果:在本發(fā)明中,首先確定監(jiān)測周期內(nèi)每次獲取的監(jiān)測點(diǎn)上的污染量(即監(jiān)測周期內(nèi)每次對監(jiān)測點(diǎn)上的微塑料污染進(jìn)行分析時(shí)得到的污染量),監(jiān)測點(diǎn)的位置可根據(jù)實(shí)際情況確定;之后繪制污染量隨時(shí)間變化的曲線,用于直觀的展示監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)上的污染量的波動情況;接著確定異常元素的數(shù)量;需要說明的是,當(dāng)函數(shù)值集合中的元素大于等于污染量閾值,說明監(jiān)測點(diǎn)上的污染量超過了一定的限度,因此將其作為異常元素,污染量閾值可由經(jīng)驗(yàn)設(shè)定;之后確定異常時(shí)間;需要說明的是,異常元素對應(yīng)的時(shí)間與相鄰的上一個(gè)處理時(shí)間的時(shí)間間隔越短,說明監(jiān)測點(diǎn)上的污染量在經(jīng)過工作人員處理后,再次出現(xiàn)異常的速度越快,工作人員對監(jiān)測點(diǎn)上的土壤中的微塑料進(jìn)行處理是指包括但不限于原位修復(fù)技術(shù)等;原位修復(fù)是指不移動受污染的土壤,直接在場地發(fā)生污染的位置對其進(jìn)行原地修復(fù)或處理;計(jì)算均值作為異常時(shí)間則是為了降低偶然誤差的影響,出現(xiàn)偶然誤差的原因可能是設(shè)備故障、人為操作失誤或其他技術(shù)原因;之后計(jì)算修正系數(shù)k;值得注意的是,ε可由經(jīng)驗(yàn)設(shè)定;異常時(shí)間越長,說明監(jiān)測點(diǎn)上的污染量在經(jīng)過工作人員處理后,再次出現(xiàn)異常的時(shí)間越長,同樣,越大則說明過去一段時(shí)間(監(jiān)測周期)內(nèi)對監(jiān)測點(diǎn)上的污染量進(jìn)行采集和分析的平均時(shí)間間隔越長,可以表明該監(jiān)測點(diǎn)不要進(jìn)行過多的關(guān)注,這是因?yàn)槿绻摫O(jiān)測點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注(即需要減少檢測周期的長度,從而降低無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況的概率),則監(jiān)測周期內(nèi)對監(jiān)測點(diǎn)上的污染量進(jìn)行采集和分析的平均時(shí)間間隔應(yīng)該較短;異常數(shù)量c越大則表明污染量超出限度的次數(shù)越多,因此應(yīng)當(dāng)對監(jiān)測點(diǎn)保持重點(diǎn)關(guān)注;max(f(t))越大表明污染量超出限度的程度更高,同樣應(yīng)當(dāng)保持重點(diǎn)關(guān)注;最后根據(jù)修正系數(shù)調(diào)整修正周期,當(dāng)修正系數(shù)較大時(shí),說明不需要保持重點(diǎn)關(guān)注,即增大檢測周期,則其不需要在下一次檢測時(shí)進(jìn)行檢測,從而降低下次進(jìn)行檢測時(shí)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量,進(jìn)而降低人力和時(shí)間成本。本發(fā)明可以根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)上污染量的變化趨勢計(jì)算修正系數(shù),并根據(jù)修正系數(shù)對檢測周期進(jìn)行修正,從而減少每次檢測時(shí)的監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量,進(jìn)而降低根據(jù)微塑料污染評估生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)過程中的人力和時(shí)間成本。