CN116008495A - 一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了本申请提供一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法，所述系统包括采样器和与采样器相配合使用的检测装置，采样器用于采集水体样本，检测装置具有用于容置水体样本的检测腔；检测装置包括：存储模块，存储模块预存有标准数据，标准数据包括多种水体数据的类型、不同类型水体数据的标准值和不同类型水体数据与污染源之间的映射关系；分析模块，分析模块设置于检测腔，以分析确定水体样本中的实际数据，实际数据包括至少一种水体数据的类型和至少一种类型水体数据的实际值；判断模块，判断模块分别与分析模块和存储模块相连接，并对获取到的实际数据和标准数据进行对比，以根据对比结果确定污染源。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，具体涉及一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法。
背景技术
地表水，是指陆地表面上动态水和静态水的总称，亦称“陆地水”，包括各种液态的和固态的水体，主要有河流、湖泊、沼泽、冰川、冰盖等 。它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。但是，随着城市化、工业化进程的加快，城市废水、工业污水的产生量和排放量越来越大，地表水环境污染问题日益严重。为了确保人们的用水安全以及环境保护的需要，往往需要对地表水的水质进行监测，以避免出现重大的水污染事件。
现有的水质监测技术，要么是实验室手动监测，要么是固定站点连续在线监测，无论哪种监测方式，也仅仅是对特定区域中水体的相关指标进行检测，只能定量分析水质的好坏，且这种分析也存在不确定性。如果把水质监测技术的关注视角放到更宏观的层面去看，如何避免水体受到污染反而显得比单纯地去监测水质要更具价值。然而，当前情况下，人们对于造成水体污染的原因显然并未过多关注。
由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。
发明内容
本申请提供了一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。本申请所采用的技术方案为：
第一方面，本申请提供一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，所述系统包括采样器和与所述采样器相配合使用的检测装置，所述采样器用于采集水体样本，所述检测装置具有用于容置所述水体样本的检测腔；所述检测装置包括：存储模块，所述存储模块预存有标准数据，所述标准数据包括多种水体数据的类型、不同类型水体数据的标准值和不同类型水体数据与污染源之间的映射关系；分析模块，所述分析模块设置于所述检测腔，以分析确定所述水体样本中的实际数据，所述实际数据包括至少一种水体数据的类型和至少一种类型水体数据的实际值；判断模块，所述判断模块分别与所述分析模块和所述存储模块相连接，并对获取到的所述实际数据和所述标准数据进行对比，以根据对比结果确定所述污染源。
作为本申请的一种优选实施方式，所述检测装置还包括与所述判断模块相连接的报警模块，所述报警模块响应于所述对比结果，发出报警信号。
作为本申请的一种优选实施方式，所述检测装置还包括与所述判断模块相连接的通信模块；所述系统还包括监测服务器和用户终端，所述监测服务器分别与所述通信模块和所述用户终端相连接，以对所述对比结果进行存储，并能够发送给所述用户终端。
作为本申请的一种优选实施方式，所述监测服务器能够按照预设条件向所述检测装置发送更新数据包，以对所述存储模块中预存的标准数据进行更新。
作为本申请的一种优选实施方式，所述标准数据的类型包括下述中的至少一种：物理监测指标、化学监测指标、毒理学监测指标和生物监测指标。
第二方面，本申请还提供一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，应用于如上所述的系统中，所述方法包括如下步骤：
对水体样本进行采集；
对采集到的所述水体样本进行分析，并确定所述水体样本中的实际数据；
将预存的标准数据和所述实际数据进行对比，并生成对比结果；
根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源。
作为本申请的一种优选实施方式，所述将预存的标准数据和所述实际数据进行对比，并生成对比结果，包括：将预存的所述标准数据中不同类型水体数据的标准值与所述实际数据中至少一种类型水体数据的实际值进行相对应的差值计算，以确定至少一种类型水体数据的差异度；根据所述差异度生成所述对比结果。
作为本申请的一种优选实施方式，所述根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源，包括：当任一类型水体数据的所述差异度大于预设的警戒值时，对该类型的所述水体数据进行标记；根据不同类型水体数据与污染源之间的映射关系，查找被标记的所述水体数据对应的所述污染源。
作为本申请的一种优选实施方式，所述系统还包括监测服务器和用户终端；在根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源之后，所述方法还包括如下步骤：将所述对比结果和确定出的所述污染源上传至所述监测服务器，进行云端存储；响应于所述用户终端发出的数据请求，所述监测服务器将所述对比结果和所述污染源发送至所述用户终端。
作为本申请的一种优选实施方式，所述污染源包括下述中的至少一种：生活源、工业源、养殖源和农业源。
由于采用了上述技术方案，本申请所取得的技术效果为：
本申请提供一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，通过采样器对水体数据进行采集，并通过与采样器相配合使用的检测装置的来对地表水的水体数据进行检测分析。具体地，检测装置包括存储模块、分析模块和判断模块，其中，存储模块中存储有大量的标准数据，分析模块则用于分析采集到的水体样本的实际数据，判断模块则能够对标准数据和实际数据进行对比分析，以确定实际数据和标准数据之间的差异，从而进一步确定出实际数据的类型和含量等，进而判断模块能够根据实际数据和标准数据之间的对比结果确定导致水体样本污染的污染源。本申请提供的这种系统，不仅仅能够对水体样本自身的水体数据进行检测，更重要的是能够对出现污染的水体样本进行溯源，从而便于技术人员对水体样本所在水域进行针对性的保护，例如当检测到水体样本中的污染源为造纸厂时，可以对受污染水域附近的相关造纸厂进行排查，从而精准确定污染源，为环境保护部门提供更有利数据支撑，进而利于地表水的水域环境治理。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例所提供的一种用于地表水的水体数据采集与分析系统的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种用于地表水的水体数据采集与分析系统的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种用于地表水的水体数据采集与分析方法的流程示意图。
附图标记：
100 采样器、200监测装置、210存储模块、220分析模块、230判断模块、240报警模块、250通信模块、300监测服务器、400用户终端。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如图1所示，本申请提供一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，所述系统包括采样器100和与所述采样器100相配合使用的检测装置200，所述采样器100用于采集水体样本，所述检测装置具有用于容置所述水体样本的检测腔。其中，所述检测装置200包括：存储模块210、分析模块220和判断模块230。存储模块210预存有标准数据，所述标准数据包括多种水体数据的类型、不同类型水体数据的标准值和不同类型水体数据与污染源之间的映射关系；分析模块220设置于所述检测腔，以分析确定所述水体样本中的实际数据，所述实际数据包括至少一种水体数据的类型和至少一种类型水体数据的实际值；判断模块230分别与所述分析模块220和所述存储模块210相连接，并对获取到的所述实际数据和所述标准数据进行对比，以根据对比结果确定所述污染源。
需要说明的是，存储模块210中预存的水体数据的类型至少包括下述中的一种：物理监测指标、化学监测指标、毒理学监测指标和生物监测指标。其中，物料监测指标如可以包括水体的温度、色度、透明度、浊度、嗅味度、悬浮物、肉眼可见物等。化学监测指标可以分为一般化学水质指标和氧平衡指标，一般化学水质指标包括水体的PH、碱度、硬度、氯离子、铵离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、钾离子、钙离子、镁离子、钠离子、总含盐量、一般有机物质等；氧平衡指标包括水体中的溶解氧（DO）、总耗氧量（TOD）、化学耗氧量（COD）、生化耗氧量（BOD）、总有机碳量（TOC）等。毒理学监测指标如可以包括水体中的砷、硒、汞、镉、铬、铅、银、硝酸盐、氯仿、四氯化碳、滴滴涕、六六六等。生物监测指标如可以包括总大肠杆菌群、耐热大肠菌群、游离性余氯等。此外，鉴于地质情况和周围环境的不同，上述各种不同类型的水体数据在不同的水域中的含量也会存在区别，例如有的水域中的水体含有大量的氯离子，有的水域中的水体重金属含量（如铅、银等）较高，有的水域中的水体温度较高等。本申请中不同类型水体数据的标准值指的是水域没有受到外界环境污染和地质情况影响的情况下，或者对人类和动植物不产生危害情况下，水体数据的一般含量。
另外，由于不同污染源对水体的影响是不同的，如工厂排放的污水很有可能导致水体中的重金属含量飙升，牛、羊等家畜排放的粪便有可能导致水体中的氮元素、COD等升高。本申请通过建立不同类型水体数据与污染源之间的映射关系，来对水体中污染物的来源进行分析。比如，当检测到水体中的硫酸根离子严重超标时，可以根据上述映射关系将污染源确定为发电厂等涉及酸洗工艺的工厂；当检测到水体中的氮元素和COD超标时，可以根据上述映射关系将污染源确定为家畜粪便或者养殖场等。
本申请提供的用于地表水的水体数据采集与分析系统，通过采样器100对水体数据进行采集，并通过与采样器100相配合使用的检测装置200的来对地表水的水体数据进行检测分析。具体地，存储模块210中存储有大量的标准数据，分析模块220则用于分析采集到的水体样本的实际数据，判断模块230则能够对标准数据和实际数据进行对比分析，以确定实际数据和标准数据之间的差异，从而进一步确定出实际数据的类型和含量等，进而判断模块230能够根据实际数据和标准数据之间的对比结果确定导致水体样本污染的污染源。本申请提供的这种系统，不仅仅能够对水体样本自身的水体数据进行检测，更重要的是能够对出现污染的水体样本进行溯源，从而便于技术人员对水体样本所在水域进行针对性的保护，精准确定污染源，为环境保护部门提供更有利数据支撑，进而利于地表水的水域环境治理。
进一步地，如图2所示，检测装置200还可以包括与所述判断模块230相连接的报警模块240，所述报警模块240响应于所述对比结果，发出报警信号。其中，报警模块240可以是蜂鸣器、警示灯或者声光报警器等。报警模块240的设置能够在判断模块230确定出水体数据出现异常时，及时向相关技术人员发出报警信号，从而能够使得技术人员对该水体数据进行重点关注。
再进一步地，继续参照图2所示，检测装置200还可以包括与所述判断模块230相连接的通信模块250。此外，所述系统还可以包括监测服务器300和用户终端400，所述监测服务器300分别与所述通信模块250和所述用户终端400相连接，以对所述对比结果进行存储，并能够发送给所述用户终端400。
应当注意的是，本申请中与通信模块250相连接的监测服务器300，除了可以对判断模块230发出的对比结果进行存储，并将存储的对比结果发送给用户终端400之外；还能够按照预设条件向检测装置200发送更新数据包，以对存储模块210中预存的标准数据进行更新。其中，更新数据包可以包括新增的某一类型水体数据的标准值，或者以往某一类型水体数据的更新值等。可选地，监测服务器300可以定期对存储模块210中预存的标准数据进行自动远程更新，或者对预存的标准数据进行修正等，从而使得判断模块230在对标准数据和实际数据进行对比时，能够得到更加精确的对比结果，进而提升系统对于水体数据检测的精确性。
此外，本申请中的用户终端400例如可以是手机端、PC端、车机端等，此处对于用户终端400的具体类型没有限定。通信模块250也可以有多种，如WIFI通信模块、4G通信模块、5G通信模块、蓝牙通信模块、有线网络接口等，本申请对于通信模块的具体类型也没有限定。
参照图3所示，本申请还提供一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，应用于如上所述的系统中，所述方法包括如下步骤：
S100、对水体样本进行采集。
S200、对采集到的水体样本进行分析，并确定水体样本中的实际数据。
本步骤中，在对采集到的水体样本进行分析时，分析模块可以是PH计、COD测定仪、氨氮测定仪、浊度仪、色谱仪等，本申请对于分析模块220的具体类型和结构没有限定。
S300、将预存的标准数据和实际数据进行对比，并生成对比结果。
本步骤中，在对预存的标准数据和实际数据进行对比时，主要将预存的所述标准数据中不同类型水体数据的标准值与实际数据中至少一种类型水体数据的实际值进行相对应的差值计算，以确定至少一种类型水体数据的差异度；根据所述差异度生成所述对比结果。
S400、根据对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定污染源。
本步骤中，当任一类型水体数据的差异度不大于预设的警戒值时，认为该种类型的水体数据正常；当任一类型水体数据的差异度大于预设的警戒值时，将该类型的水体数据确定为异常数据，并对该类型的水体数据进行标记；然后根据不同类型水体数据与污染源之间的映射关系，查找被标记的水体数据对应的污染源。其中，本申请中污染源的类型包括下述中的至少一种：生活源、工业源、养殖源和农业源等。
S500、将对比结果和确定出的污染源上传至监测服务器，进行云端存储。
本步骤中，监测服务器除了可以对上传的对比结果和污染源等信息进行存储之外，还可以按照预设条件向检测装置发送更新数据包，以对存储模块中预存的标准数据进行更新。
S600、响应于用户终端发出的数据请求，监测服务器将对比结果和污染源发送至用户终端。
本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，其特征在于，所述系统包括采样器和与所述采样器相配合使用的检测装置，所述采样器用于采集水体样本，所述检测装置具有用于容置所述水体样本的检测腔；
所述检测装置包括：
存储模块，所述存储模块预存有标准数据，所述标准数据包括多种水体数据的类型、不同类型水体数据的标准值和不同类型水体数据与污染源之间的映射关系；
分析模块，所述分析模块设置于所述检测腔，以分析确定所述水体样本中的实际数据，所述实际数据包括至少一种水体数据的类型和至少一种类型水体数据的实际值；
判断模块，所述判断模块分别与所述分析模块和所述存储模块相连接，并对获取到的所述实际数据和所述标准数据进行对比，以根据对比结果确定所述污染源。
2.如权利要求1所述的一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，其特征在于，所述检测装置还包括与所述判断模块相连接的报警模块，所述报警模块响应于所述对比结果，发出报警信号。
3.如权利要求1所述的一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，其特征在于，所述检测装置还包括与所述判断模块相连接的通信模块；
所述系统还包括监测服务器和用户终端，所述监测服务器分别与所述通信模块和所述用户终端相连接，以对所述对比结果进行存储，并能够发送给所述用户终端。
4.如权利要求3所述的一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，其特征在于，所述监测服务器能够按照预设条件向所述检测装置发送更新数据包，以对所述存储模块中预存的标准数据进行更新。
5.如权利要求1所述的一种用于地表水的水体数据采集与分析系统，其特征在于，所述标准数据的类型包括下述中的至少一种：物理监测指标、化学监测指标、毒理学监测指标和生物监测指标。
6.一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的系统中，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
对水体样本进行采集；
对采集到的所述水体样本进行分析，并确定所述水体样本中的实际数据；
将预存的标准数据和所述实际数据进行对比，并生成对比结果；
根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源。
7.如权利要求6所述一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，其特征在于，所述将预存的标准数据和所述实际数据进行对比，并生成对比结果，包括：
将预存的所述标准数据中不同类型水体数据的标准值与所述实际数据中至少一种类型水体数据的实际值进行相对应的差值计算，以确定至少一种类型水体数据的差异度；
根据所述差异度生成所述对比结果。
8.如权利要求7所述一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，其特征在于，所述根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源，包括：
当任一类型水体数据的所述差异度大于预设的警戒值时，对该类型的所述水体数据进行标记；
根据不同类型水体数据与污染源之间的映射关系，查找被标记的所述水体数据对应的所述污染源。
9.如权利要求6所述一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，其特征在于，所述系统还包括监测服务器和用户终端；
在根据所述对比结果以及不同类型水体数据与污染源之间的映射关系确定所述污染源之后，所述方法还包括如下步骤：
将所述对比结果和确定出的所述污染源上传至所述监测服务器，进行云端存储；
响应于所述用户终端发出的数据请求，所述监测服务器将所述对比结果和所述污染源发送至所述用户终端。
10.如权利要求6所述一种用于地表水的水体数据采集与分析方法，其特征在于，所述污染源包括下述中的至少一种：生活源、工业源、养殖源和农业源。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211688359.3A CN116008495A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211688359.3A CN116008495A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法 |
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|---|---|
| CN116008495A true CN116008495A (zh) | 2023-04-25 |
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| CN202211688359.3A Pending CN116008495A (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种用于地表水的水体数据采集与分析系统及方法 |
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- 2022-12-28 CN CN202211688359.3A patent/CN116008495A/zh active Pending
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