[发明专利]基于无人机的蓝藻监测预警方法及系统

权利要求书

1.一种基于无人机的蓝藻监测预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(10)监测水域普查：无人机在监测水域上方沿设定路线飞行，采集沿途毫米波辐射数据及蓝藻位置信息，得到蓝藻辐射数据；

(20)污染区域成像：根据蓝藻辐射数据及蓝藻位置信息，初步确定重点监测水域，使无人机在重点监测水域悬停，对该水域进行锥扫得到该水域的辐射图像，同时拍摄该水域的光学图像；

(30)图像特征提取：对辐射图像进行处理，并与光学图像对比分析，确定蓝藻的分布范围、污染地点、污染程度，实现对水域的实时监测；

(40)蓝藻污染预警：通过确认蓝藻的分布范围、污染地点、污染程度，当植被到达预警阀值时，生成蓝藻污染预警。

2.根据权利要求1所述的蓝藻监测预警方法，其特征在于：

所述(10)监测水域普查步骤中，采用无人机搭载的3mm波段辐射计采集沿途毫米波辐射数据。

3.根据权利要求1所述的蓝藻监测预警方法，其特征在于：

所述(10)监测水域普查步骤中，蓝藻辐射数据由沿途辐射数据与先期建立的典型蓝藻毫米波辐射特性数据相比较而得到。

4.根据权利要求1所述的蓝藻监测预警方法，其特征在于，所述(30)图像特征提取步骤包括：

(31)辐射图像处理：采用遗传算法对毫米波辐射图像进行处理，得到最佳阈值，进行图像二值化，然后对图像进行特征提取，得到蓝藻的辐射数据。

(32)图像对比分析：将得到的辐射数据与光学图像进行对比分析，得到蓝藻的分布范围、污染地点、污染程度。

5.一种基于无人机的蓝藻监测预警系统，其特征在于，包括：

无人机监测平台(1)，用于对监测水域进行普查、定点详查和实时监测；

地面控制台(2)，用于控制无人机监测平台(1)的工作状态，确定污染水域，提取图像特征，生成蓝藻污染预警；

所述地面控制台(2)与无人机监测平台(1)通过远程无线网络信号连接。

6.根据权利要求5所述的蓝藻监测预警系统，其特征在于，所述无人机监测平台(1)包括：

无人机(11)，用于搭载各种功能模块，设定路线飞行、在污染水域悬停；

定位模块(12)，用于获蓝藻的位置信息；

光学摄影模块(13)，用于拍摄重点监测水域的光学图像；

副面旋转天线(14)，用于对监测水域进行锥扫；

3mm辐射计(15)，用于采集监测水域的蓝藻的毫米波辐射数据；

数据采集器(16)，采集重点监测水域的蓝藻的辐射图像；

据存储模块(17)，用于存储沿途毫米波辐射数据、辐射图像及光学图像；

空中无线传输模块(18)，用于与地面控制台(2)远程通信，传输数据和飞行指令。

7.根据权利要求5所述的蓝藻监测预警系统，其特征在于，所述地面控制台(2)包括:

飞行控制模块(21)，用于根据设定路线或重点监测水域，产生飞行指令；

图像处理模块(22)，对辐射图像进行处理，并与光学图像对比分析，确定蓝藻的分布范围、污染地点、污染程度；

数据处理模块(23)，用于根据蓝藻辐射数据及位置信息，初略判定重点监测水域；

成像显示模块(24)，用于显示水域地图、无人机飞行轨迹、辐射图像处理结果、光学图像、蓝藻的分布范围、污染地点、污染程度。

地面无线传输模块(25)，用于与无人机监测平台(1)远程通信，接收数据和发出飞行指令；

污染预警模块(26)，用于生成预警，为相关的决策部门提供依据；

所述数据处理模块(23)分别与图像处理模块(22)、成像显示模块(24)、地面无线传输模块(25)与地面控制台(2)信号相连。