[发明专利]水库氮素污染的多级源解析可视化系统及方法

权利要求书

1.水库氮素污染的多级源解析可视化系统，其特征在于，包括汇水区划分模块、参数监测模块、信息处理模块、可视化模块；

所述汇水区划分模块，用于按照汇流节点划分库区内河流汇水区并标记，将划分和标记的结果数据发送给可视化模块；

所述参数监测模块，用于通过在汇水节点采集水样、通过传感器检测氮素和水质参数信息，发送给信息处理模块；

所述信息处理模块，用于筛选其接收的氮素和水质参数信息、建立指纹图谱，将各参数指标代入受体模型，逐级计算该河流对应分区内的氮素贡献率参数，发送给可视化模块；

所述可视化模块，用于接收上述各模块输出的数据，在地图上进行叠加可视化展示；

所述汇水区划分模块包括分区划分单元、分区标记单元；

所述分区划分单元，用于读取DEM地理高程图像、根据河流汇水流向划分汇水区；根据污染源的类型及空间位置分布，归并类型相同且位置相邻的汇水区；

所述分区标记单元，用于根据河流流向的空间关系，对当前分区进行定级并标记在地图上的所属划区内；标记形式为M-N；其中，M为汇水区等级，“-”为分隔符，N为当前等级下的汇水区编码，M-N表示第M等级的汇水区N；

所述信息处理模块包括指纹图谱单元、模型计算单元；

所述指纹图谱单元，包括参数筛选子单元和指纹图谱单元；所述参数筛选子单元用于对氮素和水质参数信息进行筛选、量纲归一化处理；所述指纹图谱单元用于根据归一化后的各指标参数值建立指纹图谱；

所述模型计算单元，用于将上述氮素和水质参数指标代入受体模型，生成该河流对应分区内的氮素贡献率参数发送给可视化模块。

2.按照权利要求1所述的水库氮素污染的多级源解析可视化系统，其特征在于，所述可视化模块包括数据储存单元、二维展示单元；

所述数据储存单元，用于分类存储库区内河流汇水区划分结果和分区标记、指纹图谱单元建立的指纹图谱、模型计算单元生成的分区内氮素贡献率数据；

所述二维展示单元，用于在地图上圈画河流汇水区边界轮廓和显示分区标记，用于在二维坐标系上显示指纹图谱；用于将氮素贡献率参数以强深浅弱的不同着色叠加显示在地图上相应库区的河流汇水区内。

3.按照权利要求1-2中任一项所述的水库氮素污染的多级源解析可视化系统，其特征在于，所述氮素和其他水质指标包括：

氮素指标包括总氮TN、氨氮NH₄⁺-N、硝氮NO₃^--N、亚硝氮NO₂^--N；

其他水质指标包括总磷、pH、电导率、铁、锰。

4.水库氮素污染的多级源解析可视化方法，其特征在于，包括以下步骤；

汇水区划分模块按照汇流节点划分库区内河流汇水区并标记，将划分和标记的结果数据发送给可视化模块；

参数监测模块通过在汇水节点采集水样、通过传感器检测氮素和水质参数信息，发送给信息处理模块；

信息处理模块筛选其接收的氮素和水质参数信息、建立指纹图谱，将各参数指标代入受体模型计算该河流对应分区内的氮素贡献率参数发送给可视化模块；

可视化模块接收上述各模块输出的数据，在地图上进行叠加可视化展示；

所述汇水区划分模块执行以下步骤：

分区划分单元读取DEM地理高程图像、根据河流汇水流向划分汇水区；根据污染源的类型及空间位置分布，归并类型相同且位置相邻的汇水区；

分区标记单元根据河流流向对当前分区进行定级并标记在地图上的所属划区内；标记形式为M-N；其中，M为汇水区等级，“-”为分隔符，N为当前等级下的汇水区编码， M-N表示第M等级的汇水区N；

所述信息处理模块执行以下步骤：

指纹图谱单元，包括参数筛选子单元和指纹图谱单元；参数筛选子单元对氮素和水质参数信息进行筛选、量纲归一化处理；指纹图谱单元根据归一化后的各指标参数值建立指纹图谱；

模型计算单元将上述氮素和水质参数指标代入受体模型，生成该河流对应分区内的氮素贡献率参数发送给可视化模块。