[发明专利]面源污染流域模拟与下游监测的协同方法及装置

说明书

本发明提供一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法及装置，所述方法包括：获取目标监测点的当前衰减因素数据；将所述当前衰减因素数据输入至预先构建的分配系数回归模型，获取各出水口对所述目标监测点的分配系数；将各出水口对所述目标监测点的分配系数与各出水口的当前流域模拟浓度值，输入至预先构建的拟合线性模型，获取所述目标监测点的预测浓度值。本发明提供的面源污染流域模拟与下游监测的协同方法及装置，建立了面源污染的流域模拟与下游监测点之间的数值关系，将流域模拟浓度值扩展至下游监测点，以确定监测点的预测浓度值，为有效实现对流域模拟结果的验证和对消解措施的效果评价提供了途径。

技术领域

本发明涉及农业信息处理技术领域，尤其涉及一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法及装置。

背景技术

对面源污染的模拟和监测是污染治理管理中的两种常用技术手段。面源污染模拟通常需要选定一个相对独立的流域进行，通过各类驱动数据和模型，结合对模拟流域内污染物输入和输出的监测，来建立模型并率定参数。但由于模拟区域常处于整个大流域的上游位置，不是污染监测重点区域，缺少长期污染监测数据。

设置面源污染的监测点以判断面源污染的严重程度，并借此评估上游消解措施的实施效果。监测点一般布设在流域下游的农田、水体中，由于监测点所处的下游区域通常由于水系输入复杂或基础数据不完备等情况，并不能同步进行面源污染的模拟。

农业面源污染的上游流域模拟输出与下游监测点的污染监测之间有因果关系，即模拟输出与污染监测之间虽然紧密相关，但缺少协同机制运行机制，无法实现两者的量化关联，主要表现在：

一方面，现有的面源污染分析模型，通过设置不同情境参数，可以模拟不同条件下的污染情况，但其模拟范围限制在了流域范围之内，无法推演至下游监测点；

另一方面，虽然监测点的污染程度直接受上游流域的输出强度影响，但无法直接作为模型模拟结果的验证数据。

发明内容

本发明提供一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法及装置，用以解决现有技术中面源污染流域模拟结果与监测点的监测数据之间无法协调量化的缺陷，实现两者的有效协同。

第一方面，本发明提供一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法，包括：获取目标监测点的当前衰减因素数据；将所述当前衰减因素数据输入至预先构建的分配系数回归模型，获取各出水口对所述目标监测点的分配系数；将各出水口对所述目标监测点的分配系数与各出水口的当前流域模拟浓度值，输入至预先构建的拟合线性模型，获取所述目标监测点的预测浓度值。

根据本发明提供的一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法，在将各出水口对所述目标监测点的分配系数与各出水口的当前流域模拟浓度值，输入至预先构建的拟合线性模型之前，还包括：获取不同采样时间点所采集的目标污染流域内多个出水口的历史流域监测浓度值，以及在多个监测点所检测的历史监测浓度值；利用所述多个出水口的历史流域监测浓度值，分别对每个所述监测点的历史监测浓度值进行线性拟合，构建所述拟合线性模型。

根据本发明提供的一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法，所述拟合线性模型的函数表达式为：

其中，a_k,L为第L个出水口对第k个监测点的分配系数；为第L个出水口在第t个时间采样点的历史流域监测浓度值；b为本底系数；为第k个监测点在第t个时间采样点的历史监测浓度值。

根据本发明提供的一种面源污染流域模拟与下游监测的协同方法，在将所述当前衰减因素数据输入至预先构建的分配系数回归模型之前，还包括：分别对多个监测点进行衰减因素数据采集，构建所述分配系数回归模型的自变量矩阵；确定所述拟合线性模型的分配系数矩阵；将所述分配系数矩阵作为所述分配系数回归模型的因变量矩阵，并结合所述自变量矩阵，构建所述分配系数回归模型。