[发明专利]一种流域水生态环境监测系统

说明书

本发明涉及一种流域水生态环境监测系统，通过固定在水域基底上的支架进行水域环境监测，水上检测部分中的摄像机通过图像处理提取出水域的水体颜色和水岸线，从而检测出水体是否存在富营养化、藻类富集等现象，同时通过采集水岸线检测是否存在水土流失、岸基消退等现象；支架下方的水体检测部分通过负压产生器和水体采样管对水体进行采用，利用多种传感器检测水体的无机物浓度、透光率、PH值、含氧量等参数，对水体本身的指令进行自动检测；同时太阳能供电，可以长时间使用，检测的数据通过通信模块远程发送，使用便利；本发明可以对流域的近岸的水生态环境进行有效检测，可以对近岸水生态的保护和改善提供支撑数据。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体是一种流域水生态环境监测系统。

背景技术

人类社会诞生发展于河流生态系统，河流、湖泊与人类的生活和发展息息相关，为人类提供了丰富的生态服务。然而近年来，由于流域经济的快速发展和人类不合理的资源开发和利用，湖泊生态系统承受的外部压力不断增加，生态系统呈现逐渐退化的趋势，环境问题日益突出。流域环境问题在一定程度上已经严重威胁到人类的身体健康和社会经济的可持续发展，提出适宜的生态环境整治方案是解决上述问题的有效手段和前提。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种流域水生态环境监测系统，能够对流域近岸的水生态环境进行监测，从而为流域水生态环境的保护和改善提供支撑数据。

本发明的一种流域水生态环境监测系统，包括支架、水上检测部分和水体检测部分；

水上检测部分设置在支架上，包括运算控制主机、摄像头、超声波液位计和通信模块，摄像头、超声波液位计和通信模块均与运算控制主机连接；

水体检测部分包括漂浮体、控制器、含氧量传感器、PH传感器和电导率传感器，漂浮体内部设有透明的水体采样管，水体采样管的两侧分别设有光通道，光通道的两端分别设有射灯和光线传感器，水体采样管的一端穿透并设置在漂浮体的底部，水体采样管的另一端设有负压产生器；含氧量传感器、PH传感器和电导率传感器的探头设置在水体采样管的内壁上；射灯、光线传感器、含氧量传感器、PH传感器和电导率传感器均与控制器连接；

主控制器连接至运算控制主机；

支架的底部边缘设有多根立杆，立杆插入并固定在水域基底上，漂浮体设置在支架下方并限制在多根立杆之间；

摄像头用于采集流域水体图像，并发送至运算控制主机分析水岸线和水体颜色，分析过程包括：

(1)将获取的RGB图像进行二值化处理，获得灰阶图像；

(2)对水岸线进行轮廓提取，逐行和逐列扫描像素点，并计算像素的梯度，并与预设的梯度阈值进行对比，像素梯度大于梯度阈值时将该像素定义为轮廓像素；

(3)当多个轮廓像素从图像的一个边缘延续至图像的另一个边缘，即将其定义为水岸轮廓，计算水岸轮廓两侧图像的像素值均匀度，均与度较高的一侧为水域图像；

(4)将图像还原为RGB图像，并提取水域部分的颜色并与标准值进行对比，判断水域颜色是否正常。

进一步地，所述支架的顶部设有太阳能供电模块，太阳能供电模块通过电缆与水上检测部分和水体检测部分连接。

进一步地，所述水体采样管竖直设置，所述负压产生器包括横向的负压腔和直线电机，负压腔与所述水体采样管的另一端密封连接，负压腔内设有活塞，直线电机的活动轴与活塞固定连接。

进一步地，所述射灯采用光线波长为560-720nm的单色光灯管。

进一步地，所述光通道的内部镀有聚光涂层。