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原文传递一种重金属污染扩散分布检测系统及方法

专利名称：	一种重金属污染扩散分布检测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种重金属污染扩散分布检测系统及方法，所述扩散分布检测系统包括区域划分模块、采集区选取模块、重金属浓度检测模块和污染分析模块，所述区域划分模块将监测区域划分成m个相同大小的第一检测区域，再将每个第一检测区域划分成n个相同大小的第二检测区域，其中，m、n为自然数，所述采集区选取模块用于从监测区域选取第二检测区域作为采集区，所述重金属浓度检测模块检测各个采集区的土壤中的重金属浓度，在检测到某个采集区的重金属浓度大于等于第一浓度阈值时，设该采集区为污染区，所述污染分析模块分析污染区周围的重金属浓度情况，并据此确定污染扩散区域。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏国泰环境科技研究院有限公司
发明人：	赵海峰;张莉;张醒宇
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-01T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-15T00:00:00+0800
申请号：	CN202111452286.3
公开号：	CN114184522A
代理机构：	南京明杰知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	张文杰
分类号：	G01N13/00;G;G01;G01N;G01N13;G01N13/00
申请人地址：	225300 江苏省泰州市泰兴市城东高新技术产业园区国庆东路南侧
主权项：	1.一种重金属污染扩散分布检测系统，其特征在于，所述扩散分布检测系统包括区域划分模块、采集区选取模块、重金属浓度检测模块和污染分析模块，所述区域划分模块将监测区域划分成m个相同大小的第一检测区域，再将每个第一检测区域划分成n个相同大小的第二检测区域，其中，m、n为自然数，所述采集区选取模块用于从监测区域选取第二检测区域作为采集区，所述重金属浓度检测模块检测各个采集区的土壤中的重金属浓度，在检测到某个采集区的重金属浓度大于等于第一浓度阈值时，设该采集区为污染区，所述污染分析模块分析污染区周围的重金属浓度情况，并据此确定污染扩散区域。 2.根据权利要求1所述的一种重金属污染扩散分布检测系统，其特征在于：所述采集区选取模块包括第一采集区选取模块和第二采集区选取模块，所述第一采集区选取模块包括个数输入模块、时间参数获取模块、浓度参数获取模块、距离参数获取模块、候选指数计算模块和第一候选区排序模块，所述个数输入模块设在第一检测区域选取k个第二检测区域作为第一采集区，k为自然数，所述时间参数获取模块设第一检测区域内各个第二检测区域为第一候选区，分别获取各个第一候选区最近一次作为采集区的时间与当前的时间之间的间隔时长，对各个第一候选区的间隔时长做归一化处理得到时间参数t，所述浓度参数获取模块获取各个第一候选区的最近d次检测的参照浓度的方差，对各个第一候选区的参照浓度的方差做归一化处理得到浓度参数c，其中，在某次检测过程中，如果某个第一候选区为采集区，那么该个第一候选区该次检测的参考浓度为检测该个第一候选区时的重金属浓度，否则，选取距离第一候选区距离最近的两个采集区该次检测的重金属浓度的平均值为该第一候选区的参照浓度，所述距离参数获取模块获取最近d次检测时各个第一候选区与其最近的采集区之间的距离的平均值，对各个第一候选区所对应的距离的平均值做归一化处理得到距离参数r，所述候选指数计算模块计算各个第一候选区的候选指数V＝0.3t+0.42c+0.28r，所述第一候选区排序模块将各个第一候选区的候选指数按照从大到小的顺序排序，选取排序前k的第一候选区作为第一采集区，所述第二采集区选取模块在第一检测区域内随机选取若干个除第一采集区以外的第二检测区域作为第二采集区。 3.根据权利要求2所述的一种重金属污染扩散分布检测系统，其特征在于：所述污染分析模块包括参考圆划分模块、筛选区选取模块、条件判断模块和扩散区域划分模块，所述参考圆划分模块以污染区的中心为圆心O，以预设值为半径画圆得到一个参考圆，所述筛选区选取模块圆心O为端点，过参考圆上的点作射线为参考线，获取各条参考线上与污染区之间距离最小的采集区为该污染区的筛选区，所述条件判断模块判断是否存在筛选区的重金属浓度大于污染区的重金属浓度，如果存在某个筛选区的重金属浓度大于污染区的重金属浓度，那么重新设该筛选区为污染区，令参考圆划分模块和筛选区选取模块工作获取该污染区对应的筛选区，一直循环直到确定一个污染区的重金属浓度大于等于其对应的所有筛选区的重金属浓度，此时设该污染区为中心区，所述扩散区域划分模块分析中心区及其相应的筛选区的重金属浓度情况，据此确定污染扩散区域。 4.根据权利要求3所述的一种重金属污染扩散分布检测系统，其特征在于：所述扩散区域划分模块包括浓度之差计算模块、浓度之差比较模块、第一确定模块和第二确定模块，所述浓度之差计算模块计算中心区的重金属浓度Cw与其各个筛选区的重金属浓度Cc浓度之差Cp，其中，Cp＝Cw-Cc，所述浓度之差比较模块将所有的筛选区对应的浓度之差均与差值阈值进行比较，在所有的筛选区对应的浓度之差均大于差值阈值时，令第一确定模块以各个筛选区与中心区的距离的最小值为半径，以中心区为圆心画圆得到扩散区域，在存在筛选区对应的浓度之差小于等于差值阈值时，所述第二确定模块设该筛选区为选中区，沿着参考圆的圆周方向，依次将选中区的重金属浓度与各个筛选区的重金属浓度进行比较，如果某个筛选区的重金属浓度大于等于选中区的重金属浓度的阈值时，如果该个筛选区与中心区之间的距离小于选中区与中心区之间的距离，那么选取该个筛选区所在参考线上局与中心区之间的距离和选中区与中心区之间的距离相等的那个第二检测区域为连接区，否则，该个筛选区为连接区，将选中区和连接区依次用线连接，所得到的封闭区域为扩散区域。 5.一种重金属污染扩散分布检测方法，其特征在于：所述扩散分布检测方法包括以下步骤：将监测区域划分成m个相同大小的第一检测区域，再将每个第一检测区域划分成n个相同大小的第二检测区域，其中，m、n为自然数；根据历史检测信息，分别从各个第一检测区域选取相同数量的第二检测区域作为第一采集区，之后，再在第一检测区域内随机选取若干个除第一采集区以外的第二检测区域作为第二采集区；检测各个采集区的土壤中的重金属浓度，其中，采集区包括第一采集区和第二采集区，如果存在某个采集区的重金属浓度大于等于第一浓度阈值，设该采集区为污染区，分析污染区周围的重金属浓度情况，并据此确定污染扩散区域。 6.根据权利要求5所述的一种重金属污染扩散分布检测方法，其特征在于：所述从各个第一检测区域选取相同数量的第二检测区域作为第一采集区包括：设在第一检测区域选取k个第二检测区域作为第一采集区，k为自然数，设第一检测区域内各个第二检测区域为第一候选区，分别获取各个第一候选区最近一次作为采集区的时间与当前的时间之间的间隔时长，对各个第一候选区的间隔时长做归一化处理得到时间参数t；获取各个第一候选区的最近d次检测的参照浓度的方差，对各个第一候选区的参照浓度的方差做归一化处理得到浓度参数c，其中，在某次检测过程中，如果某个第一候选区为采集区，那么该个第一候选区该次检测的参考浓度为检测该个第一候选区时的重金属浓度，否则，选取距离第一候选区距离最近的两个采集区该次检测的重金属浓度的平均值为该第一候选区的参照浓度；获取最近d次检测时各个第一候选区与其最近的采集区之间的距离的平均值，对各个第一候选区所对应的距离的平均值做归一化处理得到距离参数r；计算各个第一候选区的候选指数V＝0.3t+0.42c+0.28r，将各个第一候选区的候选指数按照从大到小的顺序排序，选取排序前k的第一候选区作为第一采集区。 7.根据权利要求5所述的一种重金属污染扩散分布检测方法，其特征在于：所述分析污染区周围的重金属浓度情况包括：以污染区的中心为圆心O，以预设值为半径画圆得到一个参考圆，以圆心O为端点，过参考圆上的点作射线为参考线，获取各条参考线上与污染区之间距离最小的采集区为该污染区的筛选区，判断是否存在筛选区的重金属浓度大于污染区的重金属浓度，如果存在某个筛选区的重金属浓度大于污染区的重金属浓度，那么重新设该筛选区为污染区，并获取该污染区对应的筛选区，一直循环直到确定一个污染区的重金属浓度大于等于其对应的所有筛选区的重金属浓度，此时设该污染区为中心区；分析中心区及其相应的筛选区的重金属浓度情况，据此确定污染扩散区域。 8.根据权利要求5所述的一种重金属污染扩散分布检测方法，其特征在于：所述分析中心区及其相应的筛选区的重金属浓度情况包括：计算中心区的重金属浓度Cw与其各个筛选区的重金属浓度Cc浓度之差Cp，其中，Cp＝Cw-Cc，如果所有的筛选区对应的浓度之差均大于差值阈值，那么以各个筛选区与中心区的距离的最小值为半径，以中心区为圆心画圆得到扩散区域；如果存在筛选区对应的浓度之差小于等于差值阈值，设该筛选区为选中区，沿着参考圆的圆周方向，依次将选中区的重金属浓度与各个筛选区的重金属浓度进行比较，如果某个筛选区的重金属浓度大于等于选中区的重金属浓度的阈值时，如果该个筛选区与中心区之间的距离小于选中区与中心区之间的距离，那么选取该个筛选区所在参考线上局与中心区之间的距离和选中区与中心区之间的距离相等的那个第二检测区域为连接区，否则，该个筛选区为连接区，将选中区和连接区依次用线连接，所得到的封闭区域为扩散区域。
所属类别：	发明专利