论文部分内容阅读
我国城市化进程不断加快,部分生态环境遭到破坏,国家对于环境保护予以高度的重视。“十四五”规划对水生态环境保护工作,要在水环境改善的基础上,更加注重水生态保护修复。作为环境保护细分领域的水质监测尤为重要,利用水污染云监测平台成为了当下提高水质监测效率的必要途径。传统的化学方法虽然检测精度高,但存在检测周期长,需要专人在实验室操作,且容易产生二次污染。近年来,紫外-可见光谱法在水质检测领域中得到广泛的应用,其检测速度快,实时原位,无二次污染等优点很好的解决了传统方法检测的缺点。对于水污染的监测,需要大量的数据来做支撑,才能更加精确的训练出水质监测模型,对实时快速的反应水质状况非常重要,因此本文提出了基于光谱法的水污染云监测方法研究。
基于此,本文在国家自然科学基金青年基金项目(61805029)、重庆市社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shmsA1497)联合资助下,对于水质监测需要实现的目标,展开了基于光谱法的水污染云监测方法研究,主要研究工作如下:
1)基于光谱法的水污染云平台的搭建。搭建云平台,将水质光谱数据进行分析,对水质进行实时在线监测,应对水质突发状况做出响应,为水质污染保驾护航。
2)基于压缩感知水质浊度校正方法研究。水中悬浮颗粒物引起的浊度干扰严重影响了紫外-可见光谱法检测水质COD的精度,据此,应用紫外-可见光谱法检测水质COD,通常需要采用物理数学方法对浊度引起的光谱基线干扰进行校正。针对传统校正方法存在的反应速度慢且补偿效果不稳定的问题,本文提出采用压缩感知算法进行基线校正取得了良好效果。
3)基于深度学习算法的水质分类研究。通过深度学习,训练模型,得到标准溶液下的水质分类标准,有效解决了目前水质监测中噪声干扰,信息冗余,模型精确度低,适应性差的问题。通过卷积神经网络建立水质分类模型,将不同COD的地表水按照国标分为5类水质。
本文提出了用压缩感知对紫外-可见光谱进行浊度校正,并用深度学习的方法对水质进行分类,实现了对水污染的云监测,为光谱法在水质云监测工程实用化提供了一种有效的手段。
基于此,本文在国家自然科学基金青年基金项目(61805029)、重庆市社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shmsA1497)联合资助下,对于水质监测需要实现的目标,展开了基于光谱法的水污染云监测方法研究,主要研究工作如下:
1)基于光谱法的水污染云平台的搭建。搭建云平台,将水质光谱数据进行分析,对水质进行实时在线监测,应对水质突发状况做出响应,为水质污染保驾护航。
2)基于压缩感知水质浊度校正方法研究。水中悬浮颗粒物引起的浊度干扰严重影响了紫外-可见光谱法检测水质COD的精度,据此,应用紫外-可见光谱法检测水质COD,通常需要采用物理数学方法对浊度引起的光谱基线干扰进行校正。针对传统校正方法存在的反应速度慢且补偿效果不稳定的问题,本文提出采用压缩感知算法进行基线校正取得了良好效果。
3)基于深度学习算法的水质分类研究。通过深度学习,训练模型,得到标准溶液下的水质分类标准,有效解决了目前水质监测中噪声干扰,信息冗余,模型精确度低,适应性差的问题。通过卷积神经网络建立水质分类模型,将不同COD的地表水按照国标分为5类水质。
本文提出了用压缩感知对紫外-可见光谱进行浊度校正,并用深度学习的方法对水质进行分类,实现了对水污染的云监测,为光谱法在水质云监测工程实用化提供了一种有效的手段。