融合建模與圖像分析 新型濁度監(jiān)測方法實現(xiàn)快捷監(jiān)測
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】水質(zhì)監(jiān)測是水環(huán)境治理和保護(hù)的基礎(chǔ)，隨著我國環(huán)保工作的日益推進(jìn)和環(huán)保力度的逐漸加強(qiáng)，水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的要求也越來越高。效率與精度更高、監(jiān)測方式更便捷的監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成為目前環(huán)保工作的迫切需求。
水體濁度/透明度是影響河湖水生態(tài)系統(tǒng)健康的重要因素。水體濁度指水體中懸浮物對光線通過時所產(chǎn)生的阻礙程度。水中懸浮物包括細(xì)微有機(jī)物和無機(jī)物、浮游生物、微生物、泥土、砂粒等。對于水體生態(tài)系統(tǒng)來說，濁度的影響主要表現(xiàn)在兩方面，首先濁度表示水體對光的吸收和散射能力，濁度越大對光照在水中的垂直分布的影響就越大，從而影響到水生植物的光合作用及分布；其次水中懸浮物增加的過程也會將一些營養(yǎng)成分帶入水體中，加劇水體富營養(yǎng)化程度。鑒于濁度對于水體環(huán)境的重要影響，濁度監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展也開始越來越受重視。
目前，我國水質(zhì)濁度的測定一般有分光光度法、目視比濁法、便攜式濁度計法和濁度計法。其中分光光度法需要配制濁度標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，利用分光光度計制定標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，水樣通過分光光度計讀數(shù)后換算出濁度值。目視比濁法需要利用硅藻土配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，水樣通過與標(biāo)準(zhǔn)曲線比對得到濁度值。這兩種方法都存在實驗步驟繁瑣，精度差等缺點。而利用濁度計進(jìn)行監(jiān)測，雖然實驗方法相對簡單，市場上濁度計的準(zhǔn)確度和精密度也能夠滿足濁度測量的需求，但其監(jiān)測原理對于現(xiàn)階段河湖水體的水環(huán)境管理工作來說仍然不夠高效快捷。
近日，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所的科研團(tuán)隊研發(fā)出一種針對河湖水體濁度的新型監(jiān)測方法，與傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比，在效率、監(jiān)測精度、智能化等方面都有大幅提高。該方法深度融合了貝葉斯實時建模與圖像分析等交叉學(xué)科的研究技術(shù)，構(gòu)建了基于后臺數(shù)據(jù)庫實時提升濁度監(jiān)測可靠性的創(chuàng)新模式，實現(xiàn)了基于不同型號手機(jī)圖像的水體濁度高效快捷監(jiān)測。
這項研究成果證明了基于貝葉斯的框架在以穩(wěn)健和簡單的方式預(yù)測水濁度方面的高價值，拓展了水環(huán)境模擬技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用。同時該濁度監(jiān)測方法還有望在監(jiān)測儀器自主研發(fā)、水環(huán)境智能監(jiān)測、環(huán)境大數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
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