一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统的制作方法

1.本发明涉及污染源追踪技术领域，具体为一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统。


背景技术：

2.水污染主要是由人类活动产生的污染物造成，它包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。工业废水是水域的重要污染源，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等，农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。生活污染源：生活污染源主要来自城市，指居民在日常生活中排放各种污水，如洗涤衣物、沐浴、烹调用水，冲洗大小便器等的污水，其数量、浓度与生活用水量有关。高光谱分辨率遥感是用很窄而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光到短波红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级，通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上，而且各光谱通道间往往是连续的，因此高光谱遥感又通常被称为成像光谱遥感。在地表水体污染较重的区域的水颜色会发生变化，随着无人机技术与高光谱遥感的结合作为一种先进的技术手段，凭借其“图谱合一”的特点成为时下遥感应用研究的热点，可以采用无人机技术与高光谱遥感的结合来拍摄地表水体的污染情况，从而来确定污染的区域范围。
3.采用无人机技术与高光谱遥感的结合技术只能够确定某一区域的污染情况，若该区域污染浓度较大且具有多个产生污染源的地点时，通过无人机技术与高光谱遥感的结合技术不能够精准的确定污染的地点，影响了追踪的准确性，因此设计一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，具备精准的确定污染的地点等优点，解决了现有技术不能够精准的确定污染的地点的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述精准的确定污染的地点目的，本发明提供如下技术方案：一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，包括无人机无人船和控制中心，所述无人机上设置有遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块、第一电源模块和第一无线通信模块，所述无人船包括水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块；
8.所述遥感拍摄模块、第一gps定位模块和第一控制模块均与第一无线通信模块电
性连接，所述遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块和第一无线通信模块均与第一电源模块电性连接，所述第一无线通信模块与控制中心电性连接，所述控制中心电性连接有显示屏，所述水质检测模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块均与第二无线通信模块电性连接，所述避障模块与第二控制模块电性连接，所述第二控制模块与驱动模块电性连接，所述第二无线通信模块与控制中心电性连接，所述水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块和第二无线通信模块均与第二电源模块电性连接。
9.优选的，所述第一gps定位模块和第二gps定位模块均基于北斗定位技术，从而能够较为精准的定位所述无人机和无人船的位置。
10.优选的，所述第一电源模块和第二电源模块均电性连接有电源检测模块，通过所述电源检测模块能够检测第一电源模块和第二电源模块的电量，电源检测模块分别与第一无线通信模块和第二无线通信模块电性连接，从而能够将第一电源模块和第二电源模块的电量反馈至控制中心。
11.优选的，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块基于4g、5g和zigbee技术，通过多种通信技术使得所述第一无线通信模块和第二无线通信模块的通信更加稳定。
12.优选的，所述水质检测模块包括ph传感器模块、toc传感器模块和orp传感器模块，通过所述ph传感器模块能够测量水体的ph值，通过所述toc传感器模块可实时指示水系统中的toc差异，通过所述orp传感器模块能够对各种水质的orp连续监测，通过多种检测结果从而使得测量水体污染的结果更加准确。
13.优选的，所述避障模块包括激光雷达模块和毫米波雷达模块，从而能够更加精准的来探测所述无人船前方的障碍物。
14.(三)有益效果
15.与现有技术相比，本发明提供了一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，具备以下有益效果：
16.该地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，通过控制中心、显示屏、遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块、第一电源模块、第一无线通信模块、水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块的配合设置，在采用无人机技术与高光谱遥感的结合基础上增加了无人船进行探测的结构，使无人船探测技术与无人机技术和高光谱遥感技术相结合，从而能够精准的确定污染的地点，保证了对污染源追踪结果的准确性。
附图说明
17.图1为本发明的系统示意图；
18.图2为本发明无人机和无人船工作的结构示意图；
19.图3为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-3，一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，包括无人机无人船和控制中心，无人机上设置有遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块、第一电源模块和第一无线通信模块，无人船包括水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块；
22.遥感拍摄模块、第一gps定位模块和第一控制模块均与第一无线通信模块电性连接，遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块和第一无线通信模块均与第一电源模块电性连接，通过第一电源模块能够为遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块和第一无线通信模块提供所需要的电力，第一无线通信模块与控制中心电性连接，通过遥感拍摄模块能够拍摄遥感图像，并将遥感图像经第一无线通信模块传递给控制中心，通过第一gps定位模块能够定位无人机的位置，并将无人机的位置信息传递给控制中心，通过第一无线通信模块、第一控制模块和第一gps定位模块能够便于操作人员通过控制中心控制无人机飞至特定的位置，控制中心电性连接有显示屏，通过显示屏能够显示无人机所拍摄的遥感图像和位置信息，水质检测模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块均与第二无线通信模块电性连接，通过水质检测模块能够检测特定位置的水质，并经第二无线通信模块将水质信息传递至控制中心，并在显示屏上进行显示，避障模块与第二控制模块电性连接，第二控制模块与驱动模块电性连接，从而使第二控制模块能够根据避障模块的信息来控制驱动模块，从而使驱动模块带动无人船进行移动避障工作，第二无线通信模块与控制中心电性连接，水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块和第二无线通信模块均与第二电源模块电性连接，通过第二电源模块为水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块和第二无线通信模块工作提供所需要的电力，在进行污染源追踪的位置时，首先使无人机飞至地表河流的上方，通过遥感拍摄模块确定大致的污染范围，并将遥感图像经第一无线通信模块传递给控制中心，并且通过第一gps定位模块和第一无线通信模块将无人机的位置信息传递给控制中心，并在显示屏上显示无人机所处的位置和遥感图像，操作人员通过控制中心将控制信息经第二无线通信模块传递给驱动模块，从而使驱动模块驱动无人船进行移动，此时第二gps定位模块将无人船的位置信息经第二无线通信模块传递给控制中心，并在显示屏上实时显示无人船的位置，当无人船移动至污染的区域范围时，通过水质检测模块来检测该区域范围内部的水质，并且能够测量水质中污染物的浓度，并将水质的污染情况经第二无线通信模块传递给控制中心，并在显示屏上进行显示，根据第二gps定位模块所对应的水质污染情况进行标记，通过控制无人船进行移动对污染区域范围进行逐段检测，并通过水质检测模块所传回的数据与第二gps定位模块传回的信息相结合，从而确定污染源的范围，当在确定污染源的范围后，通过控制中心将控制信息经第二无线通信模块传递给驱动模块，从而使驱动模块驱动无人船进行移动，并逐段的对污染源的范围进行检测，此时通过第二gps定位模块所对应的污染物浓度的高低来确定污染源的位置，确定工厂污染源排入污水至地表水体的连接口位置，并且在无人船移动的过程中，若遇到障碍物则避障模块将会传递信息给第二控制模块，从而使第二控制模块传递信息给驱动模块，使驱动模块移动并避开障碍物，当无人船长时间的未进行大范围的移动，只在某一特定区域范围内部进行移动时，说明地表污水表面存在
大量的垃圾，此时第二gps定位模块经第二无线通信模块将位置信息传递给控制中心，通过控制中心和第一无线通信模块使第一控制模块控制无人机移动至第二gps定位模块的位置即无人船所处的位置，此时通过遥感拍摄模块拍摄地表水面的图像，并将图像传递给控制中心，并在显示屏上进行显示。
23.第一gps定位模块和第二gps定位模块均基于北斗定位技术，从而能够较为精准的定位无人机和无人船的位置。
24.第一电源模块和第二电源模块均电性连接有电源检测模块，通过电源检测模块能够检测第一电源模块和第二电源模块的电量，电源检测模块分别与第一无线通信模块和第二无线通信模块电性连接，从而能够将第一电源模块和第二电源模块的电量反馈至控制中心。
25.第一无线通信模块和第二无线通信模块基于4g、5g和zigbee技术，通过多种通信技术使得第一无线通信模块和第二无线通信模块的通信更加稳定。
26.水质检测模块包括ph传感器模块、toc传感器模块和orp传感器模块，通过ph传感器模块能够测量水体的ph值，通过toc传感器模块可实时指示水系统中的toc差异，通过orp传感器模块能够对各种水质的orp连续监测，通过多种检测结果从而使得测量水体污染的结果更加准确。
27.避障模块包括激光雷达模块和毫米波雷达模块，从而能够更加精准的来探测无人船前方的障碍物。
28.在使用时，通过遥感拍摄模块确定大致的污染范围，并将遥感图像经第一无线通信模块传递给控制中心，并且通过第一gps定位模块和第一无线通信模块将无人机的位置信息传递给控制中心，并在显示屏上显示无人机所处的位置和遥感图像，操作人员通过控制中心将控制信息经第二无线通信模块传递给驱动模块，从而使驱动模块驱动无人船进行移动，此时第二gps定位模块将无人船的位置信息经第二无线通信模块传递给控制中心，并在显示屏上实时显示无人船的位置，当无人船移动至污染的区域范围时，通过水质检测模块来检测该区域范围内部的水质，并且能够测量水质中污染物的浓度，并将水质的污染情况经第二无线通信模块传递给控制中心，并在显示屏上进行显示，根据第二gps定位模块所对应的水质污染情况进行标记，通过控制无人船进行移动对污染区域范围进行逐段检测，并通过水质检测模块所传回的数据与第二gps定位模块传回的信息相结合，从而确定污染源的范围。
29.综上所述，该地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，通过控制中心、显示屏、遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块、第一电源模块、第一无线通信模块、水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块的配合设置，在采用无人机技术与高光谱遥感的结合基础上增加了无人船进行探测的结构，使无人船探测技术与无人机技术和高光谱遥感技术相结合，从而能够精准的确定污染的地点，保证了对污染源追踪结果的准确性。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于，包括无人机无人船和控制中心，所述无人机上设置有遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块、第一电源模块和第一无线通信模块，所述无人船包括水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块；所述遥感拍摄模块、第一gps定位模块和第一控制模块均与第一无线通信模块电性连接，所述遥感拍摄模块、第一gps定位模块、第一控制模块和第一无线通信模块均与第一电源模块电性连接，所述第一无线通信模块与控制中心电性连接，所述控制中心电性连接有显示屏，所述水质检测模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块均与第二无线通信模块电性连接，所述避障模块与第二控制模块电性连接，所述第二控制模块与驱动模块电性连接，所述第二无线通信模块与控制中心电性连接，所述水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二gps定位模块、驱动模块和第二无线通信模块均与第二电源模块电性连接。2.根据权利要求1所述的一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于：所述第一gps定位模块和第二gps定位模块均基于北斗定位技术。3.根据权利要求1所述的一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于：所述第一电源模块和第二电源模块均电性连接有电源检测模块。4.根据权利要求1所述的一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于：所述第一无线通信模块和第二无线通信模块基于4g、5g和zigbee技术。5.根据权利要求1所述的一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于：所述水质检测模块包括ph传感器模块、toc传感器模块和orp传感器模块。6.根据权利要求1所述的一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，其特征在于：所述避障模块包括激光雷达模块和毫米波雷达模块。

技术总结
本发明涉及污染源追踪技术领域，具体为一种地表水体污染源高光谱遥感追踪系统，包括无人机无人船和控制中心，无人机上设置有遥感拍摄模块、第一GPS定位模块、第一控制模块、第一电源模块和第一无线通信模块。本发明的优点在于：通过控制中心、显示屏、遥感拍摄模块、第一GPS定位模块、第一控制模块、第一电源模块、第一无线通信模块、水质检测模块、避障模块、第二控制模块、第二GPS定位模块、第二电源模块、驱动模块和第二无线通信模块的配合设置，在无人机技术与高光谱遥感的结合基础上增加了无人船进行探测的结构，使无人船探测技术与无人机技术和高光谱遥感技术相结合，能够精准的确定污染的地点，保证了对污染源追踪结果的准确性。性。性。


技术研发人员：陈淡宁 牟博成 游久扬 王鹏举 陈洪艳
受保护的技术使用者：绿格兰（天津）环保科技有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/14