本發(fā)明涉及污染物檢測，具體而言，涉及一種深水采樣系統(tǒng)及采樣方法。

背景技術(shù)：

1、在當前的深水采樣技術(shù)領(lǐng)域，研究人員和工程師們通常采用一種固定頻率的采樣方法。這種方法在采樣過程中保持一個恒定的頻率，不論水體環(huán)境如何變化。然而，這種方法存在一個顯著的缺陷：它無法適應(yīng)水體環(huán)境的動態(tài)變化。由于水體環(huán)境會受到多種因素的影響，這些因素的變化會導(dǎo)致水體的特性發(fā)生變化。因此，采用固定頻率采樣時，采樣數(shù)據(jù)的準確性和代表性往往不足，無法全面反映水體的真實情況。

2、因此，如何提高深水采樣系統(tǒng)的采樣效率和準確性，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種深水采樣系統(tǒng)及采樣方法，旨在解決當前技術(shù)中提高深水采樣系統(tǒng)的采樣效率和準確性的問題。

2、一個方面，本發(fā)明提出了一種深水采樣系統(tǒng)，包括：

3、采集模塊，被配置為確定待監(jiān)測水域，并采集所述待監(jiān)測水域面積，根據(jù)所述待監(jiān)測水域面積確定初始采樣頻率；

4、判斷模塊，被配置為通過所述初始采樣頻率，控制所述采集模塊對所述待監(jiān)測水域的重金屬離子濃度數(shù)據(jù)進行采集，根據(jù)所述重金屬離子濃度數(shù)據(jù)建立重金屬離子濃度數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述重金屬離子濃度數(shù)據(jù)集確定所述待監(jiān)測水域的所述重金屬離子濃度變化率，將所述重金屬離子變化率與重金屬離子變化率閾值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷是否對所述初始采樣頻率進行調(diào)整；

5、調(diào)整模塊，被配置為當判定對所述初始采樣頻率進行調(diào)整時，根據(jù)所述重金屬離子變化率確定所述初始采樣頻率的調(diào)整系數(shù)，獲得調(diào)整采樣頻率；還被配置為控制所述采集模塊采集所述待監(jiān)測水域的實時特征數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實時特征數(shù)據(jù)判斷是否對所述調(diào)整采樣頻率進行修正，獲得修正采樣頻率；

6、處理模塊，被配置為根據(jù)所述修正采樣頻率采集所述待監(jiān)測水域的有機物含量數(shù)據(jù)，根據(jù)所述有機物含量數(shù)據(jù)和重金屬離子濃度數(shù)據(jù)確定所述待監(jiān)測水域的污染等級。

7、進一步地，根據(jù)所述待監(jiān)測水域面積確定初始采樣頻率時，包括：

8、將所述待監(jiān)測水域面積與第一水域面積和第二水域面積進行比對，根據(jù)比對結(jié)果確定初始采樣頻率；其中，所述第一水域面積小于第二水域面積；

9、當所述待監(jiān)測水域面積小于或等于第一水域面積時，確定所述初始采樣頻率為第一初始采樣頻率；

10、當所述待監(jiān)測水域面積大于第一水域面積且小于或等于第二水域面積時，確定所述初始采樣頻率為第二初始采樣頻率；

11、當所述待監(jiān)測水域面積大于第二水域面積時，確定所述初始采樣頻率為第三初始采樣頻率；

12、其中，所述第一初始采樣頻率小于第二初始采樣頻率，所述第二初始采樣頻率小于第三初始采樣頻率。

13、進一步地，將所述重金屬離子變化率與重金屬離子變化率閾值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷是否對所述初始采樣頻率進行調(diào)整時，包括：

14、當所述重金屬離子變化率大于或等于所述重金屬離子變化率閾值時，判定對所述初始采樣頻率進行調(diào)整；

15、當所述重金屬離子變化率小于所述重金屬離子變化率閾值時，判定不對所述初始采樣頻率進行調(diào)整。

16、進一步地，當判定對所述初始采樣頻率進行調(diào)整時，根據(jù)所述重金屬離子變化率確定所述初始采樣頻率的調(diào)整系數(shù)，獲得調(diào)整采樣頻率時，包括：

17、根據(jù)所述重金屬離子變化率和重金屬離子變化率閾值獲得重金屬離子變化差值，根據(jù)所述重金屬離子變化差值確定所述調(diào)整系數(shù)，所述調(diào)整系數(shù)與所述重金屬離子變化差值成反比；

18、所述調(diào)整系數(shù)與所述初始采樣頻率的乘積值為所述調(diào)整采樣頻率。

19、進一步地，根據(jù)所述實時特征數(shù)據(jù)判斷是否對所述調(diào)整采樣頻率進行修正，獲得修正采樣頻率時，包括：

20、采集歷史特征數(shù)據(jù)，計算所述實時特征數(shù)據(jù)與歷史特征數(shù)據(jù)之間的相似度；

21、將所述相似度與相似度閾值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷是否對所述調(diào)整采樣頻率進行修正；

22、當所述小于或等于所述相似度閾值時，判定對所述修正采樣頻率進行修正；

23、當所述大于所述相似度閾值時，判定不對所述修正采樣頻率進行修正。

24、進一步地，所述相似度通過下式獲得：

25、

26、其中，s表示相似度，a表示實時特征向量，b表示歷史特征向量，ωi表示特征權(quán)重，ai表示實時特征向量第i個元素，bi表示歷史特征向量中第i個元素，n表示向量維度。

27、進一步地，所述實時特征數(shù)據(jù)包括實時水體溫度、實時水流速度、實時水流方向、實時溶解氧含量、實時ph值；

28、所述歷史特征數(shù)據(jù)包括歷史水體溫度、歷史水流速度、歷史水流方向、歷史溶解氧含量、歷史ph值。

29、進一步地，判定對所述修正采樣頻率進行修正時，包括：

30、預(yù)先設(shè)定修正系數(shù)區(qū)間，其中，所述修正系數(shù)區(qū)間包括第一修正系數(shù)、第二修正系數(shù)和第三修正系數(shù)；

31、計算所述相似度和所述相似度閾值的相似度比值；

32、當所述相似度比值大于或等于0.5，且小于0.65時，則選定所述第一修正系數(shù)作為所述調(diào)整采樣頻率對應(yīng)的修正系數(shù)，并將所述第一修正系數(shù)和所述調(diào)整采樣頻率的乘積值作為修正調(diào)整采樣頻率；

33、當所述相似度比值大于或等于0.65，且小于0.85時，則選定所述第二修正系數(shù)作為所述調(diào)整采樣頻率對應(yīng)的修正系數(shù)，并將所述第二修正系數(shù)和所述調(diào)整采樣頻率的乘積值作為修正調(diào)整采樣頻率；

34、當所述相似度比值大于或等于0.85時，則選定所述第三修正系數(shù)作為所述調(diào)整采樣頻率對應(yīng)的修正系數(shù)，并將所述第三修正系數(shù)和所述調(diào)整采樣頻率的乘積值作為修正調(diào)整采樣頻率。

35、進一步地，根據(jù)所述有機物含量數(shù)據(jù)和重金屬離子濃度數(shù)據(jù)確定所述待監(jiān)測水域的污染等級時，包括：

36、根據(jù)所述有機物含量數(shù)據(jù)和重金屬離子濃度數(shù)據(jù)計算污染指標；

37、將所述污染指標與第一污染指標閾值、第二污染指標閾值和第三污染指標閾值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果確定所述待監(jiān)測水域的污染等級；其中，所述第一污染指標閾值小于所述第二污染指標閾值，所述第二污染指標閾值小于所述第三污染指標閾值；

38、當所述污染指標小于或等于所述第一污染指標閾值時，判定所述待監(jiān)測水域的污染等級為第一等級；

39、當所述污染指標大于所述第一污染指標閾值，且小于或等于所述第二污染指標閾值時，判定所述待監(jiān)測水域的污染等級為第二等級；

40、當所述污染指標大于所述第二污染指標閾值，且小于或等于所述第三污染指標閾值時，判定所述待監(jiān)測水域的污染等級為第三等級；

41、當所述污染指標大于所述第三污染指標閾值時，判定所述待監(jiān)測水域的污染等級為第四等級。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的深水采樣系統(tǒng)具有靈活的采樣策略，能夠根據(jù)水域的實時狀況動態(tài)調(diào)整采樣頻率和采樣方法。初始采樣頻率的確定是基于待監(jiān)測水域的面積，這為后續(xù)的采樣活動提供了基礎(chǔ)。通過采集重金屬離子濃度數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)集，系統(tǒng)能夠評估重金屬離子濃度的變化率，并與預(yù)設(shè)的閾值進行比較，從而決定是否需要調(diào)整采樣頻率。如果需要調(diào)整，將根據(jù)重金屬離子濃度變化率來確定調(diào)整系數(shù)，并進一步修正采樣頻率。最后，系統(tǒng)將根據(jù)修正后的采樣頻率采集有機物含量數(shù)據(jù)，并結(jié)合重金屬離子濃度數(shù)據(jù)來確定水域的污染等級。這不僅提高了數(shù)據(jù)采集的精確度，而且通過實時監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整，確保了采樣活動的高效性和適應(yīng)性，為環(huán)境監(jiān)測和污染控制提供了有力的技術(shù)支持。

43、另一個方面，本發(fā)明還提出了一種深水采樣方法，包括以下步驟：

44、s100：確定待監(jiān)測水域，并采集所述待監(jiān)測水域面積，根據(jù)所述待監(jiān)測水域面積確定初始采樣頻率；

45、s200：通過所述初始采樣頻率，控制所述采集模塊對所述待監(jiān)測水域的重金屬離子濃度數(shù)據(jù)進行采集，根據(jù)所述重金屬離子濃度數(shù)據(jù)建立重金屬離子濃度數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述重金屬離子濃度數(shù)據(jù)集確定所述待監(jiān)測水域的所述重金屬離子濃度變化率，將所述重金屬離子變化率與重金屬離子變化率閾值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷是否對所述初始采樣頻率進行調(diào)整；

46、s300：當判定對所述初始采樣頻率進行調(diào)整時，根據(jù)所述重金屬離子變化率確定所述初始采樣頻率的調(diào)整系數(shù)，獲得調(diào)整采樣頻率；還被配置為控制所述采集模塊采集所述待監(jiān)測水域的實時特征數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實時特征數(shù)據(jù)判斷是否對所述調(diào)整采樣頻率進行修正，獲得修正采樣頻率；

47、s400：根據(jù)所述修正采樣頻率采集所述待監(jiān)測水域的有機物含量數(shù)據(jù)，根據(jù)所述有機物含量數(shù)據(jù)和重金屬離子濃度數(shù)據(jù)確定所述待監(jiān)測水域的污染等級。

48、可以理解的是，上述一種深水采樣系統(tǒng)及采樣方法具備相同的有益效果，在此不再贅述。