(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210696924.4 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 河北省张家口水文勘测研究中心 （河北省张家口水平衡测试中心） 地址 075000 河北省张家口市沙岗东 街付1 号 (72)发明人 席怀平　苏伟杰　孔玲　 (74)专利代理 机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 专利代理师 赵红霞 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06F 16/245(2019.01) G06Q 10/04(2012.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种河湖水环境 健康智能评估预警系统 (57)摘要 本发明属于河湖健康评估技术领域， 公开了 一种河湖水环境健康智 能评估预警系统， 包括： 信息采集模块、 图像采集模块、 图像预处理模块、 中央控制模块、 周边信息提取模块、 河湖水基础 评估模块、 水文评估模块、 水质评估模块、 生物评 估模块、 地形评估模块、 环境评估模块、 变化评估 模块、 评估模型构建模块、 整体评估模块、 预警模 块、 存储模块以及显示模块。 本发明能够得到更 加全面、 更加准确的评估结果； 同时本发明还创 新性的从各个指标的变化程度去进行评估， 能够 有效、 及时掌握河湖的某一指标的变化趋势， 同 时有助于及时进行预警， 及时发现异常； 同时结 合多层面评估结果与变化评估结果进行整体评 估， 能够提高评估的客观性以及准确性。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115017249 A 2022.09.06 CN 115017249 A 1.一种河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述河湖水环境健康智能评 估预警系统包括： 地形评估模块， 与中央控制模块连接， 用于基于获取的当前河湖的地形数据以及与历 史河湖地形 数据的变化幅度、 变化速度进行河湖水环境的地形 稳定性评估； 环境评估模块， 与中央控制模块连接， 用于对河湖的周边环境以及河面、 湖面的状态进 行评估； 变化评估模块， 与中央控制模块连接， 用于将当前采集的河湖水基础参数、 水质、 生物、 环境、 水文 数据与历史相关参数进 行对比， 判断河湖水相应数据的变化幅度、 变化速度是否 处于正常水平； 所述变化评估模块的变化评估方法包括： 利用下式计算河湖水基础参数、 水 质、 生物、 环境、 水文数据参数变化 率： 其中， ΔD％表示数据变化 率； D表示当前采集的数据值； D0表示历史相关参数值； 对每一个参数判断ΔD％以及D ‑D0是否满足对应阈值， 若满足则判断各参数的变化幅 度、 变化速度处于正常水平； 整体评估模块， 与中央控制模块连接， 用于基于构建的河湖水健康评估模型结合各个 指标对应的评估结果、 变化评估结果整体评估河湖水环境 健康。 2.如权利要求1所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述河湖水环境 健康智能评估预警系统还 包括： 信息采集模块， 与中央控制模块连接， 用于采集河湖水的水质、 水文、 生物以及其他相 关信息与数据； 图像采集模块， 与中央控制模块连接， 用于利用摄像设备采集河湖以及河湖岸边的图 像数据； 图像预处理模块， 与中央控制模块连接， 用于对采集的河湖以及河湖岸边的图像数据 进行预处理； 中央控制模块， 与信息采集模块、 图像采集模块、 图像预处理模块、 周边信息提取模块、 河湖水基础评估模块、 水文评估模块、 水质评估模块、 生物评估模块、 地形评估模块、 环 境评 估模块、 变化评估模块、 评估模型构建模块、 整体评估模块、 预警模块、 存储模块以及显示模 块连接， 用于利用单片机或控制器控制各个模块 正常工作； 周边信息提取模块， 与中央控制模块连接， 用于基于预处理后的河湖岸边图像数据进 行周边植被覆盖率、 植被种类以及周边环境状况的提取； 河湖水基础评估模块， 与中央控制模块连接， 用于判断当前采集的河湖水基础参数是 否处于正常阈值； 水文评估模块， 与中央控制模块连接， 用于基于获取的水文数据对河湖水环境进行水 文评估； 水质评估模块， 与中央控制模块连接， 用于基于获取的当前河湖水的水质参数进行河 湖水评估； 生物评估模块， 与中央控制模块连接， 用于基于获取的当前河湖水中的生物种类、 各种 类的数量进行河湖水的生物评估；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017249 A 2评估模型构建模块， 与中央控制模块连接， 用于构建包含河湖水基础参数、 水文、 水质、 生物、 地形、 环境指标在内的河湖水健康评估 模型； 预警模块， 与中央控制模块连接， 用于当某个指标对应的评估结果、 变化评估结果、 整 体评估结果中任一数值超出 预设阈值时利用报警器采用不同形式进行 预警； 存储模块， 与中央控制模块连接， 用于利用存储器对采集、 评估得到的相关数据进行存 储； 显示模块， 与中央控制模块连接， 用于利用显示器对采集、 评估得到的相关数据进行显 示。 3.如权利要求2所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述信 息采集模 块包括： 河湖水基础参数采集单 元， 用于采集河湖水的基础参数以及河湖面积； 水质参数采集单元， 用于利用设置于河湖水环境中的探头采集河湖水样本进行水质检 测， 得到水质参数； 水文数据采集单 元， 用于获取河湖的水文数据； 地形数据采集单 元， 用于采集河湖的流向、 坡度、 形状、 地势以及其 他相关数据； 生物数据采集单 元， 用于获取河湖水环境中现存的生物种类、 数量以及其 他相关信息； 历史信息采集单 元， 用于获取河湖的历史基础参数、 水质、 水文、 地形、 生物数据。 4.如权利要求3所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述河湖水的基 础参数包括： 水量、 流速、 水温。 5.如权利要求1所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述环境评估模 块包括： 岸边环境评估单元， 用于基于河湖的周边植被覆盖率、 植被种类以及周边环境状况进 行河湖岸边环境评估； 河湖表面环境评估单 元， 用于基于预处 理后的河湖图像数据进行河湖表面环境评估。 6.如权利要求1所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述周边信 息提 取模块基于预 处理后的河湖岸边图像数据进 行周边植被覆盖率、 植被种类以及周边环境状 况的提取包括： 首先， 获取预处理后的河湖岸边图像数据， 并将所述预处理后的河湖岸边图像数据转 化为灰度图像； 其次， 基于灰度化的河湖岸边图像的灰度值将所述河湖岸边图像划分为存在植被覆盖 与不存在植被覆盖区域； 最后， 基于所述存在植被覆盖与不存在植被覆盖区域的面积比值确定所述河湖岸边周 边植被覆盖率。 7.如权利要求6所述河湖水环境健康智能评估预警系统， 其特征在于， 所述周边信 息提 取模块基于预处 理后的河湖岸边图像数据进行植被种类以及周边环境状况的提取包括： 基于所述存在植被覆盖的图像信 息进行特征提取， 并与 数据库中预先存储的植物的特 征数据进 行对比确定植被的种类； 同时分析所述存在植被覆盖的图像信息确定周边环境是 否存在污染、 垃圾， 基于分析 结果确定周边环境状况。 8.一种计算机设备， 其特征在于， 所述计算机设备包括存储器和处理器， 所述存储器存权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017249 A 3