水污染无人机监测平台控制算法研究

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环境问题一直是国家及群众较为关切的问题,特别是近些年来,各种环境问题爆发,更是使得人们意识到环境问题已然是不可小觑。而在各种环境问题中,水环境是人民生活不可或缺的一部分,但水污染事件却常有发生,严重的甚至会影响到人民的吃水问题。特别是对于突发性的水环境污染情况,往往会在短时间造成极为恶劣的影响。如果在环境问题发生时,就能第一时间掌握水污染的各种情况,将有利于环保部门及时对水污染进行治理。故基于此问题,本文提出了一种全时空水域污染物态势智能感知系统,该系统致力于能在最短时间内做好水污染的应急监测工作,其具体功能如下:(1)污染物浓度实时在线测量。以无人机作为载体,将光源、光纤、光谱仪、通信模块等设备搭载在无人机上,通过控制光谱仪采集各处污染水源的吸收光谱,然后将光谱数据回传至数据处理后台,最后由后台对数据进行处理,计算污染物的相对浓度。(2)智能规划无人机的采样路径。在发生水污染后,短时间内定位出污染源的位置,可使得水污染治理事半功倍。以强化学习的方式控制无人机的采样路径,将在线测量的污染物浓度结果实时作为状态,送至强化学习网络,利用强化学习强大的决策能力制定无人机的采样路径,使得无人机能在最短时间内准确定位出污染源的位置。(3)污染物扩散趋势智能预测。根据目前已掌握到的水污染扩散的情况,设计并训练预测网络,从而实现一段时间内的污染物扩散趋势的预测,以此提高对突发性水环境污染的可预测及可控能力。(4)数据实时反馈。将光谱仪远程采集的数据、无人机的采样路径,以及网络预测的污染物扩散趋势等数据进行整理,然后将其以界面形式作为展示,并根据后台数据实时刷新,实现监测过程的全程可视化。
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