基于计算机视觉的水体突发性污染在线生物监测预警研究

发布时间：2016-10-12 09:32

  本文关键词：计算机视觉技术及其在农业机械中的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2011年

基于计算机视觉的水体突发性污染在线生物监测预警研究

黄东龙  

【摘要】：在水污染日趋严重,突发性水污染事故不断发生的今天,保护饮用水水源的水质、保障城市供水安全的问题显得尤为重要。 本研究结合生物技术、计算机视觉技术、动态图像分析、网络技术及无线通讯技术,自主开发设计了一套在线生物监测预警系统,通过监测指示鱼类在突然发生水质改变时的行为改变来反应水质的变化,对水环境的突发性污染事故进行预警,达到在线监测与预警的目的,利于及时发现水污染,及早采取措施。系统利用摄像头和电脑,通过与系统软件的结合,对获取动态图片序列进行检测跟踪分析,获得指示生物的活动状态参数:平均活动速率、平均活动高度、平均间距及平均转身次数等,对鱼的行为进行全面的观察和记录。 通过实验筛选出斑马鱼作为指示生物,在所关注的这四种重金属中,Cd~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cr(Ⅵ)对斑马鱼的96 h半致死浓度LC_(50-96)分别为4.89 mg/L,0.58 mg/L,32 mg/L,67 mg/L。文中对斑马鱼在各种重金属的胁迫下的行为反应以及重金属在鱼体中毒性作用机理进行了一定程度的讨论分析,为利用鱼类的行为反应进行水质监测预警的可靠性及可行性提供毒性基础及内在依据。 对Cd~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cr(Ⅵ)在不同浓度胁迫下斑马鱼的行为的影响分析结果显示,在达到LC_(50-96)的10%(安全质量浓度)的浓度胁迫下即有很明显的行为改变,且其行为活动参数改变基本符合环境压力阈模型,利用斑马鱼的行为变化进行水质突发性污染预警是切实可行的。同时也发现,斑马鱼的平均游动速度与平均转身次数剧烈变化所持续的时间与污染物质的浓度有一定的剂量-效应关系。 沙湾自来水厂及东涌污水处理站的现场没有出现报警,与现场水质达标相对应。通过现场运行研究发现了影响实际运行的过程及结果的很多因素,对系统进行了改进与完善。现场应用对该预警装置的应用和推广具有重要的实际意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X835
【目录】：

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