一种水体多植物生态修复方法及系统与流程

本技术涉及生态修复，尤其是涉及一种水体多植物生态修复方法及系统。

背景技术：

1、水体生态修复中的水体多植物生态修复是一种利用水生植物对受污染或退化的水体进行修复和净化的环境友好型技术，成本低、能耗少且对生态环境改善效果显著。

2、现有的水体多植物生态修复方法指的是生态浮岛修复法，即通过在水面上构建人工浮岛，并在浮岛上种植水生植物，利用植物的根系吸收水中的营养物质和有害物质，以达到净化水质的目的，然而现有的水体多植物生态修复方法未考虑到种植植物品种的最优选择以及种植植物的数量，导致水体多植物生态修复效率低，存在改进之处。

技术实现思路

1、为了提高水体多植物生态修复效率，本技术提供了一种水体多植物生态修复方法及系统。

2、第一方面，本技术提供的一种水体多植物生态修复方法，采用如下的技术方案：

3、一种水体多植物生态修复方法，包括以下步骤：

4、检测待测水体是否存在不同的功能，若存在则根据待测水体的不同功能进行区域划分得到水体区域划分结果，若不存在则基于待测水体的水容量信息以及污染物信息进行分析得到区域划分指数q，根据区域划分指数q对待测水体进行区域划分得到水体区域划分结果；

5、基于待测水体的污染物信息分析适合待测水体进行生态修复的植物得到植物预筛数据库，分析植物预筛数据库中各植物是否为待测水体的本土植物，若不是则根据植物预筛数据库中各植物的适宜存活地区与待测水体所在地区的气候相似性进行进一步筛选得到植物二筛数据库，根据植物二筛数据库中各植物的植物适应性信息以及植物抗逆性信息进行进一步筛选得到植物选取数据库；

6、基于水体区域划分结果，分析植物选取数据库中各植物与待测水体各区域中原有植物的竞争关系得到植物竞争关系系数bz，分析待测水体各区域中现有动物对植物选取数据库中各植物的进食关系得到动物进食关系系数bj，根据植物竞争关系系数bz以及动物进食关系系数bj得到生物互作影响系数x；

7、根据植物选取数据库中各植物的成本以及繁殖速度得到植物自身适宜系数cz；

8、综合植物自身适宜系数cz以及生物互作影响系数x分析植物选取数据库中各植物在待测水体各区域进行种植的适宜程度得到植物种植适宜系数w，根据植物种植适宜系数w选取待测水体各区域的最优种植植物；

9、基于水体区域划分结果检测各区域的水流流速以及污染密集度对待测水体各区域的最优种植植物的生长繁殖损耗影响得到植物生长损耗系数ost，根据植物生长损耗系数ost计算各区域的区域种植损耗量信息，根据水体区域划分结果检测区域水容量信息，进而分析各区域的区域种植需求量信息，根据各区域的区域种植损耗量信息以及区域种植需求量信息得对各区域的最优种植植物的种植数量进行确定区域种植数量信息；

10、基于待测水体各区域的最优种植植物以及区域种植数量信息对待测水体各区域进行植物铺设，并实时检测待测水体各区域植物生长是否存在异常，若异常则对异常区域进行定位并发送至远程用户端。

11、优选的，检测待测水体是否存在不同的功能，若存在不同的功能则根据待测水体的不同功能进行区域划分得到水体区域划分结果，若不存在不同的功能则输出区域规划信号；

12、当接收到区域规划信号后，获取待测水体的水容量信息，基于水容量信息得到水容量划分影响系数ah；其中，待测水体的水容量越大则水容量划分影响系数ah越大；

13、获取待测水体的污染物信息，所述污染物信息包括污染物种类信息以及污染物密集度信息；

14、根据污染物种类信息得到污染物种类划分影响系数az，其中，待测水体的污染物种类越多则污染物种类划分影响系数az越大；

15、根据污染物密集度信息得到污染物密集度划分影响系数am，其中，待测水体的污染物密集度越高则污染物密集度划分影响系数am越大；

16、综合水容量划分影响系数ah、污染物种类划分影响系数az以及污染物密集度划分影响系数am，基于区域划分函数进行计算得到区域划分指数q，其中，a1、a2、a3为比例因子且均大于0；

17、根据区域划分指数q对待测水体进行均匀区域划分得到水体区域划分结果，其中，区域划分指数q越大则水体区域划分结果中各区域体积越大。

18、优选的，获取植物污染物影响数据表，所述植物污染物影响数据表中各植物在不同污染物环境下是否对污染物存在治理能力，若对污染物存在治理能力则标记各植物对于不同污染物的治理程度；

19、根据待测水体的污染物信息中的污染物种类信息，基于污染物种类信息在植物污染物影响数据表中进行查找，筛选出对于待测水体中污染物存在治理能力的植物得到植物预筛数据库；

20、判断植物预筛数据库中各植物是否为待测水体的本土植物，若不为待测水体的本土植物，则分析各植物的适宜存活地区与待测水体所在地区的气候的相似程度得到气候相似性，将气候相似性大于气候相似性阈值的植物在植物预筛数据库中进行筛选去除得到植物二筛数据库；

21、获取植物二筛数据库中各植物的植物适应性信息以及植物抗逆性信息；

22、将植物二筛数据库中各植物的植物适应性信息与预设的植物适应性阈值进行比较，若植物适应性信息小于预设的植物适应性阈值，则标记为适应性较差植物；

23、将植物二筛数据库中各植物的植物抗逆性信息与预设的植物抗逆性阈值进行比较，若植物抗逆性信息小于预设的植物抗逆性阈值，则标记为抗逆性较差植物；

24、将植物二筛数据库中存在适应性较差植物标记或存在抗逆性较差植物标记的植物进行筛选并去除得到植物选取数据库。

25、优选的，基于水体区域划分结果，采集待测水体各区域现有的处于正常生长繁殖的植物得到区域现有正常植物信息；

26、获取植物竞争关系表，所述植物竞争关系表中包括不同植物之间是否存在竞争关系以及竞争程度；

27、基于植物竞争关系表，查找各区域的区域现有正常植物信息与植物选取数据库中各植物是否存在竞争关系，若存在竞争关系则基于竞争程度得到植物竞争关系系数bz；其中各区域的区域现有正常植物信息与植物选取数据库中各植物之间的竞争程度越高则植物竞争关系系数bz越大；

28、检测待测水体中各区域的现有的处于正常生长状态的动物得到区域现有正常动物信息；

29、获取动物进食原料表，所述动物进食原料表中包括区域现有正常动物信息中各动物的进食表以及对各食物的进食意愿；

30、基于动物进食原料表，查找区域现有正常动物信息对植物选取数据库中各植物是否存在进食关系，若存在进食关系则基于区域现有正常动物信息对植物选取数据库中各植物的进食意愿得到动物进食关系系数bj；

31、综合植物竞争关系系数bz以及动物进食关系系数bj，基于生物互作关系函数进行计算得到生物互作影响系数x，其中，b1、b2为比例因子且大于0。

32、优选的，获取植物选取数据库中各植物的种植成本信息；

33、基于植物选取数据库中各植物的种植成本信息分析植物选取数据库中各植物的种植成本对于植物是否适宜种植的影响得到成本影响系数cz；

34、根据生物互作影响系数x对繁殖速度阈值进行预先设置；

35、获取植物选取数据库中各植物的繁殖速度信息；

36、将植物选取数据库中各植物的繁殖速度信息与繁殖速度阈值进行比较并分析繁殖速度影响系数cf，若各植物的繁殖速度信息与繁殖速度阈值一致则繁殖速度影响系数cf最小，若各植物的繁殖速度信息与繁殖速度阈值不一致则计算差值，差值越大则繁殖速度影响系数cf越大；

37、根据成本影响系数cz以及繁殖速度影响系数cf，基于植物自身影响函数进行计算得到植物自身适宜系数y，其中，c1、c2为比例因子且均大于0。

38、优选的，根据生物互作影响系数x以及植物自身适宜系数y，基于区域植物适宜函数进行计算得到植物选取数据库中各植物在待测水体各区域进行种植的适宜程度，即各区域对于各植物的植物种植适宜系数w，其中，、为比例因子且均大于0；

39、根据植物种植适宜系数w选取待测水体各区域的最优种植植物，即待测水体各区域中，植物种植适宜系数w最大的植物即为该区域的最优种植植物。

40、优选的，基于水体区域划分结果检测待测水体各区域的水流流速得到区域水流流速信息；

41、根据区域水流流速信息分析待测水体各区域的水流流速对于待测水体各区域的最优种植植物的生长繁殖损耗影响得到流速损耗影响系数dl；

42、基于水体区域划分结果检测待测水体各区域的污染密集度得到区域污染严重程度信息；

43、根据区域污染严重程度信息分析待测水体各区域的污染情况对于待测水体各区域的最优种植植物的生长繁殖损耗影响得到污染损耗影响系数dw；

44、根据流速损耗影响系数dl以及污染损耗影响系数dw，基于生长损耗函数进行计算得到待测水体各区域的植物生长损耗系数ost，其中、为比例因子且大于0；

45、根据待测水体各区域的植物生长损耗系数ost计算待测水体各区域的最优种植植物进行种植的生长损耗量得到各区域的区域种植损耗量信息；

46、基于水体区域划分结果检测待测水体各区域的水容量得到区域水容量信息；

47、基于区域水容量信息分析待测水体各区域的最优种植植物进行种植的需求量得到各区域的区域种植需求量信息；

48、根据待测水体各区域的区域种植损耗量信息以及各区域的区域种植需求量信息，对待测水体各区域的最优种植植物的的种植数量进行确定，得到区域种植数量信息。

49、优选的，基于待测水体各区域的最优种植植物以及区域种植数量信息设置各区域的植床尺寸得到区域植床尺寸信息，基于区域植床尺寸信息对待测水体各区域植床进行安设；

50、基于待测水体各区域的最优种植植物以及区域种植数量信息在待测水体各植床进行种植铺设；

51、对待测水体各区域的最优种植植物的生长速度进行实时检测得到实时植物生长速度信息，将实时植物生长速度信息与预设的植物生长阈值范围进行比较判断各区域的最优种植植物生长是否异常，若实时植物生长速度信息处于预设的植物生长阈值范围内，则输出植物生长正常信息，若实时植物生长速度信息超出预设的植物生长阈值范围，则输出植物生长异常信息，并对输出植物生长异常信号的区域进行定位得到异常生长区域位置信息；

52、若最优种植植物生长异常，则基于无线通讯模块将植物生长异常信息以及异常生长区域位置信息发送至远程用户端。

53、第二方面，本技术提供了一种水体多植物生态修复系统，采用如下的技术方案：

54、一种水体多植物生态修复系统，包括：

55、区域划分模块，用于检测待测水体是否存在不同的功能，若存在则根据待测水体的不同功能进行区域划分得到水体区域划分结果，若不存在则基于待测水体的水容量信息以及污染物信息进行分析得到区域划分指数q，根据区域划分指数q对待测水体进行区域划分得到水体区域划分结果；

56、植物筛选模块，配置为基于待测水体的污染物信息分析适合待测水体进行生态修复的植物得到植物预筛数据库，分析植物预筛数据库中各植物是否为待测水体的本土植物，若不是则根据植物预筛数据库中各植物的适宜存活地区与待测水体所在地区的气候相似性进行进一步筛选得到植物二筛数据库，根据植物二筛数据库中各植物的植物适应性信息以及植物抗逆性信息进行进一步筛选得到植物选取数据库；

57、生物互作分析模块，配置为基于水体区域划分结果，分析植物选取数据库中各植物与待测水体各区域中原有植物的竞争关系得到植物竞争关系系数bz，分析待测水体各区域中现有动物对植物选取数据库中各植物的进食关系得到动物进食关系系数bj，根据植物竞争关系系数bz以及动物进食关系系数bj得到生物互作影响系数x；

58、植物自身适宜分析模块，用于根据植物选取数据库中各植物的成本以及繁殖速度得到植物自身适宜系数cz；

59、区域适宜植物选取模块，用于综合植物自身适宜系数cz以及生物互作影响系数x分析植物选取数据库中各植物在待测水体各区域进行种植的适宜程度得到植物种植适宜系数w，根据植物种植适宜系数w选取待测水体各区域的最优种植植物；

60、植物数量分析模块，配置为基于水体区域划分结果检测各区域的水流流速以及污染密集度对待测水体各区域的最优种植植物的生长繁殖损耗影响得到植物生长损耗系数ost，根据植物生长损耗系数ost计算各区域的区域种植损耗量信息，根据水体区域划分结果检测区域水容量信息，进而分析各区域的区域种植需求量信息，根据各区域的区域种植损耗量信息以及区域种植需求量信息得对各区域的最优种植植物的种植数量进行确定区域种植数量信息；

61、植物铺设检测模块，配置为基于待测水体各区域的最优种植植物以及区域种植数量信息对待测水体各区域进行植物铺设，并实时检测待测水体各区域植物生长是否存在异常，若异常则对异常区域进行定位并发送至远程用户端。

62、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

63、1.通过检测待测水体是否存在不同的功能，若存在则根据功能进行区域划分得到水体区域划分结果，若不存在则根据待测水体的水容量信息以及待测水体的污染物信息得到区域划分指数q，根据区域划分指数q对待测水体进行区域划分得到水体区域划分结果，对待测水体进行区域划分，提高了后续对待测水体的多植物生态修复的精准性，进而提高了待测水体多植物生态修复效率；

64、2.借助采集待测水体各区域的区域现有正常植物信息，根据植物竞争关系表查找各区域的区域现有正常植物信息与植物选取数据库中各植物是否存在竞争关系，若存在则基于竞争程度得到植物竞争关系系数bz，检测待测水体中各区域的区域现有正常动物信息，根据动物进食原料表查找区域现有正常动物信息对植物选取数据库中各植物是否存在进食关系，若存在则基于区域现有正常动物信息对植物选取数据库中各植物的进食意愿得到动物进食关系系数bj，综合植物竞争关系系数bz以及动物进食关系系数bj得到生物互作影响系数x，提高了植物选取数据库中各植物与待测水体中现有的动植物之间影响的检测准确性，进而提高了水体多植物生态修复效率；

65、3.借助区域水流流速信息以及区域污染严重程度信息，分析待测水体各区域的水流流速以及污染情况对于待测水体各区域的最优种植植物的生长繁殖损耗影响，得到待测水体各区域的植物生长损耗系数ost，根据待测水体各区域的植物生长损耗系数ost计算待测水体各区域的区域种植损耗量信息，基于区域水容量信息分析得到各区域的区域种植需求量信息，根据待测水体各区域的区域种植损耗量信息以及各区域的区域种植需求量信息得到区域种植数量信息，提高了对待测水体各区域进行植物种植数量进行计算的准确性，进而提高了待测水体多植物生态修复效率。