一种基于水生态环境的异常监控与分析方法及系统与流程

本发明涉及生态环境监测，特别涉及一种基于水生态环境的异常监控与分析方法及系统。

背景技术：

1、随着物联网的快速普及，衍生出海量具有实时性强、非结构化和来源多样等特点的生态数据，同时，影响一座城市或一个区域的生态环境质量的因素非常多，例如，空气、地表水、地下水、土壤、噪声、工业、生活污染等，而每个因素又可以细分成更多的条目，每一个因素涉及的行业和领域也非常复杂，导致生态环境质量度量工作任务量大、难度高；当前生态环境质量的度量较为普遍的是通过人工统计历史静态数据，再按照相关规则进行环境质量的评估。这种方式，一方面，依赖人工进行生态环境质量的评估的效率低下，另一方面，依赖历史静态数据，不能及时关联新的环境度量因素以及实时的环境数据，不能根据最新的情况的变换进行环境测评的动态调整，评估数据的时效性及准确性有待提升。

2、在大数据的要求下，各个环保部门如何将数据统一汇聚并实现对其负责的环保区域的生态环境进行综合评估和异常排查，成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供的一种基于水生态环境的异常监控与分析方法及系统，基于水处理链数据采用多路径探索算法进行异常排查，比全局异常排查时效性高，准确性高，资源消耗少。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于水生态环境的异常监控与分析方法，包括：

4、实时采集部署传感器的网络节点相对应的生态环境数据，并将生态环境数据发送给云服务器；

5、采用fanotify技术追踪生态环境数据途径网络节点传输过程的路径，并确定生态环境数据的溯源标记；

6、对生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据；

7、采用多路径探索算法对水处理链数据进行反向溯源，找出异常源头。

8、生态环境数据包括：网络节点、温湿度、水质、土壤条件、气温、降雨量、生物种群数量。

9、对生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据，包括：

10、根据网络节点ip、温湿度、水质三个指标，从生态环境数据中提取与周边生态环境相关的溯源数据集；

11、获取生态环境数据相对应的溯源标记；

12、将溯源数据集进行聚类分成若干子分类；

13、根据子分类相对应的参考指标的异常阈值，对溯源数据进行异常标记；

14、基于网络节点ip、温湿度、水质、子分类、溯源标记、异常标记，生成三层关联关系的水处理链数据。

15、将溯源数据集进行聚类分成若干子分类，其中若干子分类包括：水资源分类、土地资源分类、生物资源分类、气候资源分类。

16、第二方面，本发明还提供一种基于水生态环境的异常监控与分析系统，包括：

17、采集模块，用于实时采集部署传感器的网络节点相对应的生态环境数据，并将生态环境数据发送给云服务器；

18、标记模块，用于采用fanotify技术追踪生态环境数据途径网络节点传输过程的路径，并确定生态环境数据的溯源标记；

19、分析模块，用于对生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据；

20、溯源模块，用于采用多路径探索算法对水处理链数据进行反向溯源，找出异常源头。

21、生态环境数据包括：网络节点ip、温湿度、水质、土壤条件、气温、降雨量、生物种群数量。

22、对生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据，包括：

23、根据网络节点ip、温湿度、水质三个指标，从生态环境数据中提取与周边生态环境相关的溯源数据集；

24、获取生态环境数据相对应的溯源标记；

25、将溯源数据集进行聚类分成若干子分类；

26、根据子分类相对应的参考指标的异常阈值，对溯源数据进行异常标记；

27、基于网络节点ip、温湿度、水质、子分类、溯源标记、异常标记，生成三层关联关系的水处理链数据。

28、将溯源数据集进行聚类分成若干子分类，其中若干子分类包括：水资源分类、土地资源分类、生物资源分类、气候资源分类。

29、第三方面，本发明还提供一种基于水生态环境的异常监控与分析系统，包括：至少一个传感器单元部署在水生态环境中各管道交叉节点，传感器单元与远程的云服务器网络连接，传感器单元和云服务器作为网络节点，构成水生态环境相对应的水处理网络，云服务器包括感知单元、中央处理器；

30、传感器单元，用于实时采集网络节点相对应生态环境数据，并将生态环境数据发送给云服务器；

31、还用于采用fanotify技术追踪生态环境数据途径网络节点传输过程的路径，并确定生态环境数据的溯源标记；

32、感知单元，用于接收生态环境数据，并将生态环境数据发送给中央处理器；

33、中央处理器，用于对生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据；

34、还用于采用多路径探索算法对水处理链数据进行反向溯源，找出异常源头。

35、该系统还包括：

36、存储单元，用于存储接收到的生态环境数据或水处理链数据。

37、本发明提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

38、通过构建一种基于水生态环境的异常监控与分析方法及系统，通过传感器单元实时采集的生态环境数据，将数据发送给服务器端，在发送时采用fanotify技术追踪生态环境数据途径网络节点传输过程，并确定生态环境数据的溯源标记，根据网络节点ip、温湿度、水质三个指标，从生态环境数据中提取出溯源数据集，对溯源数据集进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据，基于处理链数据采用多路径探索算法进行溯源，协助排查异常数据的源头。本发明的技术方案基于水处理链数据进行异常排查，比全局异常排查时效性高，准确性高，资源消耗少。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于水生态环境的异常监控与分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于水生态环境的异常监控与分析方法，其特征在于，所述生态环境数据包括：网络节点、温湿度、水质、土壤条件、气温、降雨量、生物种群数量。

3.根据权利要求1所述的基于水生态环境的异常监控与分析方法，其特征在于，所述对所述生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据，包括：

4.根据权利要求3所述的基于水生态环境的异常监控与分析方法，其特征在于，所述将溯源数据集进行聚类分成若干子分类，其中若干子分类包括：水资源分类、土地资源分类、生物资源分类、气候资源分类。

5.一种基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，所述生态环境数据包括：网络节点ip、温湿度、水质、土壤条件、气温、降雨量、生物种群数量。

7.根据权利要求5所述的基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，所述对所述生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据，包括：

8.根据权利要求7所述的基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，所述将溯源数据集进行聚类分成若干子分类，其中若干子分类包括：水资源分类、土地资源分类、生物资源分类、气候资源分类。

9.一种基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，包括：至少一个传感器单元部署在水生态环境中各管道交叉节点，传感器单元与远程的云服务器网络连接，传感器单元和云服务器作为网络节点，构成水生态环境相对应的水处理网络，云服务器包括感知单元、中央处理器；

10.根据权利要求9所述的基于水生态环境的异常监控与分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

技术总结
本发明适用于生态环境监测技术领域，公开了一种基于水生态环境的异常监控与分析方法及系统，该方法包括：实时采集部署传感器的网络节点相对应的生态环境数据，并将所述生态环境数据发送给云服务器；采用Fanotify技术追踪所述生态环境数据途径网络节点传输过程的路径，并确定所述生态环境数据的溯源标记；对所述生态环境数据进行分析，生成三层关联关系的水处理链数据；采用多路径探索算法对所述水处理链数据进行反向溯源，找出异常源头。本发明的方案，基于水处理链数据采用多路径探索算法进行异常排查，比全局异常排查时效性高，准确性高，资源消耗少。

技术研发人员：赵强,李铭,刘煜,许彦,熊朝阳,杨正章,王浩然,李小坤,彭俊
受保护的技术使用者：长江生态环保集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2