基于支持向量机的微生物修复状态监测方法、系统及介质与流程

本发明涉及资源环境领域，尤其涉及一种基于支持向量机的微生物修复状态监测方法及系统。

背景技术：

1、微生物修复状态监测是指监测和评估微生物对环境污染物的降解和修复能力的过程。

2、目前，对于微生物修复状态的监测一般基于微生物样品采集分析的方法，通过化学以及物理方法识别微生物在观察期间的变化分析微生物的修复状态，然而通过这种方法忽略了环境变化因素的影响，从而导致对于微生物修复状态监测的结果不够精准。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于支持向量机的微生物修复状态监测方法及系统，可以准确监测微生物的修复状态。

2、第一方面，本发明提供了一种基于支持向量机的微生物修复状态监测方方法，包括：

3、提取微生物修复区域的生态数据，将所述生态数据输入至预构建的支持向量机中，以利用所述支持向量机识别所述生态数据中的土壤数据和水质数据；

4、利用所述支持向量机中的数据分类模块将所述土壤数据进行土壤分类，得到分类土壤数据，其中，所述分类土壤数据包含微生物成分数据和污染金属数据，利用所述污染金属数据计算所述分类土壤数据对应的土壤的降解率，利用所述微生物成分数据识别所述土壤的积聚水平，根据所述降解率和所述积聚水平分析所述微生物成分数据对应的微生物对所述土壤的土质修复水平；

5、利用所述支持向量机中的水质分析模块，分析所述水质数据对应的水质的水体富营养化程度，并获取所述水质的历史水体富营养化程度，基于所述水体富营养化程度和所述历史水体富营养化程度分析所述水质的水质变化水平；

6、识别所述水质数据中的水植成分与有害物质，并查询所述有害物质的增长水平，计算所述水植成分对所述有害物质的抑制水平，根据所述抑制水平和所述增长水平分析所述水植成分的改善水平；

7、根据所述水质变化水平和所述改善水平分析所述微生物对所述水质的水质修复水平，根据所述土质修复水平和所述水质修复水平分析所述微生物的修复状态，将所述修复状态作为所述微生物的修复状态监测结果。

8、在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述污染金属数据计算所述分类土壤数据对应的土壤的降解率，包括：

9、查询所述污染金属数据的历史污染浓度及当前污染浓度；

10、根据所述历史污染浓度和所述当前污染浓度利用下述公式计算所述土壤的降解率：

11、；

12、其中，表示降解率，表示当前污染浓度，表示历史污染浓度。

13、在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述降解率和所述积聚水平分析所述微生物成分数据对应的微生物对所述土壤的土质修复水平，包括：

14、根据所述降解率识别所述土壤的活性酶变化程度，并根据所述积聚水平识别所述土壤的酸碱值变化程度；

15、基于所述活性酶变化程度和所述酸碱值变化程度分析所述微生物成分数据对应的微生物对所述土壤的土质修复水平。

16、在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述支持向量机中的水质分析模块，分析所述水质数据对应的水质的水体富营养化程度，包括：

17、利用所述水质分析模块生成所述水质数据的样本数据；

18、利用所述样本数据结合下述公式计算所述水质数据对应的水质的水体富营养化评级：

19、；

20、其中，水体富营养化评级，n表示样本数据的样本总量，表示样本数据中的第i个数据的归一化权重值，表示第i个样本数据，表示水体富营养化评价普适指数，

21、基于所述水体富营养化评级确定所述水质数据对应的水质的水体富营养化程度。

22、在第一方面的一种可能实现方式中，所述查询所述有害物质的增长水平，包括：

23、创建所述有害物质对应生态环境的生态参数；

24、将所述生态参数和所述有害物质对应的有害参数输入至预构建的增长分析模型中；

25、以利用所述增长分析模型结合所述生态参数及所述有害参数分析所述有害物质的增长水平。

26、在第一方面的一种可能实现方式中，所述计算所述水植成分对所述有害物质的抑制水平，包括：

27、识别所述水植成分中的有效水植，利用下述公式计算所述有效水植对所述有害物质进行抑制的贡献率：

28、；

29、其中，表示贡献率，表示有效水植的数量，表示有效水植中对于有害物质均能起到抑制效果的数量，表示第i个有效水植，表示第  个有效水植的权重值，表示有效水植对有害物质的水平抑制系数，表示有效水植对有害物质的实际抑制系数，表示第j个有害物质；

30、利用所述贡献率计算所述水植成分对于所述有害物质的分解率，基于所述分解率识别所述水植成分对所述有害物质的抑制水平。

31、在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述水质变化水平和所述改善水平分析所述微生物对所述水质的水质修复水平，包括：

32、构建所述水质变化水平对应的水质变化曲线与所述改善水平对应的水质改善曲线；

33、利用所述水质变化曲线与所述水质改善曲线进行求差，得到差值曲线；计算所述差值曲线的曲线斜率，根据所述曲线斜率分析所述微生物对所述水质的水质修复水平。

34、在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述土质修复水平和所述水质修复水平分析所述微生物的修复状态，包括：

35、计算所述微生物对应的修复区域的监测时间，并查询所述修复区域的初始监测状态；

36、根据所述监测时间、所述初始监测状态、所述土质修复水平及所述水质修复水平分析所述微生物的修复状态。

37、在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述监测时间、所述初始监测状态、所述土质修复水平及所述水质修复水平分析所述微生物的修复状态，包括：

38、将所述初始监测状态进行矢量转化，得到初始监测矢量，并将所述土质修复水平与所述水质修复水平进行矢量转化，得到土质修复矢量和水质修复矢量；

39、根据所述监测时间、所述监测矢量、所述土质修复矢量及水质修复矢量利用下述计算所述初始监测矢量对应的当前监测矢量：

40、；

41、其中，表示当前监测矢量，表示监测矢量，表示土质修复矢量，表示水质修复矢量，表示监测时间；

42、计算所述监测矢量与所述当前监测矢量的差值，得到矢量差值，利用所述初始监测状态的矢量转换关系将所述矢量差值进行逆转换，得到所述微生物的修复状态。

43、第二方面，本发明提供了一种基于支持向量机的微生物修复状态监测方系统，所述系统包括：

44、生态数据识别模块，用于提取微生物修复区域的生态数据，将所述生态数据输入至预构建的支持向量机中，以利用所述支持向量机识别所述生态数据中的土壤数据和水质数据；

45、土质修复分析模块，用于利用所述支持向量机中的数据分类模块将所述土壤数据进行土壤分类，得到分类土壤数据，其中，所述分类土壤数据包含微生物成分数据和污染金属数据，利用所述污染金属数据计算所述分类土壤数据对应的土壤的降解率，利用所述微生物成分数据识别所述土壤的积聚水平，根据所述降解率和所述积聚水平分析所述微生物成分数据对应的微生物对所述土壤的土质修复水平；

46、水质变化分析模块，用于利用所述支持向量机中的水质分析模块，分析所述水质数据对应的水质的水体富营养化程度，并获取所述水质的历史水体富营养化程度，基于所述水体富营养化程度和所述历史水体富营养化程度分析所述水质的水质变化水平；

47、水植改善分析模块，用于识别所述水质数据中的水植成分与有害物质，并查询所述有害物质的增长水平，计算所述水植成分对所述有害物质的抑制水平，根据所述抑制水平和所述增长水平分析所述水植成分的改善水平；

48、修复状态监测模块，用于分析生产废水的废水含量，基于所述废水含量，对第一调整参数进行参数第二调整，得到第二调整参数，利用所述第二调整参数完成所述生产废水的废水回收，得到废水回收结果。

49、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：

50、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

51、其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，以使所述至少一个处理器能够执行如上述第一方面中任意一项所述的基于支持向量机的微生物修复状态监测方方法。

52、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任意一项所述的基于支持向量机的微生物修复状态监测方方法。

53、与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：

54、本方案首先通过提取微生物修复区域的生态数据可以了解该区域环境的基本信息，并利用所述支持向量机中的数据分类模块将所述土壤数据进行土壤分类，得到分类土壤数据可以将大量杂乱的数据分为少量的同类聚集，可以提高数据数据处理的效率；其次，本发明实施例通利用所述污染金属数据计算所述分类土壤数据对应的土壤的降解率可以了解金属的污物去除效果；进一步的，本发明实施例通过利用所述微生物成分数据识别所述土壤的积聚水平可以进一步的了解微生物对土壤中重金属降解的能力，并通过所述利用所述支持向量机中的水质分析模块结合所述水质数据，分析所述水质数据对应的水质的水体富营养化程度可以了解水体当前被污染的程度，其中，所述水体富营养化程度是指水体中由于营养过剩造成的水体污染；以及识别所述水质数据中的水植成分与有害物质可以了解所述有害物质在当前环境中的增长能力，进而为分析所述水植的修复能力提供可靠参考数据，并根据所述水质变化水平和所述改善水平分析所述微生物对所述水质的水质修复水平可以了解在某个期间内所述微生物对对于生态中一个重要成分水的修复程度，进而为所述微生物对于生态修复的状态观察提供一个重要的分析数据。因此，本发明实施例提出的一种基于支持向量机的微生物修复状态监测方方法，可以准确监测微生物的修复状态。