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农田水系水质动态监测系统与信息处理技术

目录

文档概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4技术路线与创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

农田水系环境监测体系构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1监测区域选取与布设方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2多源监测数据采集技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2.1传感器网络布设与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2.2在线监测仪器选型与安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.3非接触式监测手段补充．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3.1卫星遥感数据分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.3.2地理信息系统集成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

水质动态监测指标体系设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.1水质参数确定与分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2关键污染物指标筛选．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.1主要营养盐指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.2.2重金属及其他有毒物质检测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

数据采集与传输网络构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.1低功耗自组网技术应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.2数据传输协议优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.3云平台数据存储与管理架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.4供电系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

水质动态分析与预测模型开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

5.1基于机器学习的水质趋势预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

5.2异常监测与预警算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

5.3影响因素关联性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

5.4模型评估与跨区域适用性验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

信息处理与可视化平台设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

6.1监测数据标准化与清洗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

6.2多维度可视化技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

6.3用户交互界面优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

6.4移动端适配与远程访问功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87

系统集成与实例验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．89

7.1系统软硬件联合调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．90

7.2典型农田场景应用案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94

7.2.1水稻种植区监测效果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．97

7.2.2经济作物区数据反馈改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100

7.3经济性与推广可行性评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10