[发明专利]基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法及系统

说明书

本公开公开了基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法及系统，包括：步骤(1)：根据设定时间间隔在流水系统中加入指定浓度的多环芳烃；采集利用电极施加电场情况下青鳉鱼的行为数据；根据所述行为数据与时间和多环芳烃浓度的正相关关系构建逐级响应模型；步骤(2)：同时，利用两个摄像头采集青鳉鱼的视频图像；从视频图像中提取青鳉鱼的运动过程中的轨迹、运动速率、运动形态和运动方向；步骤(3)：对比步骤(1)的逐级响应模型和步骤(2)提取的数据；记录每个阶段的行为规律，根据行为规律给出水质监测结果。

技术领域

本公开涉及水质监测领域，特别是涉及基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提高了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前，基于生物行为的水质监测具有检测未知有害物、反映污染的积累效应、维护成本低等特点，已经成为一种新型的水质监测手段，并被广泛应用。生物水质监测可以利用生物体对生态环境中污染物的种种反应，来直观表征当前生态环境质量的好坏及受污染程度。

据发明人了解，现有表征当前水体质量的生物监测方法，存在由于环境因素、个体差异、实验方法等带来的假阳性预警。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法及系统；

第一方面，本公开提供了基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法；

基于青鳉鱼逐级行为模型的水质监测预警方法，包括：

步骤(1)：根据设定时间间隔在流水系统中加入指定浓度的多环芳烃；采集利用电极施加电场情况下青鳉鱼的行为数据；根据所述行为数据与时间和多环芳烃浓度的正相关关系构建逐级响应模型；

步骤(2)：同时，利用两个摄像头采集青鳉鱼的视频图像；从视频图像中提取青鳉鱼的运动过程中的轨迹、运动速率、运动形态和运动方向；

步骤(3)：对比步骤(1)的逐级响应模型和步骤(2)提取的数据；记录每个阶段的行为规律，根据行为规律给出水质监测结果。

作为一种可能的实现方式，在所述步骤(1)之前，还包括步骤(10)：

在流水系统中对青鳉鱼进行养殖，所述流水系统，包括：青鳉鱼行为监测区域，青鳉鱼行为监测区域为一个透明圆柱管，透明圆柱管的两端分别设有底盖和顶盖，在底盖上设有进水口，所述进水口与进水管连接；在顶盖上设有敞开口，敞开口的侧面设有溢流口，在青鳉鱼行为监测区域与底盖之间、青鳉鱼行为监测区域与顶盖之间设有带孔硅胶垫；

在流水系统的顶部设置一个摄像头，在流水系统的侧面设置另外一个摄像头，两个摄像头分别对青鳉鱼进行视频采集，两个摄像头将采集到的青鳉鱼活动视频传输给控制器；

在青鳉鱼行为监测区域中设有两组电极，两组电极均安装在透明圆柱管内壁上，每组电极由相对设置的两对电极组成，其中一对为发射信号电极，另外一对为接收信号电极；电极上设有电极点，电极点通过信号线连接控制器。

作为一种可能的实现方式，根据设定时间间隔在流水系统中加入指定浓度的多环芳烃的具体步骤为：

指定浓度一般为0-20TU的多环芳烃分批次测量(此处TU意指毒性单位，1TU的浓度代表相对鱼的半数致死量LC50，相对应的，0.1TU就是半数致死剂量的10％)。每批次预定采集时间间隔分短期、中期与长期，短期为7天以下，中期为7至14天，长期多至一个月。

作为一种可能的实现方式，采集利用电极施加电场情况下青鳉鱼的行为数据的具体步骤为：