本文關鍵詞：計算機視覺技術及其在農業(yè)機械中的研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學》 2011年

基于計算機視覺的水體突發(fā)性污染在線生物監(jiān)測預警研究

黃東龍  

【摘要】：在水污染日趨嚴重,突發(fā)性水污染事故不斷發(fā)生的今天,保護飲用水水源的水質、保障城市供水安全的問題顯得尤為重要。 本研究結合生物技術、計算機視覺技術、動態(tài)圖像分析、網絡技術及無線通訊技術,自主開發(fā)設計了一套在線生物監(jiān)測預警系統(tǒng),通過監(jiān)測指示魚類在突然發(fā)生水質改變時的行為改變來反應水質的變化,對水環(huán)境的突發(fā)性污染事故進行預警,達到在線監(jiān)測與預警的目的,利于及時發(fā)現水污染,及早采取措施。系統(tǒng)利用攝像頭和電腦,通過與系統(tǒng)軟件的結合,對獲取動態(tài)圖片序列進行檢測跟蹤分析,獲得指示生物的活動狀態(tài)參數:平均活動速率、平均活動高度、平均間距及平均轉身次數等,對魚的行為進行全面的觀察和記錄。 通過實驗篩選出斑馬魚作為指示生物,在所關注的這四種重金屬中,Cd~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cr(Ⅵ)對斑馬魚的96 h半致死濃度LC_(50-96)分別為4.89 mg/L,0.58 mg/L,32 mg/L,67 mg/L。文中對斑馬魚在各種重金屬的脅迫下的行為反應以及重金屬在魚體中毒性作用機理進行了一定程度的討論分析,為利用魚類的行為反應進行水質監(jiān)測預警的可靠性及可行性提供毒性基礎及內在依據。 對Cd~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Cr(Ⅵ)在不同濃度脅迫下斑馬魚的行為的影響分析結果顯示,在達到LC_(50-96)的10%(安全質量濃度)的濃度脅迫下即有很明顯的行為改變,且其行為活動參數改變基本符合環(huán)境壓力閾模型,利用斑馬魚的行為變化進行水質突發(fā)性污染預警是切實可行的。同時也發(fā)現,斑馬魚的平均游動速度與平均轉身次數劇烈變化所持續(xù)的時間與污染物質的濃度有一定的劑量-效應關系。 沙灣自來水廠及東涌污水處理站的現場沒有出現報警,與現場水質達標相對應。通過現場運行研究發(fā)現了影響實際運行的過程及結果的很多因素,對系統(tǒng)進行了改進與完善。現場應用對該預警裝置的應用和推廣具有重要的實際意義。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：X835
【目錄】：

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