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數據融合技術在環境監測中的應用

所屬欄目:智能科學技術論文 發布日期:2019-12-19 10:12 熱度:

   摘要:隨著我國信息技術的不斷發展,人們將更多的科學技術,運用在我們的日常生活和工作過程中。將數據融合技術運用在環境監測工作中,針對于不同環境指標下的數據,在信息描述上和信息采集上有著不同的差別。并且環境目標監測這一過程,具有較高的復雜性和特殊性。因此,本文將數據融合技術與環境監測工作,進行緊密的結合,通過自適應加權算法和 D-S 推理算法,將影響環境因素的數據進行數據的融合,得出綜合環境監測的結果,幫助環保部門的環境監測力度,加快實現我國可持續發展的戰略目標。

  關鍵詞:環境監測;數據融合技術;自適應加權算法;D-S 推理算法

數據融合技術在環境監測中的應用

  一、數據融合技術概述

  (一)數據融合技術的概念數據融合技術是對數據源給出的有用信息的采集、傳輸、綜合、過濾、以及相關合成,便于人們進行環境判斷、規劃、探測、驗證、診斷等。數據融合的目的是收集各類傳感器采集的信息,將各種傳感器直接給出的信息稱作源信息,源信息是信息系統處理的對象,該系統下的功能就是把各種各樣的傳感器提供的信息進行加工處理,以便直接使用某種波形、數據和結論。數據融合技術最早被應用于軍事領域,通過遙感技術與數據融合的智能化合成系統,為作戰管理系統提供了重要的數據技術基礎。數據融合技術,實際上就是在一般的地理坐標系當中,將對相同的檢測目標以及不同的遙感圖像數據使用更加專業的算法和技術,從而就能夠生成一幅圖像信息,這樣的圖像信息更加具有表現力,在很大程度上提高數據的使用質量以及效率。

  (二)數據融合原理及過程在通常情況之下,遙感影像所測得的數據進行融合分為預處理和數據融合兩個步驟。首先進行的是預處理,主要包括糾正遙感影像的幾何圖像、進行大氣訂正、輻射校正及立體空間上的調節和配準。遙感影像的空間調節和配準時進行遙感影像數據融合,通常情況之下可以分為幾個不同的步驟,包括選擇特征、匹配不同影響的特征、空間上的變換配備、插值和調節。在與配準的兩幅影像內容上,選擇邊界以及線狀物交叉點、區域輪廓線等非常明顯的特征,采用專業的配準技術和算法,找到多幅的影象,對應出非常明顯的特征點,作為影像空間調節配準的控制內容和控制點。根據確定的控制點,建立影像間的不同映射關系,對非參考影像進行重新采樣。隨后進行的是數據融合,數據融合這個步驟非常重要,是將多個不同傳感器信息源的數據和信息不斷的融合加以聯合最后分析,從而便可以獲得更精確的位置估計以及身份估計。根據各不相同的融合目的和融合層次,才能夠智能地選擇比較精準適合的數據來進行融合算法,將空間調節配準的遙感圖像數據進行有機合成,也可以根據提取的影像特征及影像模式識別的屬性分別進行詳細的說明,才可以精準的數據來進行表示或估計。

  二、數據融合技術的應用

  (一)數據融合技術的總應用不同環境有著不同的特點以及特性,便能夠構造出根據目標環境監測的分布式多傳感器體系結構。通過溫度傳感器組、濕度傳感器組、以及光照傳感器組共同作用于局部融合中心,以自適應加權。再通過全局融合中心推行更加先進的D-S推理算法,最后得出融合結果。局部融合中心采用的算法是自適應加權融合,這樣在時間和空間上,對于不同環境目標的數據融合效果會達到最優值。通過不同的傳感器組的多源數據進行融合,數據會自適應的尋找到對應的權數,傳感器所感測的數據值會達到最優的融合效果。在全局融合比較中心的內容和部分,采用專業的D-S推理技術算法,依據不同環境中的不同溫度、濕度以及光照度的數值,將這三個環境參考數據進行融合,提高對環境監測的準確度。

  (二)自適應加權融合算法在環境監測中的運用在目標環境中根據特想在不同的特定位置安裝多個合適的傳感器,由于每個傳感器的特點和精度不同,可以選擇均方差誤差最小的條件下,尋找傳感器所對應的最優加權算法。如果每個傳感器的方差分別為,一定的數值要估計真值,建立數據彼此間的相互獨立性。通過一定的公式可以計算出,自適應最優加權因子,依據相關的實際情況研究,可以將自適應加權估值,獲得的平均估值更有效的融合數據。

  (三)D-S推理算法在環境監測中的運用這一融合算法的數據融合過程中,對于不確定的信息處理方法,表現出其獨特的優勢。在數據收集上具有靈活性的特點,可以在問題預測以及專家系統等多個領域中進行應用。首先將收集的信息進行預處理,通過對信息數據的基本概率進行計算后,根據合成規則,對收集的數據在綜合作用下,進行概率分配計算。最后,建立具有合理結構的環境識別框架,按照收集數據的基本概率分配賦值,將系統的不確定性數值降低,根據計算出的結果和判斷規則,得出具有綜合性的融合結果。

  結語:

  綜上所述,本文首先概述和數據融合技術,將數據融合技術應用在環境監測中,數據融合技術能夠結合各方面的傳感器監測的數據,將這些數據融合在一起,加強了數據信息的聯系,對環境監測的準確性提供了更多的保障。通過實際的環境監測的檢驗證明,將數據融合技術應用在環境監測中,有效的提高了環境監測的準確性,對環境監測和保護做出了巨大貢獻。

  參考文獻:

  [1]張曉亮,羅文廣.多傳感器數據融合技術在室內環境品質監控系統中的應用[J].儀表技術與傳感器, 2012(2).

  [2]李恒燦,李權才.數據融合技術在環境監測中的應用[J].中國農機化學報,2011(4).

  《數據融合技術在環境監測中的應用》來源:《城市建設理論研究》,作者:王麗。

文章標題:數據融合技術在環境監測中的應用

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