一种水环境质量评估方法、系统、设备及程序

1.一种水环境质量评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取待检测水域数据的观测值；通过所述水域数据的观测值计算水域内生物的不适度指数；通过所述水域数据的观测值计算所述水域任意两个采样点之间的影响力传递系数；将所述水域内生物的不适度指数和所述影响力传递系数输入至决策树模型，决策树模型输出所述水域的健康评级；所述待检测水域的数据，包括：水的酸碱度、溶解氧量、含氮化合物含量、含磷化合物含量、水体浑浊度、浮游生物的种类及数量、底栖动物的种类及数量、微生物生物膜的活性和鱼的游动轨迹；所述通过所述水域数据的观测值计算水域内生物的不适度指数，包括：基于下式分别计算水域数据观测值的相对偏移量：其中，RD k 为相对偏移量；X k 为类群k在水域的观测值，类群k包含k 1 ,k 2, k 3 ,k 4 ，k 1 为浮游生物，k 2 为底栖生物，k 3 为微生物生物膜，k 4 为鱼类；X min,k 为在健康状况的基线下的最小值；X max,k 为在健康状况的基线下的最大值；基于下式将相对偏移量RD k 截断至[0,1]区间：其中，RD k ′为截断后的相对偏移量；通过生态权重计算修正量P k ：其中，P k 为修正量；ω k 为生态权重；当所述水域数据的观测值为正向指标时：BDI k ＝1-P k ；当所述水域数据的观测值为负向指标时：BDI k ＝P k ；其中，BDI k 为不适度指数；通过所述水域数据的观测值计算所述水域任意两个采样点之间的影响力传递系数，包括：基于以下公式计算水域任意两个采样点之间的影响力传递系数：其中，Γ ij 为影响力传递系数；d ij 为采样点i和采样点j之间的欧氏距离；r为采样点i和采样点j之间投影距离；e为常数；σ为污染物空间扩散标准差；λ为河道权重系数；δ river 为河道连通因子。 2.根据权利要求1所述的水环境质量评估方法，其特征在于，所述通过所述水域数据的观测值计算水域内生物的不适度指数，包括以下步骤：通过历史数据定义水域内生物的健康状况的基线；其中，所述健康状况的基线为水域内生物在水域内保持健康状态的指标区间；通过所述水域数据的观测值分别计算水域内生物的指标；其中，所述水域内生物的指标包括藻类香农-威纳多样性指数、寡毛纲与摇蚊幼虫生物量比、微生物生物膜膜上ATP的含量以及鱼类的垂直迁移频率；基于所述水域内生物的健康状况的基线和水域内生物的指标分别计算水域内生物的不适度指数。 3.根据权利要求1所述的水环境质量评估方法，其特征在于，所述将所述水域内生物的不适度指数和所述影响力传递系数输入至决策树模型，包括：所述决策树模型基于所述水域内生物的不适度指数和所述影响力传递系数构建融合特征；所述融合特征包括时空压力指数、生物响应差异度和关键指标异常标志；判断所述时空压力指数是否大于第一阈值；当所述时空压力指数大于第一阈值时，进入污染高风险分支；判断底栖生物的不适度指数是否大于第二阈值；当所述底栖生物的不适度指数大于第二阈值时，触发急性污染警报；判断鱼类游动序列波动是否大于第三阈值；当所述鱼类游动序列波动大于第三阈值时，确认鱼类游动异常。 4.根据权利要求3所述的水环境质量评估方法，其特征在于，所述决策树模型输出所述水域的健康评级，包括：当触发急性污染警报且鱼类游动异常时，输出健康等级为重度污染；当触发急性污染警报且溶解氧量正常时，输出健康等级为中度污染；当时空压力指数大于第一阈值，且底栖生物的不适度指数小于第二阈值，鱼类游动序列波动小于第三阈值时，输出健康等级为轻度污染。 5.一种水环境质量评估系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块，被配置用于获取待检测水域数据的观测值；所述待检测水域的数据，包括：水的酸碱度、溶解氧量、含氮化合物含量、含磷化合物含量、水体浑浊度、浮游生物的种类及数量、底栖动物的种类及数量、微生物生物膜的活性和鱼的游动轨迹；计算模块，被配置用于通过所述水域数据的观测值计算水域内生物的不适度指数；以及，通过所述水域数据的观测值计算所述水域任意两个采样点之间的影响力传递系数；所述基于所述水域内生物的健康状况的基线和水域内生物的指标分别计算水域内生物的不适度指数，包括：基于下式分别计算水域数据观测值的相对偏移量：其中，RD k 为相对偏移量；X k 为类群k在水域的观测值，类群k包含j 1 ,j 2, j 3 ,j 4 ，j 1 为浮游生物，k 2 为底栖生物，k 3 为微生物生物膜，k 4 为鱼类；X min,k 为在健康状况的基线下的最小值；X max,k 为在健康状况的基线下的最大值；基于下式将相对偏移量RD k 截断至[0,1]区间：其中，RD k ′为截断后的相对偏移量；通过生态权重计算修正量P k ：其中，P k 为修正量；ω k 为生态权重；当所述水域数据的观测值为正向指标时：BDI k ＝1-P k ；当所述水域数据的观测值为负向指标时：BDI k ＝P k ；其中，BDI k 为不适度指数；通过所述水域数据的观测值计算所述水域任意两个采样点之间的影响力传递系数，包括：基于以下公式计算水域任意两个采样点之间的影响力传递系数：其中，Γ ij 为影响力传递系数；d ij 为采样点i和采样点j之间的欧氏距离；r为采样点i和采样点j之间投影距离；e为常数；σ为污染物空间扩散标准差；λ为河道权重系数；δ river 为河道连通因子；健康评级模块，被配置用于将所述水域内生物的不适度指数和所述影响力传递系数输入至决策树模型，决策树模型输出所述水域的健康评级。 6.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：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；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器执行如权利要求1至4中的任一项所述的水环境质量评估方法。 7.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使该计算机执行如权利要求1至4中的任一项所述的水环境质量评估方法。