基于WSN的近岸污染源二維-三維定位方法研究.pdf

1、頻發(fā)的水環(huán)境污染問題已經嚴重影響著人類生產與生活，因此，水環(huán)境污染的實時監(jiān)測與污染源的定位具有重要的現實意義。本文具體針對靜態(tài)水體中二維平面上和近岸水下三維空間中的污染源定位問題，提出了解決方法并通過仿真實驗驗證了所提的污染源定位算法的有效性。本文的主要研究內容如下:
　　1)針對靜態(tài)水體中二維平面上的污染源定位問題，提出了一種基于濃度場等位線的質心定位算法，有效解決了沒有解析擴散模型的污染源定位問題。通過實驗比較了粗略定位算法、

2、基于擴散模型的解析定位算法和基于濃度場等位線的質心定位算法的定位性能，結果表明了基于濃度場等位線的質心定位算法的定位性能的優(yōu)越性。
　　2)對于近岸靜態(tài)水下三維空間中的污染源定位問題，提出了一種基于時空采樣數據的無跡卡爾曼濾波算法。通過Matlab仿真實驗對比了基于時空采樣數據的無跡卡爾曼濾波算法與基于時域數據的無跡卡爾曼濾波算法的定位精度，實驗結果表明了基于時空采樣數據的無跡卡爾曼濾波算法的優(yōu)越性;實驗中分析了傳感器節(jié)點數量對兩

3、種方法定位精度的影響，結果表明在傳感器節(jié)點部署較密集時，基于時空采樣數據的無跡卡爾曼濾波算法的定位性能更優(yōu)，定位穩(wěn)定性更佳。
　　3)利用水文數值模擬軟件MODFLOW模擬了二維平面水污染源的擴散過程，生成了水污染源濃度擴散數據，分析了無邊界具有圓形等位線的濃度場及單邊界具有對稱等位線的濃度場，為不依賴于污染源濃度擴散模型的定位方法的實現提供了理論依據。此外，采用水利建模軟件平臺DHI MIKE Zero模擬出水下三維空間中污染源