一种堆料覆盖率监测系统及其方法

一种堆料覆盖率监测系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种堆料覆盖率监测系统及其方法。
【背景技术】
[0002]我国环境质量最近几年严重恶化，雾霾天数明显增加。通过对污染物的长期监测，环保部门基本判定城市环境空气颗粒物中的很大一部分是由于裸露地面和粉末堆料受到环境影响形成扬尘造成的。为了降低环境污染情况，国家发布了相关的规定和措施，其中就提到，需要对裸露地面和堆料区域进行覆盖处理。
[0003]施工区域的覆盖工作，一般是由施工方自行处理的，有些施工方为了节省开支，并不进行覆盖，或者覆盖物质量太差，短时间内就损坏了，施工方也不进行处理和修复。而且需要覆盖的区域一般都是在施工围挡内部，不容易发现。环保部门无法知道施工现场覆盖的效果和情况。现场是否覆盖，平常是否都已经覆盖了，目前主要还是靠管理部门的人员到现场进行抽查来监督，无法实时监控，无法进行数字化处理，无法量化，给执法监督部门的工作造成了很大的影响。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种堆料覆盖率监测系统及其方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明所述种堆料覆盖率监测系统，该系统包括:n个拍照设备、工控机和数据监控平台，通过所述工控机，所述拍照设备与所述数据监控平台连通，所述 n ^ I ;
[0006]所述工控机包括:图像处理模块、图像色块提取模块、覆盖率计算模块和数据传输模块；
[0007]图像处理模块，通过指令控制所述拍照设备拍照，并将从所述拍照设备中获取的照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储；
[0008]图像色块提取模块，将所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张图片中被指定的覆盖物颜色指定像素数量，同时存储；
[0009]覆盖率计算模块，统计进行单像素分析且图片中存在覆盖物颜色指定像素的图片的总数和每张图片中进行单像素分析的像素的总数量；通过公式(1)，计算出照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0010]I = (ViA)Z(V0iA0) X100% (I)
[0011]I表示照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0012]V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量；
[0013]\表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量；
[0014]Vtli表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量；
[0015]Vtl表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的像素的总数量；
[0016]数据传输模块，将图像处理模块获取的所有图片和被指定的覆盖物覆盖率结果上传到数据监控平台。
[0017]优选地，所述拍照设备包括:高清照相机、安装在所述高清照相机外的保护罩、与所述高清照相机连接的供电设备。
[0018]更优选地，所述图像处理系统与安装在所述高清照相机的存储单元无线连接。
[0019]更优选地，所述数据传输模块与所述数据监控平台无线通信连接。
[0020]更优选地，每个所述拍照设备都有唯一序列号，所述唯一序列号被保存在所述高清照相机的存储单元中，同时，所述唯一序列号还被存储在所述数据监控平台中。
[0021]本发明依据所述堆料覆盖率监测系统的堆料覆盖率监测方法，所述方法按照下述步骤实现:
[0022]SI，拍照设备依据从工控机发出的指令，调整拍摄角度和定焦后，对目标区域进行拍照，获取并存储照片；
[0023]S2，工控机的图像处理模块获取照片，并将所述照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储；
[0024]S3，所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张所述可读取格式的图片中被指定的覆盖物颜色像素数量，记为Vi;
[0025]S4,统计每张图片中进行单像素分析的像素的总数量，记为V ；
[0026]S5，通过公式(3)计算进行单像素分析的图片中被指定的覆盖物的覆盖率I ;
[0027]I = (ViA)/10 X 100% (3)
[0028]其中，Itl表示覆盖物正常覆盖情况下，拍摄设备获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0029]V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量，V的初始值均为O ;
[0030]\表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量，V i的初始值均为O ;
[0031]S6，将所述被指定覆盖物的覆盖率I上传到数据监控平台。
[0032]优选地，在步骤SI和步骤S2之间，还存在初始化设定，具体按照下述步骤实现:获取被指定的覆盖物正常覆盖情况下可读取格式初始图片，对所述初始图片进行单像素分析，每分析一个像素，则分析的像素的总数量Vtl加1，在分析过程中判断被分析的像素是否为预先被指定的覆盖物的颜色像素，如果是，则将覆盖物颜色像素的总数量Vtli加I ;如果不是，则分析下一个像素；然后通过公式(2)，计算被指定的覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率Itl,
[0033]10= V0i/V0 (2)，
[0034]其中，所述Vtli和V C1的初始值均为O。
[0035]优选地，在步骤S6具体按照下述步骤实现:
[0036]S61，判断所述被指定覆盖物的覆盖率I是否超出预先设定的阈值，如果超出，则将所述覆盖率标记，然后进入S62 ;如果不超出，则进入S62 ;
[0037]S62，统计进行单像素分析的图片总数W，并将进行单像素分析的图片、图片总数W和所述被指定的覆盖物的覆盖率I进行关联，并将关联后的结果通过数据传输模块发送到数据监控平台中的与图片获取的拍照设备向对应的存储模块中。
[0038]优选地，在步骤SI之前还包括以下步骤:A1，将拍照设备安装在被监控施
[0039]工现场的高位置处；
[0040]A2，工控机靠近拍照设备安装，且与所述拍照设备连接后，获取所述拍照设备的唯一序列号；
[0041]A3，工控机与数据监控平台无线连接后，将所述唯一序列号通过数据传输模块传递给所述数据监控平台；
[0042]A4，所述数据监控平台存储并建立所述唯一序列号的存储单元。
[0043]优选地，被指定的覆盖物包括覆盖堆料的覆盖物和裸露的地面。本发明的有益效果是:
[0044]通过本发明所述方法能够实现实时对施工现场堆料覆盖率的监控，到了有问题及时解决，同时，也减少执法人员的工作量，提高执法的公正性，有效节制施工企业的污染行为，改善区域环境空气质量，改善周围居民生活质量；提高城市形象。
【附图说明】
[0045]图1是堆料覆盖率监测系统结构示意图；
[0046]图2是堆料覆盖率监测方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0047]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048]实施例
[0049]参照图1，所述堆料覆盖率监测的系统，该系统包括:n个拍照设备、工控机和数据监控平台，通过所述工控机，所述拍照设备与所述数据监控平台连通，所述η多1，下面对系统进行详细介绍:
[0050]—、拍照设备
[0051]所述拍照设备包括:高清照相机、安装在所述高清照相机外的保护罩、与所述高清照相机连接的供电设备。安装在监控现场的较高位置，用于对制定区域定时拍照，并将照片上传到工控机。
[0052]每个所述拍照设备都有唯一序列号，所述唯一序列号被保存在所述高清照相机的存储单元中，同时，所述唯一序列号还被存储在所述数据监控平台中。
[0053]二、工控机
[0054]所述工控机包括:图像处理模块、图像色块提取模块、覆盖率计算模块和数据传输模块；
[0055]图像处理模块，通过指令控制所述拍照设备拍照，并将从所述拍照设备中获取的照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储；所述图像处理系统与安装在所述高清照相机的存储单元无线连接。
[0056]图像色块提取模块，将所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张图片中被指定的覆盖物颜色指定像素数量，同时存储；
[0057]覆盖率计算模块，统计进行单像素分析且图片中存在覆盖物颜色指定像素的图片的总数和每张图片中进行单像素分析的像素的总数量；通过公式(1)，计算出照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0058]I = (ViA)Z(V0iA0) X100% (I)
[0059]I表示照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0060]V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量；
[0061]\表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量；
[0062]Vtli表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量；
[0063]Vtl表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的像素的总数量；
[0064]数据传输模块，将图像处理模块获取的所有图片和被指定的覆盖物覆盖 率结果上传到数据监控平台。其中，所述数据传输模块与所述数据监控平台无线通信连接。
[0065]依据本实施例所述堆料覆盖率监测的系统的堆料覆盖率监测方法，所述方法按照下述步骤实现:
[0066]SI，拍照设备依据从工控机发出的指令，调整拍摄角度和定焦后，对目标区域进行拍照，获取并存储照片；
[0067]S2，工控机的图像处理模块获取照片，并将所述照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储；
[0068]S3，所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张所述可读取格式的图片中被指定的覆盖物颜色像素数量，记为Vi;
[0069]S4,统计每张图片中进行单像素分析的像素的总数量，记为V ；
[0070]S5，通过公式(3)计算进行单像素分析的图片中被指定的覆盖物的覆盖率I ;
[0071]I = (ViA)/10 X 100% (3)
[0072]其中，Itl表示覆盖物正常覆盖情况下，拍摄设备获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率；
[0073]V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量，V的初始值均为O ;
[0074]\表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量，V i的初始值均为O ;
[0075]S6，判断所述被指定覆盖物的覆盖率I是否超出预先设定的阈值，如果超出，则将所述覆盖率标记，然后进入S7 ;如果不超出，则进入S7 ;
[0076]S7，统计进行单像素分析的图片总数W，并将进行单像素分析的图片、图片总数W和所述被指定的覆盖物的覆盖率I进行关联，并将关联后的结果通过数据传输模块发送到数据监控平台中的与图片获取的拍照设备向对应的存储模块中，被指定的覆盖物包括覆盖堆料的覆盖物和裸露的地面，所述覆盖堆料的覆盖物的颜色不限于绿色、橙色。
[0077]在本实施例中，在步骤SI和步骤S2之间，还存在初始化设定，具体按照下述步骤实现:获取被指定的覆盖物正常覆盖情况下可读取格式初始图片，对所述初始图片进行单像素分析，每分析一个像素，则分析的像素的总数量Vtl加1，在分析过程中判断被分析的像素是否为预先被指定的覆盖物的颜色像素，如果是，则将覆盖物颜色像素的总数量Vtli加I ;如果不是，则分析下一个像素；然后通过公式(2)，计算被指定的覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率Itl,
[0078]10= V0i/V0 (2)，
[0079]其中，所述Vtli和V C1的初始值均为O。
[0080]在本实施例中，在步骤SI之前，还包括以下步骤:
[0081]Al，将拍照设备安装在被监控施工现场的高位置处；
[0082]A2，工控机靠近拍照设备安装，且与所述拍照设备连接后，获取所述拍照设备的唯一序列号；
[0083]A3，工控机与数据监控平台无线连接后，将所述唯一序列号通过数据传输模块传递给所述数据监控平台；
[0084]A4，所述数据监控平台存储并建立所述唯一序列号的存储单元。
[0085]通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:能够实现实时对施工现场堆料覆盖率的监控，到了有问题及时解决，同时，也减少执法人员的工作量，提高执法的公正性，有效节制施工企业的污染行为，改善区域环境空气质量，改善周围居民生活质量；提尚城市形象。
[0086]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种堆料覆盖率监测系统，其特征在于，该系统包括:n个拍照设备、工控机和数据监控平台，通过所述工控机，所述拍照设备与所述数据监控平台连通，所述η多I ; 所述工控机包括:图像处理模块、图像色块提取模块、覆盖率计算模块和数据传输模块； 图像处理模块，通过指令控制所述拍照设备拍照，并将从所述拍照设备中获取的照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储； 图像色块提取模块，将所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张图片中被指定的覆盖物颜色指定像素数量，同时存储； 覆盖率计算模块，统计进行单像素分析且图片中存在覆盖物颜色指定像素的图片的总数和每张图片中进行单像素分析的像素的总数量；通过公式(1)，计算出照片中被指定的覆盖物的覆盖率； I = (ViA)Z(V0iA0) X100% (I) I表示照片中被指定的覆盖物的覆盖率； V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量； \表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量； ^^表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量； %表示在覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片在单像素分析过程中的分析的像素的总数量； 数据传输模块，将图像处理模块获取的所有图片和被指定的覆盖物覆盖率结果上传到数据监控平台。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述拍照设备包括:高清照相机、安装在所述高清照相机外的保护罩、与所述高清照相机连接的供电设备。3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述图像处理系统与安装在所述高清照相机的存储单元无线连接。4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述数据传输模块与所述数据监控平台无线通信连接。5.根据权利要求2所述系统，其特征在于，每个所述拍照设备都有唯一序列号，所述唯一序列号被保存在所述高清照相机的存储单元中，同时，所述唯一序列号还被存储在所述数据监控平台中。6.一种依据如权利要求1所述堆料覆盖率监测系统的堆料覆盖率监测方法，其特征在于，所述方法按照下述步骤实现: Si，拍照设备依据从工控机发出的指令，调整拍摄角度和定焦后，对目标区域进行拍照，获取并存储照片； S2，工控机的图像处理模块获取照片，并将所述照片转换成所述图像色块提取模块可读取格式的图片后存储； S3，所述图片进行单像素分析处理，遍历查找并计算出每张所述可读取格式的图片中被指定的覆盖物颜色像素数量，记为Vi; S4，统计每张图片中进行单像素分析的像素的总数量，记为V ; S5，通过公式(3)计算进行单像素分析的图片中被指定的覆盖物的覆盖率I ; I = (ViA)Z10X 100% (3) 其中，Itl表示覆盖物正常覆盖情况下，拍摄设备获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率; V表示在单像素分析过程中的分析的像素的总数量，V的初始值均为O ; \表示在单像素分析过程中的分析的被指定的覆盖物颜色像素的总数量，V 初始值均为O ; S6，将所述被指定覆盖物的覆盖率I上传到数据监控平台。7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤SI和步骤S2之间，还存在初始化设定，具体按照下述步骤实现:获取被指定的覆盖物正常覆盖情况下可读取格式初始图片，对所述初始图片进行单像素分析，每分析一个像素，则分析的像素的总数量Vtl加1，在分析过程中判断被分析的像素是否为预先被指定的覆盖物的颜色像素，如果是，则将覆盖物颜色像素的总数量Vtli加I ;如果不是，则分析下一个像素；然后通过公式(2)，计算被指定的覆盖物正常覆盖情况下，获取的照片中被指定的覆盖物的覆盖率Itl, 1=VoiAo ⑵， 其中，所述Vtli和V C1的初始值均为O。8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤S6具体按照下述步骤实现: S61，判断所述被指定覆盖物的覆盖率I是否超出预先设定的阈值，如果超出，则将所述覆盖率标记，然后进入S62 ;如果不超出，则进入S62 ； S62，统计进行单像素分析的图片总数W，并将进行单像素分析的图片、图片总数W和所述被指定的覆盖物的覆盖率I进行关联，并将关联后的结果通过数据传输模块发送到数据监控平台中的与图片获取的拍照设备向对应的存储模块中。9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在步骤SI之前还包括以下步骤: Al，将拍照设备安装在被监控施工现场的高位置处； A2，工控机靠近拍照设备安装，且与所述拍照设备连接后，获取所述拍照设备的唯一序列号； A3，工控机与数据监控平台无线连接后，将所述唯一序列号通过数据传输模块传递给所述数据监控平台； A4，所述数据监控平台存储并建立所述唯一序列号的存储单元。10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，被指定的覆盖物包括覆盖堆料的覆盖物和裸露的地面。
【专利摘要】本发明公开了一种堆料覆盖率监测系统及方法，涉及环境监测领域。该系统：拍照设备、工控机和数据监控平台，拍照设备和数据监控平台分别与工控机连接。所述方法：拍照设备拍摄并存储照片；图像处理模块将所述照片转换成可读取格式的图片后存储；所述图片进行单像素分析处理，获得每张图片中进行单像素分析的像素的总数量V和被指定的覆盖物颜色像素数量Vi；通过公式I＝(Vi/V)/I0×100％计算所述图片中被指定覆盖物的覆盖率I，判断是否超出预先设定的阈值，然后将其与图片、图片总数关联后，上传到数据监控平台。本发明实现实时对施工现场堆料覆盖率的监控，及时解决问题，减少执法人员工作量，提高执法公正性，有效节制施工企业的污染行为。
【IPC分类】H04N7/18
【公开号】CN104883546
【申请号】CN201510319901
【发明人】姚新, 赵汉松, 刘海英, 房明, 李志鹏
【申请人】中科宇图天下科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月11日