基于大数据服务的黄沙预警方法
技术领域
本发明涉及大数据服务领域，尤其涉及一种基于大数据服务的黄沙预警方法。
背景技术
扬尘是由于地面上的尘土在风力、人为带动及其他带动飞扬而进入大气的开放性污染源，是环境空气中总悬浮颗粒物的重要组成部分。
降雨后利用雨水资源立即清扫洗刷道路积存的泥水，是避免道路泥土风干后反复形成扬尘最有效手段，同时能够避免晴天时清扫形成扬尘，也能极大地节约清洁用水，是广大城镇应当立即采取的措施。
在硬化道路的设计和施工时，注意严格采用合理的路面横向坡度和道路边缘排水设计，利用自然降水径流冲刷清洁路面尘土，对于降低扬尘污染可以起到事半功倍的效果，是治理扬尘污染的重要长效措施。
快速发展中的国内城市，普遍像是“大工地”，工地扬尘已日益成为危害城市空气质量的重要因素。经过专门调研发现，10克泥土经过反复碾轧和气流的带动，至少能污染200平方米的地方。
但是，由于城市众多且每一个城市存在多个工地，因此以前的监控机制已经无法满足城市工地扬沙监测的需求，需要类似大数据服务器的硬件设施提供相应的大数据支撑。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种基于大数据服务的黄沙预警方法，能够采用分布式管理的模式对城市内每一区域的黄沙覆盖情况进行即时检测和预警，更重要的是，采用了大数据的数据供应模式以及基于风速的检测触发模式，提升了城市管理的智能化水平。
为此，本发明至少需要具备以下两处关键的发明点：
(1)采用城市内分布式高楼检测的模式，在获取当地区域的天气信息中的风速超限时启动对所述区域对应的高楼下方区域内的黄沙覆盖情况进行检测，从而提升了城市管理水平；
(2)引入设置在城市内的大数据服务器以通过网络与城市内的多个数据收发机构连接，用于负责对城市内的多个数据收发机构提供各自所在地区的天气信息。
根据本发明的一方面，提供一种基于大数据服务的黄沙预警方法，所述方法包括使用基于大数据服务的黄沙预警平台以在大数据服务的基础上对预设城市区域内未执行黄沙覆盖的区域执行预警操作，所述基于大数据服务的黄沙预警平台包括：
数据收发机构，设置在城市内的高度超过预设高度阈值的建筑物的顶部，用于定时接收所述建筑物所在地区的天气信息；
大数据服务器，设置在城市内，通过网络与城市内的多个数据收发机构连接，用于负责对城市内的多个数据收发机构提供各自所在地区的天气信息；
内容判断设备，设置在所述数据收发机构附近，与所述数据收发机构连接，用于在接收到的天气信息中的风速等级超限时，发出第一驱动命令，否则，发出第二驱动命令；
全景捕获设备，设置在所述数据收发机构所在建筑物的顶部，与所述内容判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，启动对所述数据收发机构所在建筑物下方场景的图像捕获动作以输出下方全景图像；
信号锐化设备，与所述全景捕获设备连接，用于对接收到的下方全景图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的信号锐化图像；
黄沙检测设备，与所述信号锐化设备连接，用于基于黄沙颜色分量分布范围判断所述信号锐化图像中的每一个像素点是否属于构成黄沙成像区域的黄沙像素点；
像素拟合设备，与所述黄沙检测设备连接，用于对所述信号锐化图像中的各个黄沙像素点执行拟合处理以获得相应的黄沙成像区域；
其中，所述数据收发机构还用于在接收到的黄沙成像区域占据所述信号锐化图像的面积百分比大于等于预设百分比时，向所述数据收发机构所在建筑物所在地区的公共管理中心的服务器无线发送黄沙未覆盖信号，否则，发出黄沙未识别信号。
本发明的基于大数据服务的黄沙预警方法管理方便、应用广泛。由于在大数据服务的基础上实现了对城市各个区域的黄沙覆盖状态的有效监测和预警，从而避免城市内出现扬尘严重的场景。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为本发明的基于大数据服务的黄沙预警方法的工作环境示意图。
图2为根据本发明实施方案第一实施方式示出的基于大数据服务的黄沙预警平台的结构方框图。
图3为根据本发明实施方案第二实施方式示出的基于大数据服务的黄沙预警平台的结构方框图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。
目前，在一些国家和地区，尤其是发展中的国家和地区，建筑工地分布在城市内的各个不同区域，其中，建筑工地上的黄沙是造成城市空气污染的重要因素。然而，一方面，由于分布区域广泛，同时监控比较困难，另一方面，保持不间断的监控操作有时也是不必要的，例如，在没有风的情况，因此，需要一种智能化水平较高的城市黄沙区域监控机制，以针对性实现对城市内各个地区的未覆盖黄沙执行有效的同步监控操作。
为了克服上述不足，本发明搭建一种基于大数据服务的黄沙预警方法，所述方法包括使用基于大数据服务的黄沙预警平台以在大数据服务的基础上对预设城市区域内未执行黄沙覆盖的区域执行预警操作，所述基于大数据服务的黄沙预警平台能够有效解决相应的技术问题。
图1是本发明的基于大数据服务的黄沙预警方法的工作环境示意图，以下将采用一个以上实施方式对本发明的技术内容进行进一步的具体化说明。
<第一实施方式>
图2为根据本发明实施方案第一实施方式示出的基于大数据服务的黄沙预警平台的结构方框图，所述平台包括：
数据收发机构，设置在城市内的高度超过预设高度阈值的建筑物的顶部，用于定时接收所述建筑物所在地区的天气信息；
大数据服务器，设置在城市内，通过网络与城市内的多个数据收发机构连接，用于负责对城市内的多个数据收发机构提供各自所在地区的天气信息；
内容判断设备，设置在所述数据收发机构附近，与所述数据收发机构连接，用于在接收到的天气信息中的风速等级超限时，发出第一驱动命令，否则，发出第二驱动命令；
全景捕获设备，设置在所述数据收发机构所在建筑物的顶部，与所述内容判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，启动对所述数据收发机构所在建筑物下方场景的图像捕获动作以输出下方全景图像；
信号锐化设备，与所述全景捕获设备连接，用于对接收到的下方全景图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的信号锐化图像；
黄沙检测设备，与所述信号锐化设备连接，用于基于黄沙颜色分量分布范围判断所述信号锐化图像中的每一个像素点是否属于构成黄沙成像区域的黄沙像素点；
像素拟合设备，与所述黄沙检测设备连接，用于对所述信号锐化图像中的各个黄沙像素点执行拟合处理以获得相应的黄沙成像区域；
其中，所述数据收发机构还用于在接收到的黄沙成像区域占据所述信号锐化图像的面积百分比大于等于预设百分比时，向所述数据收发机构所在建筑物所在地区的公共管理中心的服务器无线发送黄沙未覆盖信号，否则，发出黄沙未识别信号。
<第二实施方式>
图3为根据本发明实施方案第二实施方式示出的基于大数据服务的黄沙预警平台的结构方框图，所述平台包括：
浓度检测设备，设置在建筑物的顶部，用于测量所述建筑物的顶部附近的实时灰尘浓度；
数据收发机构，设置在城市内的高度超过预设高度阈值的建筑物的顶部，用于定时接收所述建筑物所在地区的天气信息；
大数据服务器，设置在城市内，通过网络与城市内的多个数据收发机构连接，用于负责对城市内的多个数据收发机构提供各自所在地区的天气信息；
内容判断设备，设置在所述数据收发机构附近，与所述数据收发机构连接，用于在接收到的天气信息中的风速等级超限时，发出第一驱动命令，否则，发出第二驱动命令；
全景捕获设备，设置在所述数据收发机构所在建筑物的顶部，与所述内容判断设备连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，启动对所述数据收发机构所在建筑物下方场景的图像捕获动作以输出下方全景图像；
信号锐化设备，与所述全景捕获设备连接，用于对接收到的下方全景图像执行边缘锐化处理，以获得并输出相应的信号锐化图像；
黄沙检测设备，与所述信号锐化设备连接，用于基于黄沙颜色分量分布范围判断所述信号锐化图像中的每一个像素点是否属于构成黄沙成像区域的黄沙像素点；
像素拟合设备，与所述黄沙检测设备连接，用于对所述信号锐化图像中的各个黄沙像素点执行拟合处理以获得相应的黄沙成像区域；
其中，所述数据收发机构还用于在接收到的黄沙成像区域占据所述信号锐化图像的面积百分比大于等于预设百分比时，向所述数据收发机构所在建筑物所在地区的公共管理中心的服务器无线发送黄沙未覆盖信号，否则，发出黄沙未识别信号；
其中，所述数据收发机构还与所述浓度检测设备连接，用于将所述实时灰尘浓度发送给所述数据收发机构所在建筑物所在地区的公共管理中心的服务器。
接着，继续对本发明的基于大数据服务的黄沙预警平台的具体结构进行进一步的说明。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
基于黄沙颜色分量分布范围判断所述信号锐化图像中的每一个像素点是否属于构成黄沙成像区域的黄沙像素点包括：当所述信号锐化图像中的像素点的颜色分量值落在黄沙颜色分量分布范围时，判断所述像素点为黄沙像素点。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
基于黄沙颜色分量分布范围判断所述信号锐化图像中的每一个像素点是否属于构成黄沙成像区域的黄沙像素点包括：当所述信号锐化图像中的像素点的颜色分量值未落在黄沙颜色分量分布范围时，判断所述像素点为非黄沙像素点。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
黄沙颜色分量分布范围为黄沙红色分量分布范围、黄沙绿色分量分布范围或黄沙蓝色分量分布范围中的一种或多种。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
所述黄沙红色分量分布范围由预设红色上限阈值和预设红色下限阈值进行数值界定，所述预设红色上限阈值大于所述预设红色下限阈值，所述预设红色上限阈值和所述预设红色下限阈值的取值都在0-255之间；
所述黄沙蓝色分量分布范围由预设蓝色上限阈值和预设蓝色下限阈值进行数值界定，所述预设蓝色上限阈值大于所述预设蓝色下限阈值，所述预设蓝色上限阈值和所述预设蓝色下限阈值的取值都在0-255之间；
所述黄沙绿色分量分布范围由预设绿色上限阈值和预设绿色下限阈值进行数值界定，所述预设绿色上限阈值大于所述预设绿色下限阈值，所述预设绿色上限阈值和所述预设绿色下限阈值的取值都在0-255之间。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
所述全景捕获设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，停止对所述数据收发机构所在建筑物下方场景的图像捕获动作。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
所述数据收发机构包括定时器和频分通信设备，所述频分通信设备与所述定时器连接；
其中，所述定时器用于为所述数据收发机构定时接收所述建筑物所在地区的天气信息提供时钟参考。
在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中：
所述频分通信设备与所述大数据服务器网络连接，用于定时接收所述建筑物所在地区的天气信息；
其中，所述数据收发机构定时接收所述建筑物所在地区的天气信息包括风速等级、气温、湿度以及雾霾等级。
另外，在所述基于大数据服务的黄沙预警平台中，可以采用CPLD器件来实现所述信号锐化设备。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
