基于网格动态播放的水环境信息展示方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于网格动态播放的水环境信息展示方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着我国工农业生产的飞速发展，水资源的浪费、污染与日倶增，淡水资源日益减少。水作为一种特殊的自然资源，其安全问题已引起政府部门及相关组织的高度关注，并成为21世纪资源环境的首要问题。同时，由于人们生活水平的提升，人们对生活的品质要求也越来越高，水作为人们生活的最基本元素，其是否存在问题成了民众最为关注的环境问题之一。为了保证人们的用水要求，目前国内外已出台各种水环境检测评价标准，通过对水环境各断面、各功能区的检测评价，制定保护水环境的各项措施。
[0003]在水环境的检测评价工作中，目前主要通过报表形式，对各断面、各功能区的水质检测成果进行说明，传统的信息统计方式展示效果不佳，一方面展示不够直观，另一方面不易看出各区段间水环境的关联性，而信息技术的发展有望给水环境问题的展示提供解决方案，并支持水环境治理措施的提出。具体来讲现有的水环境信息展示方法存在以下不足:
1、仅仅通过报表形式进行水环境监测结果的展示，不够直观，对于刚刚接触相关事务的工作人员无法全局性的了解当前水环境问题的分布情况。
[0004]2、现有水环境监测结果展示方式不利于对未来水环境的变化做出相关预测，无法对水环境问题治理措施的提出提供相关帮助。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是在于建立集水环境问题展示、水环境问题处理措施参考等功能于一体的基于网格动态播放的水环境信息展示方法及系统，辅助水环境监控治理工作人员及时掌握当前所辖地区的水环境问题分布，根据全区的实际情况，为相关处理措施的提出提供信息支持，进而全面提升水环境监控服务能力。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种基于网格动态播放的水环境信息展示方法，包括如下步骤，
步骤S1:基于水位-流速关系，分析河段水文数据，构建河水演进模型:根据历史数据或通过在河段中布置监测点，监测河段中关键点位置在不同水位情况下的流速分布情况，获取河段水文数据，进一步通过测量、分析，构建河水演进模型；
步骤S2:针对河流实际情况进行水质分级，并赋予不同代表色:针对河流水质评价标准或河流中发生的突发事件，对河流水体水质进行分级，并对每种等级的水质进行色彩的赋予，通过色彩，代表各类水体的水质情况；
步骤S3:对河段进行网格划分，将河段进行像素化处理:根据步骤S1中监测点的分布及对河段的监测结果或根据对历史数据监测结果，通过定义单元面积单元格，对整段河流水面进行像素化划分，单元格的单元面积需满足在单位时间内，单元格内的水质状态一致； 步骤S4:通过分析河水演进模型，将河水演进模型结合水体具体情况，进行水环境变化预测分析；
步骤S5:结合时间轴推进以及步骤S4分析结果，确定水质发生变化的触发点，当发生变化时，实现对代表色彩的切换，并基于GIS平台实现数据的叠加展示；
步骤S6:通过选定点，实现对污染扩散时间的预测，对污染过程的预测。
[0007]在本发明一实施例中，所述步骤S1中的关键点位置包括河道的拐点、河道河床坡降、河道水面宽度快速变化的位置点、干流与支流交汇的位置点。
[0008]在本发明一实施例中，所述步骤S2中对河流水体水质分为6级，且各级对应颜色分别为:ι-蓝色；ιι-绿色；ii1-黄色；IV-红色；V-紫色?’劣V-黑色。
[0009]在本发明一实施例中，所述步骤S2中，所述突发事件为化学物质泄漏，根据一定面积水体内所含化学物质的量，对水体水质等级进行分类，并对每种等级的水质进行色彩赋予，通过色彩，代表各类水体受污染物的影响程度。
[0010]在本发明一实施例中，所述步骤S4中的水环境变化预测分析方式，根据水体具体情况，分为以下两种:
(1)河流正常流动情况下:通过对河水演进模型的分析，结合当前水位、水质监测结果，判定经过若干个单位时间，各单元格水质是否会发生变化；
(2)河流发生突发事件情况下:根据物质的溶解度，结合河水演进模型，形成各种物质的扩散速度模型，结合当前水位监测结果以及污染物发生点的详细信息，判定经过若干个单位时间，各单元格物质的浓度扩散程度。
[0011]在本发明一实施例中，所述步骤S6具体为，通过预测，后台数据库将形成基于时间变化而产生的关于水环境监测成果的变化，一方面可以通过GIS进行动态播放污染物扩散过程，另一方面，用户可以通过在河流河段地图上指定一个点，通过压缩时间轴，动态输出该点在时间轴各点会产生水质状态的变化过程曲线，实现水质变化的快速演绎。
[0012]本发明还提供了一种基于网格动态播放的水环境信息展示系统，包括河水演进模型模块、展示设置模块、预测分析模块、时间控制模块、信息展示模块及报图输出模块；
所述河水演进模型模块通过对历史数据或监测数据的分析，获得基于水位与流速关系，实现通过水位值预测河水演进过程的数学模型；
所述展示设置模块用于实现对水质等级进行划分或水中污染物的浓度进行等级划分，并为各等级配置不同的色彩进行代表说明；
所述预测分析模块基于河水演进模型，结合当前水位、水质监测结果，预测分析经过若干个单位时间后，各单元格水质的变化情况；
所述时间控制模块实现时间的加速推进，使得未来一段时间在系统中可通过压缩，实现快速演绎；
所述信息展示模块实现对河段的网格划分管理及图层展示管理，其中网格划分管理主要是将河段进行像素化处理，要求满足在单位时间内，单个像素的水质状态一致；图层展示管理主要实现将网格化后的河段图层叠加在GIS平台上，并根据展示设置模块，对各单元格，根据监测或预测的水质信息进行色彩填充，同时期可受时间控制模块，根据不同的时间点触发单元格的变色事件，完成河段水质状态变化展示过程；
所述报图输出模块基于用户选定特定点，将该点随时间控制模块发生的水质变化信息以报图形式进行输出。
[0013]在本发明一实施例中，还包括物质扩散速度模型，该模型是结合物质的溶解度以及河水演进模型形成的各种物质扩散速度的预测算法，通过物质扩散模型，可以预测河道中污染应急事件时污染物的扩散情况。
[0014]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、本发明摒弃传统枯燥的预测结果数据表单展示方式，通过对河道中污染扩散或水质状态变化的网格动态演绎，更好的掌握河道水环境未来整体发展趋势，进而为相关决策措施的制定提供信息支持基础；
2、本发明基于单点的预测结果动态输出，可以有效把握各关键时间点，对河道下游的相关人员及时作出预警，保障其相关预防工作的开展，进而减少水环境变化对其生产生活带来的不良影响；
3、本发明系统在前期针对当地水文数据的分析评估后，即建立成熟的展示成果，工作人员不必在决策工作中又要考虑当地水文特点，如此一来，突破了工作人员工作地的局限，在监管新的河段时即可通过动态信息的查看直接作