一种基于大数据的水利单元化监管系统与方法与流程

本发明涉及水利监测系统技术领域，尤其涉及一种基于大数据的水利单元化监管系统与方法。

背景技术：

随着我国水利建设事业发展进入新时期，我国治水的主要任务已经发生深刻变化。从除水害兴水利，加强水利工程建设的主要任务转变为节约水资源、保护水环境、改善水生态、防治水灾害，因此做好新时代水利工作需要严格遵循“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水方针和“水利工程补短板、水利行业强监管”水利工作总基调，始终把加强水利监管摆在中心位置。积极建设“智慧水利”，整合完善河湖库生态监测，水利工程安全监测、重要水利节点和功能区指标监测，加强水利信息采集、运输、存储、处理、分析、应用，整合水利系统大数据资源，实现互联互通，有利于推动信息技术与水利工作融合发展，全面提升水利行业监管现代化、数字化、信息化水平。

现有技术缺点：当前有关水利信息化监管的发明创造主要集中在如大坝，堤防等水利工程上，在水资源、水环境、水生态等方面的信息化监管发明鲜少出现。一方面，现有的监管系统监测内容覆盖面窄，监测指标单一，忽视不同监测单元之间的相关性，忽略不同指标体系内在联系，不利于水利监管事业的全面化、系统化、持续性发展。另一方面，仅仅依靠检测设备、gps定位仪的仪器功能，没有实现用户与系统的有效互动，达到丰富采集数据、核实数据、反馈数据的目标。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的水利单元化监管系统与方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于大数据的水利单元化监管系统，包括数据采集端，数据存储与处理端，监测应用端与系统管理端；

数据采集端用于采集水利单元化管理网络所有监测设备的数据以及各个相关管理机构调查、研究、测量和检测的数据；

数据存储与处理端用于存储和处理数据采集端采集的大数据，包括根据水利单元化管理的历史资源数据、国家相关监测指标体系标准以及数据采集端采集的实时数据，生成相应的实时情况、预警防控等应用信息，并实现反馈处理、监督核实等应用功能，还存储处理端处理后生成的各类应用信息；

监测应用端用于根据数据存储与处理设置的应用信息实现arcgis界面显示以及与用户端进行交互；

系统管理端用于对监测系统进行管理。

优选地，数据采集端采集的数据包括传感器、gps定位器等设备监测数据、人工定期监测数据、人力调研分析数据。

优选地，数据存储与处理端将大数据分成不同管理单元进行处理与存储，包括自然单元、设施单元、节点单元与功能单元。

优选地，监测应用端用于实时查询功能、预警防控功能、反馈处理功能、监督核实功能。

优选地，系统管理端用于对上述水利单元化监测系统进行管理，包括权限管理模块、日志管理模块、接口管理模块和监控管理模块。

一种基于大数据的水利单元化监管方法，包括以下步骤：

s1，通过数据采集端采集水利单元化管理网络所有监测设备的数据以及各个相关管理机构调查、研究、测量和检测的数据；

s2，通过数据存储与处理端将s1中数据采集端采集的大数据，分成自然单元、设施单元、节点单元与功能单元进行处理与存储，生成相应的实时情况、预警防控等应用信息，并实现反馈处理、监督核实等应用功能，并存储处理端处理后生成的各类应用信息；

s3，通过监测应用端根据数据存储与处理设置的应用信息实现arcgis界面显示以及与用户端进行交互，将平台的预警防控信息推送给用户终端和接收远程用户反馈处理信息，以及监督核实用户反馈处理信息情况再次反馈；

s4，通过系统管理端对上述水利单元化监测系统进行管理。

优选地，所述s1中监测设备的数据包括水温,流量,流速,水位,含沙量,各类化学物质容量指标。

优选地，所述s2中的自然单元主要监测内容为湖泊、河道、水库的自然生态环境，设施单元主要监测内容为涵闸、泵站、船闸、水电站、变电所、堤防、大坝等水利工程设施的安全状况，节点单元主要监测内容为国考省考断面、取水口、排污口、重点用水户、长江入江支流的水质状况，功能区单元主要监测内容为集中式水源地、地表水功能区、水域、岸线、水土流失重点治理区、水土流失重点预防区等水利功能区的运转变化情况。

优选地，所述s3中预警防控信息可通过互联网、手机、电视、广播推送给用户并接受用户反馈处理信息，或直接推送至室内、外预警显示荧幕上，进行广泛快速预警。

本发明的有益效果：

本发明监管内容汇集了自然单元、设施单元、节点单元、功能区单元的监测大数据、涵盖了包括水文、水质、水生态、工程质量安全标准等多个指标体系的监测数据，实现了基于的大数据的水利单元化监管系统的全覆盖、综合性、科学性。一方面，通过数据存储与处理端，结合arcgis平台，通过定位相同位置监测单元，智能分析相关指标之间的关系，达到早预测、早发现、早预警的目的，另一方面，通过监测应用端的实时查询功能、预警防控功能、反馈处理功能、监督核实功能，实现了用户与系统及时、实时、便利地互动，同时保证监测内容能够迅速通知相关负责机构,监测内容及时检查核实，并且得到有效的解决与上报反馈。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于大数据的水利单元化监管系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于大数据的水利单元化监管系统的各管理单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种基于大数据的水利单元化监管系统，包括数据采集端，数据存储与处理端，监测应用端与系统管理端；

数据采集端用于采集水利单元化管理网络所有监测设备的数据以及各个相关管理机构调查、研究、测量和检测的数据，数据采集端采集的数据包括传感器、gps定位器等设备监测数据、人工定期监测数据、人力调研分析数据；

数据存储与处理端用于存储和处理数据采集端采集的大数据，数据存储与处理端将大数据分成不同管理单元进行处理与存储，包括自然单元、设施单元、节点单元与功能单元，自然单元主要监测内容为湖泊、河道、水库的自然生态环境，监测指标包括水资源指标、水文参数、生物指标等生态指标。设施单元主要监测内容为涵闸、泵站、船闸、水电站、变电所、堤防、大坝等水利工程设施的安全状况，监测指标包括岩土类指标、混凝土类指标、金属类指标、机械电气类指标、量测类指标等工程指标。节点单元主要监测内容为国考省考断面、取水口、排污口、重点用水户、长江入江支流的水质状况，监测指标包括物理性指标、化学性指标和生物性指标等水质指标。功能区单元主要监测内容为集中式水源地、地表水功能区、水域、岸线、水土流失重点治理区、水土流失重点预防区等水利功能区的运转变化情况，监测指标包括水质指标、面积指标、水保指标等功能性指标，包括根据水利单元化管理的历史资源数据、国家相关监测指标体系标准以及数据采集端采集的实时数据，生成相应的实时情况、预警防控等应用信息，并实现反馈处理、监督核实等应用功能，还存储处理端处理后生成的各类应用信息，数据处理主要指根据水利单元化管理的国家相关监测指标体系标准以及数据采集端采集的实时数据，经过计算、分析、判断，生成相应的预警防控信息。每个管理单元分成不同数据类型进行存储，包括存储原始数据、更新（反馈）数据、汇总数据，处理后数据存储为应用数据。同时，数据存储与处理端能够综合自然单元、设施单元、节点单元与功能单元的大数据，根据单元化大数据之间的关联性，建立数据内部的联系，实现提前预警功能。比如，在自然单元中湖泊水资源指标显示水量增加迅速，达到警戒蓄水位，那么设施单元中的堤防、水闸等水利工程的岩土类指标、混凝土指标需要密切关注，及时启动相关工程洪涝灾害预案。再比如，在节点单元中取水口水质指标显示水质发生污染，饮用、生活用水存在风险，那么功能单元中对应位置集中式水源地、地表水功能区等功能区的水质指标需要高度注意，及时启动相关地区用水的替代应急方案；

监测应用端具体用于实时查询功能、预警防控功能、反馈处理功能、监督核实功能，实时查询功能包括用户请求单元与用户显示单元，用户请求单元用于用户输入请求查询的内容，输入内容包括河湖库名称、地级市、管理单位管辖范围等。显示单元用于显示用户查询内容的结果，显示界面通过将数据对应经纬度属性导入arcgis软件，实现查询信息位置化、地图化显示，实现直观化、精确化。预警防控功能包括显示预警信息单元与推送预警信息单元，显示预警信息单元用于数据处理端生成的预警防控信息利用arcgis软件实现位置化、地图化显示，通过红色、黄色等标识性强的不同颜色或者闪烁等标识性强的不同频率方式传达预警防控信息的强弱程度。推送预警信息单元用于向各相关负责管理单位用户根据生成的预警防控信息推送预警防控消息，督促用户及时查看、反馈、跟踪、处理。推送的预警防控信息会显示在预警对象负责管理单位用户的系统桌面上。反馈处理功能用于用户查看、反馈、跟踪、处理预警信息，根据现场查看处理的情况，在反馈窗口上传反馈意见、处理情况、以及图片、视频等附件内容。监督核实功能用于上级监督管理部门，通过反馈窗口跟踪掌握预警防控项目的处理情况，并通过实时查询功能或者显示预警信息单元核实预警防控项目的处理情况，在管理考核窗口上传考核意见和证明材料。监测应用端通过终端接口管理模块与用户终端进行连接，实现数据的交互，主要通过无线网络与远程用户实现信息交互，包括将所述平台的预警防控信息推送给用户终端和接收远程用户反馈处理信息，以及监督核实用户反馈处理信息情况再次反馈，用于根据数据存储与处理设置的应用信息实现arcgis界面显示以及与用户端进行交互；

系统管理端用于对监测系统进行管理，具体用于对上述水利单元化监测系统进行管理，包括权限管理模块、日志管理模块、接口管理模块和监控管理模块，权限管理模块针对不同用户设置不同监测应用功能的权限，普通用户开放实时查询功能；管理监测单位开放实时查询功能、预警防控功能和反馈处理功能；管理核查单位用户开放实时查询功能、预警防控功能和监督核实功能。日志管理模块用于记录用户在使用系统产生的行为，有利于使用日志系统所记录的信息为系统进行排错，优化系统的性能，或者根据这些信息调整系统的行为。接口管理模块和监控管理模块用于管理系统接口端安全性保证国家水利数据、信息、资料的机密性。

一种基于大数据的水利单元化监管方法，包括以下步骤：

s1，通过数据采集端采集水利单元化管理网络所有监测设备的数据以及各个相关管理机构调查、研究、测量和检测的数据；

s2，通过数据存储与处理端将s1中数据采集端采集的大数据，分成自然单元、设施单元、节点单元与功能单元进行处理与存储，生成相应的实时情况、预警防控等应用信息，并实现反馈处理、监督核实等应用功能，并存储处理端处理后生成的各类应用信息；

s3，通过监测应用端根据数据存储与处理设置的应用信息实现arcgis界面显示以及与用户端进行交互，将平台的预警防控信息推送给用户终端和接收远程用户反馈处理信息，以及监督核实用户反馈处理信息情况再次反馈；

s4，通过系统管理端对上述水利单元化监测系统进行管理。

其中，所述s1中监测设备的数据包括水温,流量,流速,水位,含沙量,各类化学物质容量指标。所述s3中预警防控信息可通过互联网、手机、电视、广播推送给用户并接受用户反馈处理信息，或直接推送至室内、外预警显示荧幕上，进行广泛快速预警。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。