通江湖泊生态监测信息管理及预警系统的制作方法

技术特征：

1.通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：包括水文模块、水质水生态模块、洲滩生态系统模块、物种多样性模块、多要素信息挖掘模块和风险评估预警分析模块，风险评估预警分析模块包括低水位预警模块、物种多样性预警模块和富营养化风险评估预警模块,所述多要素信息挖掘模块包括Microsoft Visual Studio平台的关联规则分析模型以及Microsoft Visual Studio平台的决策树分析模型，水文模块、水质水生态模块、洲滩生态系统模块储存的月均数据输出至所述多要素信息挖掘模块的关联规则分析模型，确定物种多样性模块各表征指标在水文模块、水质水生态模块以及洲滩生态系统模块中的主要影响因子，将上述主要影响因子输入Microsoft Visual Studio平台的决策树分析模型，所述决策树分析模型输出物种多样性模块的表征指标预测数据，该预测数据输出至物种多样性预警模块进行预警，所述富营养化评估模块包括水动力模型系统，所述水文模块和洲滩生态系统模块的数据输出至水动力模型系统内，水文模块的出湖口处监测站自动监测和/或人工监测的水位数据输出至低水位预警模块，该低水位预警模块将多年平均的“月最低水位”作为“超警”的阈值，将多年平均的“月平均水位”作为“有警”的阈值，对低水位进行三级预警。

2.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述水文模块存储各个监测点在线测得和历史监测数据获得的地形、流速、流量、水位、浊度、含沙量、输沙量和粒径，以地图形式展示和查询各个监测点的地理位置及各指标实测数据和统计数据，以图表形式对比分析各监测点及指标间的关联关系；关联关系包括水位流量过程线。

3.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述水质水生态模块存储各个监测点在线测得和历史监测数据获得的水质指标数据、底质指标数据和水生态指标数据，以地图形式展示和查询各个监测点的地理位置及各指标实测数据和统计数据，以图表形式对比分析各监测点及指标间的关联关系，关联关系包括综合营养状态分布图、水质类别分布图和浮游动植物多样性分布图。

4.根据权利要求3所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述水质指标数据包括水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、CODCr、BOD5、氨氮、总氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬、铅、挥发酚、石油类、电导率和硝酸盐氮；所述底质指标数据包括总磷、总氮、有机碳、汞、铜、铅、镉、锌和砷；所述水生态指标数据包括叶绿素a、透明度、悬浮物、浮游植物和浮游动物。

5.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述洲滩生态系统模块存储各个监测点在线测得和历史监测数据获得的植被指标数据、土壤指标数据、地下水指标数据、气象指标数据以及人类活动指标数据，以地图形式展示和查询各个监测点的地理位置及各指标实测数据和统计数据，以图表形式对比分析各监测点及指标间的关联关系。

6.根据权利要求5所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述植被指标数据包括群落类型、物质组成和群落结构；所述土壤指标数据包括含水量、颗粒组成、有机质、钾、磷、氮、镉、铬和铁；所述地下水指标数据包括pH、铵态氮、硝态氮、总氮、磷酸盐和总磷；所述气象指标数据包括气温、降水量、蒸发量、光照时间、地表温度、地下温度、风向和风速，所述人类活动指标数据包括放牧数量、种植面积。

7.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：还包括有物种多样性模块，所述物种多样性模块存储各个监测点在线测得和历史监测数据获得的鸟类、鱼类、江豚、植被、麋鹿和东方田鼠指标数据，以地图形式展示和查询各个监测点的地理位置及各指标实测数据和统计数据，以图表形式对比分析各监测点及指标间的关联关系，所述关联关系为鸟类和鱼类的物种多样性分布图、麋鹿和田鼠的分布热力图。

8.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述主要影响因子包括降水量、气温、光照时间、风速、水位、流速、含沙量、浊度、水温、溶解氧、BOD5、氨氮、总磷、放牧数量和种植面积。

9.根据权利要求1所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：将水文模块的流量、水位，洲滩生态系统模块的风速、风向数据输入至水动力模型系统，并同时输入涡粘系数、时间步长、糙率值、干湿水深和初始水位，水动力模型系统输出水位和流速格式数据，将所述水位和流速格式数据直接导入平台GIS中绘制水位、流速空间分布图，从而通过网格提取获得所述空间分布图上任意断面位置的流速参数，利用ArcGIS平台对数据进行图像化处理，形成200m×200m的标准栅格数据，水文模块和水质水生态模块数据库通过统计分析给出断面的浊度、水温参数，利用透明度与浊度的换算经验表计算获得透明度数据，利用ArcGIS平台对数据进行克里金插值，图像化处理，形成200m×200m的标准栅格数据，将取得的流速、透明度、水温栅格数据进行风险度赋值，并按照以下数学模型利用ArcGIS平台的modelbuilder工具构建栅格处理模型:

归一化：

$F_i=\left\{\begin{array}{c}{F}_{i,\min }+\frac{f_i-f_{i,min}}{f_{i,\max }-f_{i,min}},0\≤f_i\<f_{\max }\\ 5,f_i\≥f_{\max }\end{array}\right.$

适用于计算流速、透明度的风险度分 值；

$F_i=\left\{\begin{array}{c}{F}_{i,\min }+0.2\×(f_{i,\max }-f_i);10\<f_i\<35\\ 5,10\≤f_{i}orfi\≥35\end{array}\right.$

适用于计算水温的风险度分值；

其中fi为评估指标实测值，fmax为该指标标准最大值，fmin为该指标标准最小值，fi，max为该指标值所在区间标准偏大值，fi，min为该指标所在区间标准偏小值，Fi，min为fi，min所对应的分值，水温在30～35℃时，fi，max取35℃；

将归一后的流速、透明度、水温分值输入湖泊富营养化风险指数系统，计算湖泊富营养化风险指数的数学计算模式构建如下：

$LERI=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{W}_i\·F_i$

式中，Wi为第i个指标/因素的权重，

Fi为第i个指标/因素的评分值，

最终输出湖泊富营养化风险指数栅格数据，并在地图上显示预警区域。

10.根据权利要求9所述的通江湖泊生态监测信息管理及预警系统，其特征在于：所述水动力模型是MIKE 21或EFDC。