本发明涉及城市生态评价与管理领域，具体涉及一种城市生态健康监控管理系统。
背景技术：
自工业革命以来，世界城市化进程不断加快，城市已毋庸置疑地成为人类生产与生活的中心，其生态健康状况对整个人类社会的可持续性发展具有重大的影响。城市化进程在带来物质文明和经济发展的同时，也使城市成为各种生态环境问题集中爆发的区域，城市生态系统正经受着能源匮乏、水资源短缺、大气污染、生态破坏等问题的困扰，城市生态系统健康受到严重威胁。面对着缓解城市生态环境压力、保证城市可持续发展的迫切现实需求，建立适宜的监控和管理系统，做好城市环境管理与生态规划的工作显得极为重要和必要。
在现有的研究中，多是主观定制一定的健康标准，以此为依据评价城市生态系统的健康状况，然而，就城市生态系统这个复杂开放巨系统而言，并不存在公认的、唯一的、固定的健康标准。因此，需要一种能对城市生态系统中各指标进行实时采集、监控，对变化的指标进行动态管理，并不断优化的系统。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
技术实现要素：
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种城市生态健康监控管理系统，包括：
采集模块，以对数据进行采集；
监控模块，以对数据进行归类、制图、显示、分析和存储；
调控模块，以对系统进行设置与调控；
所述城市生态健康监控管理系统对各指标进行实时采集、监控、分析，对变化的指标进行动态管理，并不断优化系统。
较佳的，所述采集模块包括气体含量检测仪，用来测量大气中的化学组成，元素含量及所占比例。
较佳的，所述气体含量检测仪的数量与其要检测元素的数量存在以下关系时，检测得到的数据最为真实有效，又能够尽量降低成本：
式中，y表示所述气体含量检测仪的数量，x表示所述检测元素的数量。
较佳的，所述采集模块包括气候检测仪，用来检测气温、降水、风力等气候过程。
较佳的，所述采集模块包括PH检测仪、浊度检测仪、溶解氧检测仪，用来对水资源的指标进行数据采集。
较佳的，所述监控模块包括显示屏。
较佳的，所述监控模块包括存储器。
较佳的，所述采集模块包括生物多样性检测仪、高锰酸盐指数分析仪等设备。
较佳的，基于城市生态系统健康本质上的相对性，引入集对分析方法，通过模型计算得到城市生态系统的相对健康状况，
设城市生态系统健康评价问题Q＝{S,M,H}，其中S＝{sk}(k＝1,2,…,p)为评价城市集，sk为第k个城市；M＝{mr}(r＝1,2,…,n)为指标集，记M1为正向型指标，M2为负向型指标，mr为第r个指标；则基于集对分析的关于问题Q的决策矩阵H＝(hkr)p×n，hkr为城市sk关于指标mr的属性值，
由各评价指标中最优评价指标构成最佳评价集为U＝{u1,u2,…,un}，各评价指标中最劣评价指标构成最劣评价集为V＝{v1,v2,…,vn}，其中，ur、vr分别为指标mr的最优值和最劣值，对于mr∈M1，比较区间为[vr,ur]，则在论域Xr＝{hkr,ur,vr},(k＝1,2,…,p)上定义集对{hkr,ur}的同一隶属度akr和对立隶属度ckr：
akr和ckr分别表示hkr与ur、vr的接近程度，同理，对于mr∈M2在比较区间[ur,vr]得到集对同一隶属度akr和对立隶属度ckr：
在sk的比较空间[U,V]中，结合各项指标的权重，计算平均同一隶属度ak、平均对立隶属度ck：
由于ak、ck是相对确定的，分别表示对sk接近最优评价系统U的肯定和否定程度，那么在相对确定条件下可定义sk与U的相对贴近度为：
rk的大小决定了被评价城市sk在评价问题Q下的排序，rk值越大者表示状况越佳，即城市生态系统与最优评价集的贴近度越大，城市生态系统健康状况越好。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，所述城市生态健康监控管理系统能够对城市生态系统中各指标进行实时监控，对有异常的指标进行动态管理，并进行不断的优化；2，所述城市生态健康监控管理系统设有采集模块，其包括各种类型的检测仪，对城市生态系统中的大气、气候、水源、生物等类别，进行尽可能详细的数据收集，为系统的监控和管理提供了便利；3，所述城市生态健康监控管理系统设有显示屏，能够将数据、图表等信息显示在屏幕上，简洁明了，便于使用者直观的看到数据，变化趋势及分析结果；4，所述城市生态健康监控管理系统设有控制单元，可以对整个系统的各个部分进行设置与调控，以实现对系统的最优化控制，同时，当有指标发生异常时，通知相关部门提高警惕，避免造成更大的危害；5，所述城市生态健康监控管理系统既能应用于空间上比较不同城市间的生态系统相对健康状况，也能用于时间上分析同一城市的生态系统健康状况随时间的变化趋势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的结构简图；
图中数字表示：
1.采集模块 2.监控模块 3.调控模块
11.气体含量检测仪 12.气候检测仪 13.PH检测仪 14.浊度检测仪 15.溶解氧检测仪 16.生物多样性检测仪
21.处理单元 22.显示屏 23.存储器
31.控制单元
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
如图1所示，其为本发明所述城市生态健康监控管理系统的结构简图，所述城市生态健康监控管理系统包括：采集模块1，监控模块2，调控模块3。
经研究发现，城市生态系统健康状况与众多因素密切相关，只有将尽可能详细的数据收集起来，分类而又统一的分析总结，才能对所述城市生态系统健康状况做出尽可能全面的评估，进而进行调控。所述采集模块1包括：气体含量检测仪11，气候检测仪12，PH检测仪13，浊度检测仪14，溶解氧检测仪15，生物多样性检测仪16，还可根据实际需要增加高锰酸盐指数分析仪等设备。
所述气体含量检测仪11用来测量大气中的化学组成，例如C、N、O、P等元素，并测量元素含量以及所占的比例，以此来初步分析大气污染的程度；所述气候检测仪12，用来检测城市一段时间内的气温、降水、风力等其他具有调节作用的气候过程，以此来初步了解城市的气候情况；所述PH检测仪13，所述浊度检测仪14，所述溶解氧检测仪15是针对水资源的一些指标进行数据采集，水资源涉及天然水、饮用水、地面水、工业废水、江河水等类别，以此对各种水资源进行详细而全面的数据采集；所述城市生态系统健康状况直接影响到城市中的生物多样性，所述生物多样性检测仪16用于所述生物多样性数据的采集，将几个时间段的所述生物多样性数据进行对比分析比较，便可初步判断城市生态系统健康状况，方便快捷，又不会耗费过多的人力物力。
所述监控模块2包括：处理单元21，显示屏22，存储器23。
所述处理单元21将所述采集模块1采集而来的各种数据进行归类，并可根据实际需要绘制成柱形图、饼状图、折线图等图表，然后将其显示在所述显示屏22上，便于使用者直观地看到采集到的数据，变化趋势，以及分析结果，实现实时监控的功能。所述存储器23用来将各种信息记录保存，例如：采集来的数据、分析数据、各种图表、系统参数等内容。所述存储器23可以为只读存储器(ROM)或随机读写存储器(RAM)，可根据实际需要进行选择。
所述调控模块3为一控制单元31，所述控制单元31可以对整个系统的各个部分进行设置与调控，以实现对系统的最优化控制，例如对所述采集模块1中要采集数据的类型进行设定，对开启哪些检测仪进行控制，对检测数据频率的设置，对采集数据的时间、空间等方面的约束。另外，当使用者在所述显示屏22上看到有哪一项指标有异常，对所述城市生态系统健康状况造成了一定程度的影响，将通知相关部门提高警惕，并及时采取相关措施，避免造成更大的危害，最终实现较好的调控功能。
实施例2
在上述实施方式的基础上，所述气体含量检测仪11的数量与其要检测元素的数量存在以下关系时，检测得到的数据最为真实有效，又能够尽量降低成本：
式中，y表示所述气体含量检测仪的数量，x表示所述检测元素的数量。
所要检测元素的个数较多的情况下，若仅设置一个所述气体含量检测仪，测量得来的元素含量及所占比例的数据难免会有误差，需多设置几个所述气体含量检测仪才能让数据更加真实全面，然而设置多少所述气体含量检测仪最合适却很难进行直观判断，如果一个一个数据去尝试。难免会耗费大量的时间和人力。
通过上述公式，在已知所述检测元素的个数的情况下，就可以快速计算得到结果，较明确的得知需要设置所述气体含量检测仪的数量，然后再将所述气体含量检测仪较合理的分布在待测区域，使得所述气体含量检测仪所采集的数据能够反映测试区域各元素含量及所占比例值数据的真实性。
最终，每个测试区域内可获得多个数据测量值，通过计算得到每个测试区域每个元素所占比例的平均值作为最终数据。
实施例3
在上述实施方式的基础上，基于城市生态系统健康本质上的相对性，引入集对分析方法，分析多个城市生态系统间的联系度，构造更为合理的健康标准来评价所述城市生态系统健康状况。在确定了城市生态系统对象及建立相应评价指标体系的基础上，构造由多个指标最优值组成的最优评价集，此最优集相当于一个健康标准，通过模型计算得到各城市生态系统与最优评价集的相对贴近度，以此清晰明了的反应城市生态系统的相对健康状况。
设城市生态系统健康评价问题Q＝{S,M,H}，其中S＝{sk}(k＝1,2,…,p)为评价城市集(也可以是评价时期集)，sk为第k个城市；M＝{mr}(r＝1,2,…,n)为指标集，记M1为正向型指标(指标值越大越好)，M2为负向型指标(指标值越小越好)，mr为第r个指标；则基于集对分析的关于问题Q的决策矩阵H＝(hkr)p×n，hkr为城市sk关于指标mr的属性值。
由各评价指标中最优评价指标构成最佳评价集为U＝{u1,u2,…,un}，各评价指标中最劣评价指标构成最劣评价集为V＝{v1,v2,…,vn}，其中，ur、vr分别为指标mr的最优值和最劣值。对于mr∈M1，比较区间为[vr,ur]，则在论域Xr＝{hkr,ur,vr},(k＝1,2,…,p)上定义集对{hkr,ur}的同一隶属度akr和对立隶属度ckr：
akr和ckr分别表示hkr与ur、vr的接近程度。同理，对于mr∈M2在比较区间[ur,vr]得到集对同一隶属度akr和对立隶属度ckr：
在sk的比较空间[U,V]中，结合各项指标的权重，计算平均同一隶属度ak、平均对立隶属度ck：
由于ak、ck是相对确定的，分别表示对sk接近最优评价系统U的肯定和否定程度，那么在相对确定条件下可定义sk与U的相对贴近度为：
rk的大小决定了被评价城市sk在评价问题Q下的排序，rk值越大者表示状况越佳，即城市生态系统与最优评价集的贴近度越大，城市生态系统健康状况越好。
实施例4
在上述实施方式的基础上，从空间维度上比较了北京、上海、武汉、广州等16个城市2005年生态系统健康状况(表1)。
表1 2005年各城市生态系统相对健康状况
结果显示，厦门、青岛、杭州、上海、北京处于较高水平，而乌鲁木齐、成都、哈尔滨处于较低水平。
实施例5
在上述实施方式的基础上，在时间维度上，以北京为例，比较其1986-2005年间的变化情况(表2)。
表2北京市各年城市生态系统相对健康状况
结果表明，1986-2005年间，北京市生态系统健康状况随着时间变化缓慢波动，没有明显上升或下降趋势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。