水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，包括：水環(huán)境信息采集裝置通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元與水環(huán)境信息交換裝置連接，水環(huán)境信息采集裝置和水環(huán)境信息交換裝置與基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接，基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元進(jìn)行無(wú)縫連接，基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元連接。本發(fā)明應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集水環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，建立基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)、即時(shí)監(jiān)控，形成科學(xué)監(jiān)管、聯(lián)動(dòng)治污的合力，提高污染防治信息化監(jiān)管水平；為社會(huì)發(fā)布環(huán)境信息，便于公眾參與污染治理與監(jiān)督；不斷提升環(huán)境保護(hù)工作效率。
【專利說(shuō)明】水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信息系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 西北地區(qū)由于屬于缺水地區(qū)，所以水環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理就顯得更為重要。在信息化 飛速發(fā)展的今天，如果只靠人力來(lái)監(jiān)測(cè)水環(huán)境就顯得效率非常低下。國(guó)家也越來(lái)越重視環(huán) 境保護(hù)與監(jiān)測(cè)，綠色GDP的提出就體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)環(huán)境給經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的影響的重視。近些 年來(lái)，環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)面臨著擴(kuò)容的要求。環(huán)境監(jiān)測(cè)類上公司的未來(lái)更 值得期待。一方面是因?yàn)榄h(huán)境產(chǎn)業(yè)的核心在于預(yù)防與治理，而預(yù)防需要監(jiān)測(cè)，治理過(guò)后的成 效如何也需要監(jiān)測(cè)。另一方面則是因?yàn)槲覈?guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備歷來(lái)投資不足，面臨著補(bǔ)課的推 動(dòng)力。比如說(shuō)國(guó)務(wù)院曾明確要求，環(huán)保重點(diǎn)城市應(yīng)做好地表水集中式飲用水源地109項(xiàng)指 標(biāo)的全分析工作。但目前，具備109項(xiàng)指標(biāo)全分析能力的，只有江蘇、浙江、上海、重慶4個(gè) 省級(jí)和廣州、連云港、南京、杭州、寧波5個(gè)重點(diǎn)城市的監(jiān)測(cè)中心（站）；我國(guó)基層縣區(qū)地大 面廣，污染源眾多，污染治理水平普遍偏低，基層環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)繁重，但環(huán)保部的一項(xiàng)調(diào)查 顯示，全國(guó)縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站達(dá)標(biāo)率僅17%左右。如此的數(shù)據(jù)，雖然從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了我國(guó)過(guò) 去環(huán)境監(jiān)測(cè)投資力度不大，但也說(shuō)明了未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)將面臨著廣闊的發(fā)展空間。
[0003] 物聯(lián)網(wǎng)在最近幾年顯現(xiàn)出非常迅猛的發(fā)展勢(shì)頭，也成為眾多科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。 物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1999年由ΜΙΤ-ID中心的Ashton教授在研究REID時(shí)最早提出來(lái)的。經(jīng) 過(guò)十多年的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)超越了早期的概念，尤其在中國(guó)，它已經(jīng)被貼上"中國(guó) 式"標(biāo)簽。物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋 址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適 服務(wù)智能化3個(gè)重要特征。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用非常廣泛。本項(xiàng)目將在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，基于互聯(lián) 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)三維GIS(Geographic Information System)信息集成與共享，高效的監(jiān)測(cè)流域水環(huán) 境，為水環(huán)境管理工作提供科學(xué)決策支持，實(shí)現(xiàn)高效的管理和決策支持。
[0004] 美國(guó)國(guó)家環(huán)保局在1964年開(kāi)發(fā)的STORET COGENT是國(guó)際上開(kāi)發(fā)最早的大型水環(huán) 境質(zhì)量管理信息系統(tǒng)。加拿大的國(guó)家水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)NAQUADAT也是較成功的水環(huán)境管理信息系 統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)GIS的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一些相對(duì)完善、綜合性強(qiáng)的，并應(yīng) 用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境信息預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，環(huán)境應(yīng)急與預(yù)警管理、環(huán)境規(guī)劃與決策等的信息系 統(tǒng)。較有代表性的有英國(guó)泰晤士河流域的決策支持系統(tǒng)WATERWARE，此系統(tǒng)具有水文過(guò)程模 擬、水污染控制、水資源規(guī)劃管理等功能。
[0005] 我國(guó)的環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)起步相比歐美國(guó)家要晚，以往的水環(huán)境信息系統(tǒng)大都是 環(huán)境管理信息系統(tǒng)，沒(méi)有和GIS，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。不能很好的實(shí)現(xiàn)信息集成與共享。隨著我國(guó) 物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比國(guó)外差距不大，一些技術(shù)甚至在世界上處于 領(lǐng)先水平，現(xiàn)在將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為可能，如江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心太湖流域 水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)分布于太湖流域的大規(guī)模無(wú)限傳感器，即時(shí)采集太湖流域 水環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，傳送回中心數(shù)據(jù)庫(kù)，再結(jié)合GIS，實(shí)時(shí)監(jiān)控太湖流域水環(huán)境的狀況。 許多研究人員和學(xué)者也在積極的研究物聯(lián)網(wǎng)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。王雙森，韓世鵬對(duì) 物連網(wǎng)技術(shù)如何推進(jìn)GIS在環(huán)境監(jiān)測(cè)中得應(yīng)用進(jìn)行了研究，概述了物聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統(tǒng) 如何應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，使各種環(huán)境要素信息采集，處理，傳輸快速可視化，從而對(duì)環(huán)境 狀況變化做出快速反應(yīng)。阮仕平等采用Maplnfo公司的Maplnfo Professional?. 0軟件平 臺(tái)、Acess數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和VB編程語(yǔ)言將GIS與環(huán)境模型集成，開(kāi)發(fā)了銅川新區(qū)水環(huán)境 管理決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)的水污染控制輔助決策模塊采用水質(zhì)模型進(jìn)行水污染控制動(dòng)態(tài) 模擬，實(shí)現(xiàn)了用GIS地圖將水質(zhì)目標(biāo)與污染源的控制動(dòng)態(tài)變化顯示的功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，旨在解決目前的水環(huán)境 信息系統(tǒng)大都是環(huán)境管理信息系統(tǒng)，沒(méi)有和GIS、物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，不能很好的實(shí)現(xiàn)信息集成與 共享的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：水環(huán) 境信息采集裝置、水環(huán)境信息交換裝置、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元、基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)、基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元、基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)；
[0008] 水環(huán)境信息采集裝置中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器，并且水環(huán)境信息采集裝置通過(guò) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元與水環(huán)境信息交換裝置相連接；
[0009] 水環(huán)境信息采集裝置和水環(huán)境信息交換裝置與基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 相連接，并且基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器；
[0010] 基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元進(jìn)行無(wú)縫連接，基 于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元相連接，來(lái)進(jìn)行水環(huán)境信息的存 儲(chǔ)、處理與評(píng)價(jià)。
[0011] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息采集裝置中設(shè)置有傳感器、多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)以及其他 傳統(tǒng)信息采集裝置，用來(lái)協(xié)作地感知、采集所覆蓋區(qū)域中的水環(huán)境信息。
[0012] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息采集裝置應(yīng)用了數(shù)據(jù)采集、處理技術(shù)以及傳感器的部署、自組 織組網(wǎng)和協(xié)同等技術(shù)，以傳感器等采集感知技術(shù)、RFID識(shí)別技術(shù)以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 為代表。
[0013] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息交換裝置的功能是自動(dòng)監(jiān)控信息的采集、交換，使信息系統(tǒng)標(biāo) 準(zhǔn)化，滿足水環(huán)境信息的調(diào)取、查詢、分析的需求。
[0014] 進(jìn)一步，基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)，通過(guò)GIS平臺(tái)中設(shè)置了在黃河流域高精度 電子地圖上的信息發(fā)布單元，并建立了黃河流域地形數(shù)據(jù)庫(kù)單元，創(chuàng)建交互式環(huán)境單元， 為黃河流域水環(huán)境信息的分析和展現(xiàn)提供支持。
[0015] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)還是一種基于3G移動(dòng)平臺(tái)的水環(huán)境信息傳輸和交換架構(gòu)。
[0016] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)利用GIS軟件構(gòu)建了水環(huán)境GIS平臺(tái)，以ActiveX控件形式提供了 應(yīng)用客戶化定制單元，設(shè)置了 Web的視圖界面顯現(xiàn)單元。
[0017] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)在MyEclipse7. 5平臺(tái)上搭建了軟件開(kāi)發(fā)框架，結(jié)合GIS實(shí)現(xiàn)水環(huán) 境二維GIS智慧管理系統(tǒng)。
[0018] 進(jìn)一步，該水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)水體實(shí)時(shí)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了高效 分析和處理運(yùn)算；
[0019] 系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)Hadoop中間件，利用聚類算法改進(jìn)了 Top-k算法，實(shí)現(xiàn)海量監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)的高效分析和處理運(yùn)算，具體實(shí)現(xiàn)為在Hadoop平臺(tái)Top-k的TPUT算法基礎(chǔ)上，引入了 聚類策略，得到了一種改進(jìn)的TPUT算法，其算法思想流程如下：輸入：Top-k數(shù)據(jù)查詢；輸 出：Top-k算法集中查詢所得各對(duì)象；與TPUT算法初始化相同；中心服務(wù)器將tl值采用聚 類統(tǒng)計(jì)方法，分為T(mén)l，T2,. . .，Tm(其中m為子節(jié)點(diǎn)），將各個(gè)對(duì)應(yīng)的值發(fā)送到各子節(jié)點(diǎn)，各子 節(jié)點(diǎn)將得分值不小于Ti的對(duì)象及其得分值發(fā)送到中心服務(wù)器點(diǎn)；中心服務(wù)器節(jié)點(diǎn)再計(jì)算 一次已訪問(wèn)對(duì)象的局部聚集值，令第k位最高的下界值為t2,然后中心服務(wù)器管理節(jié)點(diǎn)得 到己訪問(wèn)對(duì)象的局部上界值，當(dāng)對(duì)象的局部上界值小于t2時(shí)，此對(duì)象被裁剪掉，剩下那些 局部上界值不小于t2的對(duì)象的集合為T(mén)op-k集合的候選集S。
[0020] 本發(fā)明提供的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用了環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，從而可以 使污染物的排放實(shí)現(xiàn)在時(shí)間和空間上的可控，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)、即時(shí)監(jiān)控，常規(guī)環(huán)境管理 因技術(shù)手段受限無(wú)法做到。通過(guò)建立環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，可以為領(lǐng)導(dǎo)準(zhǔn)確及時(shí)提供環(huán)境問(wèn)題決策 依據(jù)，為各級(jí)政府、部門(mén)提供信息共享與協(xié)同工作環(huán)境，形成科學(xué)監(jiān)管、聯(lián)動(dòng)治污的合力，提 高污染防治信息化監(jiān)管水平；為社會(huì)公眾發(fā)布環(huán)境信息，便于公眾參與污染治理與監(jiān)督； 不斷提升環(huán)境保護(hù)工作效率，推動(dòng)環(huán)保工作實(shí)現(xiàn)新跨越、邁上新臺(tái)階。并且本發(fā)明系統(tǒng)應(yīng)用 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集水環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，建立基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并研究與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接方案，研發(fā)智慧管理系統(tǒng)軟件平臺(tái)。通過(guò)對(duì)水環(huán)境信息交換、流動(dòng)水體實(shí) 時(shí)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高效分析、水環(huán)境綜合管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，形成基于物聯(lián)網(wǎng)的水 環(huán)境信息共享與集成系統(tǒng)的相關(guān)專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的全面感知、智慧治理的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 從而提供了一個(gè)高效、精確、方便的基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng) 和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是本發(fā)明提供的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明提供的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)的水環(huán)境GIS平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明提供的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)的水環(huán)境GIS平臺(tái)的該水環(huán)境信 息集成與共享系統(tǒng)在MyEclipSe7.5平臺(tái)上搭建了軟件開(kāi)發(fā)框架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖中：1、水環(huán)境信息采集裝置；2、水環(huán)境信息交換裝置；3、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元； 4、基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；5、基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元；6、基于GIS水環(huán)境智 慧管理系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0026] 結(jié)合附圖1對(duì)本案例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水環(huán)境信息集 成與共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：水環(huán)境信息采集裝置、水環(huán)境信息交換裝置、無(wú)線傳感 器網(wǎng)絡(luò)單元、基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元、基于GIS水環(huán) 境智慧管理系統(tǒng)；
[0027] 水環(huán)境信息采集裝置1中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器，并且水環(huán)境信息采集裝置1 通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元3與水環(huán)境信息交換裝置2相連接；
[0028] 水環(huán)境信息采集裝置1和水環(huán)境信息交換裝置2與基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)4相連接，并且基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)4中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器；
[0029] 基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)4與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元5進(jìn)行無(wú)縫連 接，基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)6與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元5相連接，來(lái)進(jìn)行水環(huán)境 信息的存儲(chǔ)、處理與評(píng)價(jià)。
[0030] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息采集裝置1中設(shè)置有傳感器、多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)以及其 他傳統(tǒng)信息采集裝置，用來(lái)協(xié)作地感知、采集所覆蓋區(qū)域中的水環(huán)境信息。
[0031] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息采集裝置1應(yīng)用了數(shù)據(jù)采集、處理技術(shù)以及傳感器的部署、自 組織組網(wǎng)和協(xié)同等技術(shù)，以傳感器等采集感知技術(shù)、RFID識(shí)別技術(shù)以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)為代表。
[0032] 進(jìn)一步，水環(huán)境信息交換裝置2的功能是自動(dòng)監(jiān)控信息的采集、交換，使信息系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)化，滿足水環(huán)境信息的調(diào)取、查詢、分析的需求。
[0033] 進(jìn)一步，基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)6,通過(guò)GIS平臺(tái)中設(shè)置了在黃河流域高精 度電子地圖上的信息發(fā)布單元，并建立了黃河流域地形數(shù)據(jù)庫(kù)單元，創(chuàng)建交互式環(huán)境單 元，為黃河流域水環(huán)境信息的分析和展現(xiàn)提供支持。
[0034] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)還是一種基于3G移動(dòng)平臺(tái)的水環(huán)境信息傳輸和交換架構(gòu)。
[0035] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)利用GIS軟件構(gòu)建了水環(huán)境GIS平臺(tái)，以ActiveX控件形式提供了 應(yīng)用客戶化定制單元，設(shè)置了 Web的視圖界面顯現(xiàn)單元。
[0036] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)在MyEclipse7. 5平臺(tái)上搭建了軟件開(kāi)發(fā)框架，結(jié)合GIS實(shí)現(xiàn)水環(huán) 境二維GIS智慧管理系統(tǒng)。
[0037] 進(jìn)一步，本系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)水體實(shí)時(shí)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了高效分析和處理運(yùn)算。
[0038] 本發(fā)明提供了一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：水環(huán)境信息 采集裝置、水環(huán)境信息交換裝置、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元、基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元、基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)；水環(huán)境信息采集裝置中設(shè)置有 大規(guī)模無(wú)線傳感器，并且水環(huán)境信息采集裝置通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元與水環(huán)境信息交換 裝置相連接；水環(huán)境信息采集裝置和水環(huán)境信息交換裝置與基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)相連接，并且基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器；基于物聯(lián)網(wǎng) 水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元進(jìn)行無(wú)縫連接，基于GIS水環(huán)境智慧管 理系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元相連接，來(lái)進(jìn)行水環(huán)境信息的存儲(chǔ)、處理與評(píng)價(jià)。
[0039] 本發(fā)明提供的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用了環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，從而可以 使污染物的排放實(shí)現(xiàn)在時(shí)間和空間上的可控，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)、即時(shí)監(jiān)控，常規(guī)環(huán)境管理 因技術(shù)手段受限無(wú)法做到。通過(guò)建立環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，可以為領(lǐng)導(dǎo)準(zhǔn)確及時(shí)提供環(huán)境問(wèn)題決策 依據(jù)，為各級(jí)政府、部門(mén)提供信息共享與協(xié)同工作環(huán)境，形成科學(xué)監(jiān)管、聯(lián)動(dòng)治污的合力，提 高污染防治信息化監(jiān)管水平；為社會(huì)公眾發(fā)布環(huán)境信息，便于公眾參與污染治理與監(jiān)督； 不斷提升環(huán)境保護(hù)工作效率，推動(dòng)環(huán)保工作實(shí)現(xiàn)新跨越、邁上新臺(tái)階。并且本發(fā)明系統(tǒng)應(yīng)用 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集水環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，建立基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并研究與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接方案，研發(fā)智慧管理系統(tǒng)軟件平臺(tái)。通過(guò)對(duì)水環(huán)境信息交換、流動(dòng)水體實(shí) 時(shí)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高效分析、水環(huán)境綜合管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，形成基于物聯(lián)網(wǎng)的水 環(huán)境信息共享與集成系統(tǒng)的相關(guān)專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的全面感知、智慧治理的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 從而提供了一個(gè)高效、精確、方便的基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng) 和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)。
[0040] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：水環(huán)境信息采 集裝置、水環(huán)境信息交換裝置、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元、基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、基 于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元、基于GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)； 水環(huán)境信息采集裝置中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器，并且水環(huán)境信息采集裝置通過(guò)無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)單元與水環(huán)境信息交換裝置相連接； 水環(huán)境信息采集裝置和水環(huán)境信息交換裝置與基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連 接，并且基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)置有大規(guī)模無(wú)線傳感器； 基于物聯(lián)網(wǎng)水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元進(jìn)行無(wú)縫連接，基于 GIS水環(huán)境智慧管理系統(tǒng)與基于GIS的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)單元相連接，來(lái)進(jìn)行水環(huán)境信息的存儲(chǔ)、 處理與評(píng)價(jià)。
2. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，水環(huán)境信息采集裝 置中設(shè)置有傳感器、多跳自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)以及信息采集裝置，用來(lái)協(xié)作地感知、采集所覆 蓋區(qū)域中的水環(huán)境信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，水環(huán)境信息采集裝 置應(yīng)用了數(shù)據(jù)采集、處理技術(shù)以及傳感器的部署、自組織組網(wǎng)和協(xié)同等技術(shù)，以傳感器采集 感知技術(shù)、RFID識(shí)別技術(shù)以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表。
4. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，水環(huán)境信息交換裝 置的功能是自動(dòng)監(jiān)控信息的采集、交換，使信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，滿足水環(huán)境信息的調(diào)取、查詢、 分析的需求。
5. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，基于GIS水環(huán)境智慧 管理系統(tǒng)，通過(guò)GIS平臺(tái)中設(shè)置了在黃河流域高精度電子地圖上的信息發(fā)布單元，并建立 了黃河流域地形數(shù)據(jù)庫(kù)單元，創(chuàng)建交互式環(huán)境單元。
6. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，該水環(huán)境信息集成 與共享系統(tǒng)是基于3G/4G移動(dòng)平臺(tái)的水環(huán)境信息傳輸和交換架構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，該水環(huán)境信息集成 與共享系統(tǒng)利用GIS軟件構(gòu)建了水環(huán)境GIS平臺(tái)，以ActiveX控件形式提供了應(yīng)用客戶化 定制單元，設(shè)置了 Web的視圖界面顯現(xiàn)單元。
8. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，該水環(huán)境信息集成 與共享系統(tǒng)在MyEclipSe7. 5平臺(tái)上搭建了軟件開(kāi)發(fā)框架，結(jié)合GIS實(shí)現(xiàn)水環(huán)境二維GIS智 慧管理系統(tǒng)。
9. 如權(quán)利要求1所述的水環(huán)境信息集成與共享系統(tǒng)，其特征在于，該水環(huán)境信息集成 與共享系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)水體實(shí)時(shí)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了高效分析和處理運(yùn)算； 系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)Hadoop中間件，利用聚類算法改進(jìn)了 Top-k算法，實(shí)現(xiàn)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 的高效分析和處理運(yùn)算，具體實(shí)現(xiàn)為在Hadoop平臺(tái)Top-k的TPUT算法基礎(chǔ)上，引入了聚 類策略，得到了一種改進(jìn)的TPUT算法，其算法思想流程如下：輸入：Top-k數(shù)據(jù)查詢；輸出： Top-k算法集中查詢所得各對(duì)象；與TPUT算法初始化相同；中心服務(wù)器將tl值采用聚類統(tǒng) 計(jì)方法，分為T(mén)l，T2,. . .，Tm(其中m為子節(jié)點(diǎn)），將各個(gè)對(duì)應(yīng)的值發(fā)送到各子節(jié)點(diǎn)，各子節(jié)點(diǎn) 將得分值不小于Ti的對(duì)象及其得分值發(fā)送到中心服務(wù)器點(diǎn)；中心服務(wù)器節(jié)點(diǎn)再計(jì)算一次 已訪問(wèn)對(duì)象的局部聚集值，令第k位最高的下界值為t2,然后中心服務(wù)器管理節(jié)點(diǎn)得到己 訪問(wèn)對(duì)象的局部上界值，當(dāng)對(duì)象的局部上界值小于t2時(shí)，此對(duì)象被裁剪掉，剩下那些局部 上界值不小于t2的對(duì)象的集合為T(mén)op-k集合的候選集S。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104102191SQ201410289464
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】伍忠東, 李強(qiáng), 周冬梅, 劉欣, 戴亮, 竇琛琛, 張銀元 申請(qǐng)人:蘭州交通大學(xué)