基于Internet/GPRS/WebGIS的三峡库区水环境安全监测系统

摘要

三峡库区成库后，三峡库区的环境安全尤其是水环境安全问题日显凸出，水环境安全问题不仅影响库区及周边地区人民的生命财产安全，而且也会影响长江中下游地区甚至全国的可持续发展。但是，目前我国现有的水质监测体系自动化程度和信息化程度还偏低，因此，采用先进科技学技术对三峡库区水环境进行安全监测进行设计已势在必行。随着计算机技术、自动化技术和通信技术的迅速发展，实现大范围流域的水质监测技术已经成熟。鉴于此，本文提出基于Intemet/WebGIS/GPRS/的三峡库区水环境安全监测模型，并对此进行了设计与实现。 本文设计了基于WebGIS的大范围水域水质的监测方案，运用WebGIS技术实现三峡库区水环境监测系统的开放性设计，系统将水质监测点布局、水质监测信息直观反映给用户，提高了环境预测及突发事件决策应变能力，突破了传统水质监测技术对空间地理等因素的局限。通过研究分析C/S与B/S两种数据发布模式，结合水质监测系统的实际需求，本文设计了基于B/S模式的实时数据发布模型，可实现水质信息数据发布及时、准确、简便。水质监测数据的远程自动采集一直都是水质监测系统中的重点与难点，本文研究了数据采集系统各自的技术特点和实现方式，选用基于RS-485总线技术和GPRS无线通信技术实现本系统中的数据采集，实践证明GPRS技术可以很好的实现库区大范围内的实时数据采集和复杂恶劣水质环境的无人监测，特别适用于多点采集、数据传输量少的野外自动水质分析仪器的数据传输及监测。同时，本文利用模糊数学综合评判法，建立了三峡库区水质模糊综合评判模型，该模型很好的将水质监测的实测值，转化为反映水质质量优劣程度的质量值，克服了其他水质评价中人为清晰化的不足。 本论文对水质自动监测的研究将有助于实施三峡库区水质自动监测工程，实现水质实时监测、远程监控和水质预测，为环境保护、水文水利等相关部门提供一个全方位的集水质数据自动采集、水质监测终端监控、水质分析、监测中心辅助决策为一体的高度自动化、信息化的水质自动监测、决策支持系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景

1.1.1三峡库区水域概况

1.1.2三峡水质现状

1.1.3三峡水环境监测基本情况

1.2国内外重大流域水环境研究现状

1.3课题的提出

1.4论文主要研究工作

1.5 小结

2基于WebGIS的大范围水域水质监测技术研究

2.1 WebGIS的相关技术研究

2.1.1 GIS的基本概念分析

2.1.2 WebGIS的基本功能分析

2.1.3 WebGIS的体系结构分析

2.1.4 WebGIS的实现技术

2.1.5 WebGIS的系统平台

2.2方案设计

2.2.1设计目标

2.2.2开发平台及工具的选择

2.2.3模型体系结构设计

2.2.4功能分析及设计

2.2.5 WebGIS属性和空间数据库设计

2.3 小结

3基于B/S模式的实时数据发布技术的研究

3.1数据发布模式的研究及选择

3.1.1 Client/Server结构及特点分析

3.1.2 Browser/Server体系结构及特点分析

3.1.3 B/S模式的选择

3.2系统软件开发平台的选择

3.3软件系统功能模块设计

3.3.1软件系统功能结构图

3.3.2软件模块功能设计

3.4系统数据数据库设计

3.4.1数据库设计技术研究

3.4.2数据库设计

3.5小结

4三峡库区网络化水环境监测软件系统的研究

4.1系统总体方案设计

4.1.1设计原则

4.1.2系统功能需求分析

4.1.3系统三层结构模型设计

4.1.4监测中心设计

4.1.5系统软件总体设计

4.2三峡库区水质模糊数学综合评判模型的设计

4.2.1水质评价概念

4.2.2模糊数学综合评判方法概述

4.2.3模糊数学综合评判方法选择

4.2.4建立水质评价模糊数学综合评判模型

4.2.5水质评价模糊数学综合分析及应用

4.3数据采集软件系统设计

4.3.1基于GPRS数据采集程序的相关技术研究

4.3.2软件开发环境

4.3.3采集软件的结构及编程思路

4.3.4软件的实现

4.4基于WebGIS的水质监测功能的实现

4.4.1基于WebGIS的功能的实现

4.4.2监测点地图查询

4.4.3监测点实时数据显示

4.5系统Web发布软件功能的实现

4.5.1系统登录管理功能实现

4.5.2实时监测功能实现

4.5.3水质报警功能实现

4.5.4数据统计分析功能实现

4.5.5历史数据查询功能实现

4.6 小结

5远程数据采集硬件系统设计

5.1水质监测方法研究

5.1.1水质监测的分析方法体系

5.1.2本系统水质监测硬件的选型与组成

5.2基于RS-485的数据采集方法研究

5.2.1 RS-485标准及相关技术研究

5.2.2典型的RS-485数据采集系统设计

5.3基于GPRS的数据采集方法研究

5.3.1 GPRS相关技术研究

5.3.2 GPRS体系结构分析

5.3.3 GPRS组网方式

5.4远程数据采集硬件系统结构设计

5.4.1 RS-485接口设备的选择

5.4.2 GPRS无线设备及组网方式的选择

5.4.3数据采集系统硬件结构设计

5.5小结

6论文总结和研究展望

6.1论文总结

6.2研究展望

致 谢

参考文献

附录