一种基于互联网的山水治理监管方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于互联网的山水治理监管方法和系统；包括：步骤一、通过数据采集模块实时采集山水数据信息；步骤二、所述山水数据信息通过数据传输模块经由互联网传输至远程监控中心；步骤三、所述远程监控中心通过数据储存与分析模块储存并动态分析山水数据信息，所述山水数据信息参数高于和低于风险参数阈值则执行步骤四操作；步骤四、通过预警模块预测岩溶塌陷灾害发生的可能性、危害程度、影响范围和紧急程度，并基于所述预测结果分级预警；实现实时高精度采集山水数据信息；采用K

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联网的山水治理监管方法和系统


[0001]本专利技术涉及监视
，且更具体地涉及一种基于互联网的山水治理监管方法和系统。

技术介绍

[0002]山水林田湖草沙是相互依存、紧密联系的生命共同体，也是一项科学性很强的系统工程，需要遵循生态系统内在规律，体现区域特点，山水治理监管时，挖坑栽树、绿地等都是现有技术中行之有效的方式。但是在山水治理过程中，如何实现山水远程监管与管理是亟待解决的计算问题。
[0003]针对上述问题，现有技术也进行了相关技术研究，其中专利号CN202210658859.6公开一种山水林田湖草综合地质碳汇监测系统，该系统首先构建基于生态位理论的风积沙区山水林田湖草生命共同体相关要素关系；其次进行开采沉陷的风积沙区山水林田湖草综合配置，通过这样的方案也进行了研究，其中方法包括(1)预测开采沉陷对地形的影响；(2)预测开采沉陷对地下潜水位的影响；最后按以下步骤具体治理：(1)树木的移植；(2)土壤种子库剥离与利用；(3)沉陷湿地预处理；(4)植被恢复；(5)耕地开发。这种方法通过山水林田湖草综合配置的方式提高了荒漠化防治，对山水林田湖草各生态要素进行优化配置，在一定程度上提高了优化配置治理区山水林田湖草各生态要素，促进风积沙区采煤沉陷地生态环境改善与提升。但是无法通过互联网的方式实现山水治理监管的远程数据信息处理。专利号CN202010451220.1公开一种基于耗水量的山水林田湖草各系统均衡的水资源配置方法，该方法充分考虑真实节水理念，基于山水林田湖草各系统的耗水现状与各系统水均衡的特性，在WACM4.0模型中加入基于耗水量的水资源配置模块，可以模拟分析山水林田湖草各系统的水分运动与耗水情况，计算可耗水量，模拟山水林田湖草系统综合治理与节水政策下如何分配可耗水量使得社会经济效益最大与节水量最大，有助于实现水资源合理配置与真实节水。但是仅仅是节水，针对山水治理状况，无法实现数据信息的远程监管，监视能力滞后。

技术实现思路

[0004]针对上述技术的不足，本专利技术公开一种基于互联网的山水治理监管方法和系统，能够实现山水数据信息的实时采集监测，所述传感器单元采用多性能传感器组合监测地下水水位变幅、地下水流速、地下水化学特征、地下水浑浊度参数、降水量、蒸发量、河道水情、潮汐水情、沙情或冰情，实现实时高精度采集山水数据信息；采用K
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均值与粗糙集算法结合设置风险参数阈值提高实测山水状况准确性。通过设置对话模块大大提高了数据信息监控能力，从而提高了山水治理监管能力。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于互联网的山水治理监管方法，包括以下步骤：步骤一、通过数据采集模块实时采集山水数据信息；
在步骤一中，所述山水数据信息包括地下水水位变幅、地下水流速、地下水化学特征、地下水浑浊度参数、降水量、蒸发量、河道水情、潮汐水情、沙情或冰情，所述数据采集模块基于传感器采集系统实现山水数据信息采集和处理，所述传感器采集系统包括传感器单元、控制单元、信号调理和数模转换单元、网关单元以及电源单元；步骤二、山水数据信息通过数据传输模块经由互联网传输至远程监控中心；所述远程监控中心设置有与数据采集模块相互交互的对话模块；所述对话模块用于提高远程监控中心的控制能力；在步骤二中，所述数据传输模块通过STM32107嵌入式芯片控制无线数据传输电台传输数据，所述无线数据传输电台采用具有数字信号处理、数字调制解调、前向纠错和均衡软判决功能的频分双工工作方式；步骤三、所述远程监控中心通过数据储存与分析模块储存并动态分析山水数据信息；在步骤三中，所述数据储存与分析模块包括数据储存单元和数据分析单元，所述数据储存单元通过管理数据库SQL Server储存所述山水数据信息，所述数据分析单元采用ARM数据处理器评估岩溶塌陷灾害发生风险，所述ARM数据处理器基于数据动态变化和历史数据分析设置风险参数阈值，所述山水数据信息参数高于和低于风险参数阈值则执行步骤四操作；其中远程监控中心通过设置24不间断模块经由互联网网络接收山水数据信息；24不间断模块包含数据过滤模块、网络协议转换模块、网络诊断模块、修复模块、可视化显示模块和监控数据信息输出模块，其中所述数据过滤模块的输出端与网络协议转换模块的输入端连接，所述网络协议转换模块的输出端与网络协议转换模块的输入端连接，网络协议转换模块的输出端与网络诊断模块的输入端连接，网络诊断模块的输出端与修复模块的输入端连接，所述修复模块的输出端与可视化显示模块的输入端连接，所述可视化显示模块的输出端与监控数据信息输出模块的输入端连接；其中：数据过滤模块包含协方差矩阵函数，网络协议转换模块为ET
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61850协议转换模块；网络协议转换模块包括控制器和与所述控制器连接的逻辑控制器、消息过载监测模块、逻辑识别模块和信息进出状态判断模块；网络诊断模块包括网络协议转换模式识别模块；修复模块包括自适应调节函数模型和协议接口转换模块；可视化显示模块包括远程无线通信接口和与所述远程无线通信接口连接即时通信模块；监控数据信息输出模块包括共享数据接口；步骤四、通过预警模块预测岩溶塌陷灾害发生的可能性、危害程度、影响范围和紧急程度，并基于所述预测结果分级预警。
[0006]作为本专利技术的进一步方案，所述传感器单元包括以下部分：（1）反射超声波液位传感器EchoPod：用于监测地下水水位及变幅，所述反射超声波液位传感器EchoPod将被测点水位参量实时转变为电信号传输至控制单元；（2）水流量传感器YF
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S201：用于监测地下水流速，所述水流量传感器YF
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S201包括
阀体、水流转子组件和霍尔传感器，所述水流转子组件带动磁性转子转动，所述霍尔传感器传输脉冲信号至控制单元；（3）浊度传感器TS
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300B：用于监测地下水浑浊度，所述浊度传感器TS
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300B通过透光率和散射率监测地下水浑浊程度，主控单元将传感器输出的电流信号转化为电压信号，所述电压信号通过STM32107单片机进行A/D数据处理；（4）环形电导率水质传感器TCS3000：用于监测地下水中的离子特征及离子浓度，所述环形电导率水质传感器TCS3000采用电阻测量法监测地下水化学特征，所述电阻测量法基于电解导电原理实现离子浓度测量。
[0007]作为本专利技术的进一步方案，所述无线数据传输电台基于PXI总线系统实现不同频段射频信号通讯，所述PXI总线系统包括接收单元、激励器单元、功放单元、控制单元、电源单元和基带单元，无线数传设备包括PXI总线、零槽控制器、下变频器、正交下变频器、D/A转换器和上变频器，所述无线数传设备采用分块式硬件结构合成仪器。
[0008]作为本专利技术的进一步方案，所述山水数据信息通过数据传输模块传输时通信信号受干扰损耗结果输出函数公式为： （1）在公式（1）中，d为无线数据发送端到无线数据接收端的距离，18.6lgd为数据信息从无线数据发送端传输至无线数据接收端单位距离信号损耗量，f为数据传输模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网的山水治理监管方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、通过数据采集模块实时采集山水数据信息；在步骤一中，所述山水数据信息包括地下水水位变幅、地下水流速、地下水化学特征、地下水浑浊度参数、降水量、蒸发量、河道水情、潮汐水情、沙情或冰情，所述数据采集模块基于传感器采集系统实现山水数据信息采集和处理，所述传感器采集系统包括传感器单元、控制单元、信号调理和数模转换单元、网关单元以及电源单元；步骤二、山水数据信息通过数据传输模块经由互联网传输至远程监控中心；所述远程监控中心设置有与数据采集模块相互交互的对话模块；所述对话模块用于提高远程监控中心的控制能力；在步骤二中，所述数据传输模块通过STM32107嵌入式芯片控制无线数据传输电台传输数据，所述无线数据传输电台采用具有数字信号处理、数字调制解调、前向纠错和均衡软判决功能的频分双工工作方式；步骤三、所述远程监控中心通过数据储存与分析模块储存并动态分析山水数据信息；在步骤三中，所述数据储存与分析模块包括数据储存单元和数据分析单元，所述数据储存单元通过管理数据库SQL Server储存所述山水数据信息，所述数据分析单元采用ARM数据处理器评估岩溶塌陷灾害发生风险，所述ARM数据处理器基于数据动态变化和历史数据分析设置风险参数阈值，所述山水数据信息参数高于和低于风险参数阈值则执行步骤四操作；其中远程监控中心通过设置24不间断模块经由互联网网络接收山水数据信息；24不间断模块包含数据过滤模块、网络协议转换模块、网络诊断模块、修复模块、可视化显示模块和监控数据信息输出模块，其中所述数据过滤模块的输出端与网络协议转换模块的输入端连接，所述网络协议转换模块的输出端与网络协议转换模块的输入端连接，网络协议转换模块的输出端与网络诊断模块的输入端连接，网络诊断模块的输出端与修复模块的输入端连接，所述修复模块的输出端与可视化显示模块的输入端连接，所述可视化显示模块的输出端与监控数据信息输出模块的输入端连接；其中：数据过滤模块包含协方差矩阵函数，网络协议转换模块为ET
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61850协议转换模块；网络协议转换模块包括控制器和与所述控制器连接的逻辑控制器、消息过载监测模块、逻辑识别模块和信息进出状态判断模块；网络诊断模块包括网络协议转换模式识别模块；修复模块包括自适应调节函数模型和协议接口转换模块；可视化显示模块包括远程无线通信接口和与所述远程无线通信接口连接即时通信模块；监控数据信息输出模块包括共享数据接口；步骤四、通过预警模块预测岩溶塌陷灾害发生的可能性、危害程度、影响范围和紧急程度，并基于预测结果分级预警。2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的山水治理监管方法，其特征在于：所述传感器单元包括：反射超声波液位传感器EchoPod，用于监测地下水水位及变幅，所述反射超声波液位传感器EchoPod将被测点水位参量实时转变为电信号传输至控制单元；
水流量传感器YF
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S201，用于监测地下水流速，所述水流量传感器YF
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S201包括阀体、水流转子组件和霍尔传感器，所述水流转子组件带动磁性转子转动，所述霍尔传感器传输脉冲信号至控制单元；浊度传感器TS
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300B，用于监测地下水浑浊度，所述浊度传感器TS
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300B通过透光率和散射率监测地下水浑浊程度，主控单元将传感器输出的电流信号转化为电压信号，所述电压信号通过STM32107单片机进行A/D数据处理；环形电导率水质传感器TCS3000，用于监测地下水中的离子特征及离子浓度，所述环形电导率水质传感器TCS3000采用电阻测量法监测地下水化学特征，所述电阻测量法基于电解导电原理实现离子浓度测量。3.根据权利要求1所述的一种基于互联网的山水治理监管方法，其特征在于：所述无线数据传输电台基于PXI总线系统实现不同频段射频信号通讯，所述PXI总线系统包括接收单元、激励器单元、功放单元、控制单元、电源单元和基带单元，无线数传设备包括PXI总线、零槽控制器、下变频器、正交下变频器、D/A转换器和上变频器，所述无线数传设备采用分块式硬件结构合成仪器。4.根据权利要求1所述的一种基于互联网的山水治理监管方法，其特征在于：所述山水数据信息通过数据传输模块传输时通信信号受干扰损耗结果输出函数公式为：（1）在公式（1）中，d为无线数据发送端到无线数据接收端的距离，18.6lgd为数据信息从无线数据发送端传输至无线数据接收端单位距离信号损耗量，f为数据传输模块内部接收到的电磁波，20lgf为数据信息从无线数据发送端传输至无线数据接收端的单位电磁波干扰量，41.6lgb为路径基础通信损耗量，P
loss
(B)为通信信号路径损耗量，B为数据信息通信信号；阴影衰落、快速衰竭、通信信号电缆损耗造成的通信信号损耗结果输出函数公式为：P
r
（B）= P
t
（B）+G
t
（B） + G
T
（B）

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振华，赵志强，张铁，冯泉霖，李莉霞，刚什婷，张之丽，董浩，于巾翠，寇亚威，刘旭，李越，
申请(专利权)人：山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东省地矿工程勘察院，
类型：发明
国别省市：