基于GIS和数据库技术的水环境信息管理系统设计与开发
这是一篇关于水环境,信息管理系统,GIS,数据库,水质评价的论文, 主要内容为随着我国社会经济的迅速发展,水环境状况的日益恶化,社会各界对水环境管理提出了更高的要求。同时,各种信息管理技术的兴起,特别是GIS和数据库技术的发展,大大促进了水环境信息管理系统的发展。基于GIS和数据库技术建立水环境信息管理系统已成为当前水环境信息管理、规划研究中的主要课题,对于提高环境管理工作效率,改善水环境状况和实现水资源的可持续开发利用均具有及其重要的意义。因此,本次研究工作的目的是以惠州市为例,以国内外先进的组件式GIS为开发平台,结合国内外较为成熟的关系型数据库管理技术,建立一个面向管理层和决策层的水环境信息可视化管理系统。 本论文就水环境信息管理系统的设计与开发做了较为深入的研究,并取得了如下成果： (1)针对传统水环境管理系统的空间数据与属性数据分开存储,数据获取缓慢、准确率低的问题,采用SQL Sever2000来建立空间数据库和属性数据库,实现了水环境空间数据和属性数据的一体化存储和管理,大大提高了系统的数据运行效率。而且SQL Sever2000技术的运用使得数据可在局域网内共享,保证了数据的时效性。 (2)采用Visual Basic高级编程语言对组件式GIS进行集成二次开发,不仅提高了系统的开发效率,而且还提高了信息管理过程中信息获取的便捷性、高效性及可视化程度,使得系统具有更灵活而强大的数据处理功能和友好而美观的用户操作界面。 (3)针对传统水环境信息管理系统空间数据分析处理能力不足的问题,将普通数据库技术和GIS所提供的空间地理分析功能有效结合,采用Visual Basic高级编程语言开发专业功能模块,具有对空间数据和属性数据的综合分析能力,弥补了其它工具纯图形或纯文字表格的表达缺陷,使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析能力都有了很大的提高,可以更好的满足环境工作的需要。系统具有信息查询浏览、数据管理、统计汇总、趋势分析、水质评价、污染源管理和系统管理等功能,可以快速直观的显示和分析惠州市水环境当前污染状况、水质评价结果、污染源分布、追踪污染物来源及进行简单的空间辅助决策分析,且具有生成报表和专题图的能力。 (4)系统有机结合了监测点管理、监测数据管理和图表分析三大功能,使得环保数据的管理更为高效和方便。
基于GIS和数据库技术的水环境信息管理系统设计与开发
这是一篇关于水环境,信息管理系统,GIS,数据库,水质评价的论文, 主要内容为随着我国社会经济的迅速发展,水环境状况的日益恶化,社会各界对水环境管理提出了更高的要求。同时,各种信息管理技术的兴起,特别是GIS和数据库技术的发展,大大促进了水环境信息管理系统的发展。基于GIS和数据库技术建立水环境信息管理系统已成为当前水环境信息管理、规划研究中的主要课题,对于提高环境管理工作效率,改善水环境状况和实现水资源的可持续开发利用均具有及其重要的意义。因此,本次研究工作的目的是以惠州市为例,以国内外先进的组件式GIS为开发平台,结合国内外较为成熟的关系型数据库管理技术,建立一个面向管理层和决策层的水环境信息可视化管理系统。 本论文就水环境信息管理系统的设计与开发做了较为深入的研究,并取得了如下成果： (1)针对传统水环境管理系统的空间数据与属性数据分开存储,数据获取缓慢、准确率低的问题,采用SQL Sever2000来建立空间数据库和属性数据库,实现了水环境空间数据和属性数据的一体化存储和管理,大大提高了系统的数据运行效率。而且SQL Sever2000技术的运用使得数据可在局域网内共享,保证了数据的时效性。 (2)采用Visual Basic高级编程语言对组件式GIS进行集成二次开发,不仅提高了系统的开发效率,而且还提高了信息管理过程中信息获取的便捷性、高效性及可视化程度,使得系统具有更灵活而强大的数据处理功能和友好而美观的用户操作界面。 (3)针对传统水环境信息管理系统空间数据分析处理能力不足的问题,将普通数据库技术和GIS所提供的空间地理分析功能有效结合,采用Visual Basic高级编程语言开发专业功能模块,具有对空间数据和属性数据的综合分析能力,弥补了其它工具纯图形或纯文字表格的表达缺陷,使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析能力都有了很大的提高,可以更好的满足环境工作的需要。系统具有信息查询浏览、数据管理、统计汇总、趋势分析、水质评价、污染源管理和系统管理等功能,可以快速直观的显示和分析惠州市水环境当前污染状况、水质评价结果、污染源分布、追踪污染物来源及进行简单的空间辅助决策分析,且具有生成报表和专题图的能力。 (4)系统有机结合了监测点管理、监测数据管理和图表分析三大功能,使得环保数据的管理更为高效和方便。
渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对研究
这是一篇关于渭河陕西段,水质评价,河湖颜色识别,河长制,过程化应对,系统开发的论文, 主要内容为渭河作为陕西人民的“母亲河”,支撑着沿岸各行政区的人民生活、社会进步及经济发展。近几年,随着陕西社会经济的发展,渭河陕西段面临着水资源短缺及水环境质量差的问题,严重影响了陕西省的社会经济发展和水生态系统健康。为遏制渭河陕西段水环境污染,维护渭河陕西段水生态健康,顺应新时期发展的需要,本文开展了渭河陕西段水污染问题识别及过程化应对研究,从水污染评价指标及方法库构建、水污染问题在线识别到水污染过程化应对流程设计,再到依托信息技术建立渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统,本研究以适应性和可操作性为原则,构建渭河陕西段水污染防治体系,让制度落地具有可操作性、让考核能适应河流的动态变化,从而实现水污染问题防治,避免危害河流健康和社会发展的水污染事件发生。论文的主要研究内容及成果如下:(1)渭河陕西段水环境特征及主要问题分析。根据近十年《陕西统计年鉴》、《陕西省水资源公报》及《陕西省生态环境状况公报》等,分析了渭河陕西段的水质状况、水量变化及人口、经济、污染物排放量。通过分析近十年渭河陕西段水资源量、水资源供给情况及社会经济情况等,得出渭河陕西段近年水资源短缺但社会发展用水量逐年上升。通过分析近五年渭河陕西段COD及氨氮的变化趋势发现,从2016至2020年渭河陕西段水质是逐年向好变化的,且汛期水质状况明显优于非汛期,但水质状况变化不稳定,时好时坏,渭河干流天江人渡和耿镇桥等断面水质最差,渭河沿岸各行政区宝鸡市污染程度最轻、西安市污染较为严重。同时分析渭河陕西段沿岸各行政区2021年各类污染源排放污染物大小,得出不同污染源贡献率大小为生活污染源>农业污染源>工业污染源,各行政区污染物排放量大小为西安市>咸阳市>渭南市>宝鸡市,且统计分析近十年陕西省废水排放情况,得出近十年废水排放量逐年上升。(2)渭河陕西段水质考核评价及河湖污染物判定。构建水污染问题在线考核评价指标库和方法库,开发水质评价方法类和河湖颜色识别类组件,根据水功能区划分结果,以《地表水环境质量标准》为依据,选取主要污染物COD和氨氮作为污染指标,基于综合集成平台,采用Java语言构建单因子指数法、模糊综合评价法及内梅罗指数法三种水质评价方法,判断各水功能区断面水质达标情况为除杨凌农业、景观用水区水质不达标其余断面水质均达标。采用Java语言和OpenCV构建HSV颜色模型,判断河流水体情况为水体富营养化严重,污染范围达到90%。(3)河长制下的水污染问题过程化应对机制分析、流程设计与模型实现。通过分析水污染问题过程化应对的主要需求,明确“河长制”的主要任务及管理机制,实现水污染问题过程化应对对接河长制,构建基于河长制的水污染问题过程化应对模型。水污染问题过程化应对以“问题导向、联动联控、考核评价”为指导,建立了“联动联控、滚动修正、监测预警、在线评价”的治理机制,按照过程化应对流程设计,以信息技术为支撑,嵌入四个管理机制来实现渭河陕西段水污染问题的过程化应对模型。(4)渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统开发与实现。采用Web Service、Java、数据库等信息技术,基于综合集成平台搭建了渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统。在该系统的支持下,通过综合集成手段对渭河陕西段水污染数据管理、水污染问题识别、水污染问题应对、水污染在线考核评价进行实现,让在线考核评价贯穿水污染问题管控的始终,为决策服务提供良好的可视化平台,系统具有专业性与灵活性,同时兼备可操作性和适应动态变化的能力。
基于无人机及物联网的水质监测和管理系统设计与实现
这是一篇关于无人机,物联网,水质监测,水质评价的论文, 主要内容为随着工业化的快速发展,水污染问题日益严峻,如果不能及时监测治理,将会对生态环境和人民健康造成严重的危害。水质监测为生态环境研究与保护提供了重要的科学数据,成为水资源保护和开发利用的重要内容。本文在总结与借鉴现有水质监测和管理方法的基础上,结合日趋成熟的无人机与物联网技术,设计开发了基于无人机及物联网的水质监测和管理系统,具体包括四个方面的研究工作:(1)基于无人机的水质监测设备设计与开发。包括无人机搭载平台、水质采样模块、水质监测模块。通过设备软硬件的设计和开发,实现了基于QGC地面站的监测航线规划、监测位置的定点定时悬停,基于Lo Ra通信模块的数据传输,以及基于上位机的采样与监测定深控制。(2)基于物联网的水质数据管理云平台设计与开发。根据需求进行功能和界面设计,实现了基于SQL Server数据库的无人机位置数据与水质监测数据存储、集成管理和基于IIS服务器的可视化界面网页发布。(3)基于GA-LM-BP神经网络的水质评价方法研究。结合水质评价需求,基于原有的BP神经网络算法,引入GA算法和LM算法,解决了收敛速度慢、容易陷入局部最小值等问题,采用GA-LM-BP算法,进行仿真训练,通过对比分析验证了该算法的优点。(4)基于无人机及物联网的水质监测和管理系统测试。对系统各部分的功能进行集成测试,包括无人机平台、水质采样与监测装置、数据存储与管理、水质评价功能的测试分析。本文设计的水质监测和管理系统能够满足水质监测各方面需求,包括水质监测与采样,监测数据可视化展示与分析,研究成果可以为环境监测部门提供便捷高效的水环境监测和管理平台。
渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对研究
这是一篇关于渭河陕西段,水质评价,河湖颜色识别,河长制,过程化应对,系统开发的论文, 主要内容为渭河作为陕西人民的“母亲河”,支撑着沿岸各行政区的人民生活、社会进步及经济发展。近几年,随着陕西社会经济的发展,渭河陕西段面临着水资源短缺及水环境质量差的问题,严重影响了陕西省的社会经济发展和水生态系统健康。为遏制渭河陕西段水环境污染,维护渭河陕西段水生态健康,顺应新时期发展的需要,本文开展了渭河陕西段水污染问题识别及过程化应对研究,从水污染评价指标及方法库构建、水污染问题在线识别到水污染过程化应对流程设计,再到依托信息技术建立渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统,本研究以适应性和可操作性为原则,构建渭河陕西段水污染防治体系,让制度落地具有可操作性、让考核能适应河流的动态变化,从而实现水污染问题防治,避免危害河流健康和社会发展的水污染事件发生。论文的主要研究内容及成果如下:(1)渭河陕西段水环境特征及主要问题分析。根据近十年《陕西统计年鉴》、《陕西省水资源公报》及《陕西省生态环境状况公报》等,分析了渭河陕西段的水质状况、水量变化及人口、经济、污染物排放量。通过分析近十年渭河陕西段水资源量、水资源供给情况及社会经济情况等,得出渭河陕西段近年水资源短缺但社会发展用水量逐年上升。通过分析近五年渭河陕西段COD及氨氮的变化趋势发现,从2016至2020年渭河陕西段水质是逐年向好变化的,且汛期水质状况明显优于非汛期,但水质状况变化不稳定,时好时坏,渭河干流天江人渡和耿镇桥等断面水质最差,渭河沿岸各行政区宝鸡市污染程度最轻、西安市污染较为严重。同时分析渭河陕西段沿岸各行政区2021年各类污染源排放污染物大小,得出不同污染源贡献率大小为生活污染源>农业污染源>工业污染源,各行政区污染物排放量大小为西安市>咸阳市>渭南市>宝鸡市,且统计分析近十年陕西省废水排放情况,得出近十年废水排放量逐年上升。(2)渭河陕西段水质考核评价及河湖污染物判定。构建水污染问题在线考核评价指标库和方法库,开发水质评价方法类和河湖颜色识别类组件,根据水功能区划分结果,以《地表水环境质量标准》为依据,选取主要污染物COD和氨氮作为污染指标,基于综合集成平台,采用Java语言构建单因子指数法、模糊综合评价法及内梅罗指数法三种水质评价方法,判断各水功能区断面水质达标情况为除杨凌农业、景观用水区水质不达标其余断面水质均达标。采用Java语言和OpenCV构建HSV颜色模型,判断河流水体情况为水体富营养化严重,污染范围达到90%。(3)河长制下的水污染问题过程化应对机制分析、流程设计与模型实现。通过分析水污染问题过程化应对的主要需求,明确“河长制”的主要任务及管理机制,实现水污染问题过程化应对对接河长制,构建基于河长制的水污染问题过程化应对模型。水污染问题过程化应对以“问题导向、联动联控、考核评价”为指导,建立了“联动联控、滚动修正、监测预警、在线评价”的治理机制,按照过程化应对流程设计,以信息技术为支撑,嵌入四个管理机制来实现渭河陕西段水污染问题的过程化应对模型。(4)渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统开发与实现。采用Web Service、Java、数据库等信息技术,基于综合集成平台搭建了渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统。在该系统的支持下,通过综合集成手段对渭河陕西段水污染数据管理、水污染问题识别、水污染问题应对、水污染在线考核评价进行实现,让在线考核评价贯穿水污染问题管控的始终,为决策服务提供良好的可视化平台,系统具有专业性与灵活性,同时兼备可操作性和适应动态变化的能力。
无人船水质参数采集与分析软件系统的设计与开发
这是一篇关于水质监测,水质评价,软件系统,LM-BP神经网络算法的论文, 主要内容为随着中国城市与工业的共同发展,水环境污染程度逐渐加重。目前,无人船水质在线监测平台的岸基软件系统大多只有控制与水质参数数值显示功能,无法提供统一的水质数据分析与管理手段。针对该问题,本文设计开发了无人船水质参数采集与分析软件系统,作为无人船水质在线监测平台的岸基软件系统组,对水体的温度、浊度、氨氮、水中油、蓝绿藻、溶解氧、电导率、叶绿素和pH值共9项数据进行监测。该软件系统实现了对水质的在线监测、水质评价、数据存储过程一体化,为无人船水质在线监测平台提供了数据分析与管理技术上的支持。本文研究的主要内容主如下:1、通信与数据转化。本文以CAN2.0B协议和其应用层协议——SAE J1939为基础,对通信协议进行统一的设计与制定,与水质采样无人船建立稳定的通信连接,确保成功读取数据流。根据指定的数据帧结构,从数据流中提取9项水质数据,并按照对各项水质数据精度的要求,对提取的水质数据进行转化与处理。2、水质等级评价。在本文中,作者提出了一种基于BP神经网络的改进算法,克服了收敛速度和陷入局部最小值等问题。并将其应用于论文提出的软件系统中,以提取出的9项水质数据作为输入,实现对水质等级的评价。3、水质数据的存储与查询、Access数据库开发。针对水质监测过程实际的数据存储需求,并结合水质监测对水质数据实际的精度要求,设计与开发软件系统所需的数据库表格,实现C#与Access数据库的连接,将数据库表格与软件系统界面设计结合,完成数据的存储与查询功能。4、界面设计与开发。根据用户对数据显示的需求,对软件系统界面进行总体规划与设计,确保软件系统在使用过程中的流畅性与稳定性。将各项数据与系统界面的显示控件绑定,完成水质数据的实时显示功能,实现系统的在线监测功能。完成软件系统的整体开发后,该无人船水质参数采集与分析软件系统在台州市的长潭水库中进行了实际应用与测试,测试过程中水质数据显示功能、水质评价功能、水数据存储与查询均按照预期实现。
渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对研究
这是一篇关于渭河陕西段,水质评价,河湖颜色识别,河长制,过程化应对,系统开发的论文, 主要内容为渭河作为陕西人民的“母亲河”,支撑着沿岸各行政区的人民生活、社会进步及经济发展。近几年,随着陕西社会经济的发展,渭河陕西段面临着水资源短缺及水环境质量差的问题,严重影响了陕西省的社会经济发展和水生态系统健康。为遏制渭河陕西段水环境污染,维护渭河陕西段水生态健康,顺应新时期发展的需要,本文开展了渭河陕西段水污染问题识别及过程化应对研究,从水污染评价指标及方法库构建、水污染问题在线识别到水污染过程化应对流程设计,再到依托信息技术建立渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统,本研究以适应性和可操作性为原则,构建渭河陕西段水污染防治体系,让制度落地具有可操作性、让考核能适应河流的动态变化,从而实现水污染问题防治,避免危害河流健康和社会发展的水污染事件发生。论文的主要研究内容及成果如下:(1)渭河陕西段水环境特征及主要问题分析。根据近十年《陕西统计年鉴》、《陕西省水资源公报》及《陕西省生态环境状况公报》等,分析了渭河陕西段的水质状况、水量变化及人口、经济、污染物排放量。通过分析近十年渭河陕西段水资源量、水资源供给情况及社会经济情况等,得出渭河陕西段近年水资源短缺但社会发展用水量逐年上升。通过分析近五年渭河陕西段COD及氨氮的变化趋势发现,从2016至2020年渭河陕西段水质是逐年向好变化的,且汛期水质状况明显优于非汛期,但水质状况变化不稳定,时好时坏,渭河干流天江人渡和耿镇桥等断面水质最差,渭河沿岸各行政区宝鸡市污染程度最轻、西安市污染较为严重。同时分析渭河陕西段沿岸各行政区2021年各类污染源排放污染物大小,得出不同污染源贡献率大小为生活污染源>农业污染源>工业污染源,各行政区污染物排放量大小为西安市>咸阳市>渭南市>宝鸡市,且统计分析近十年陕西省废水排放情况,得出近十年废水排放量逐年上升。(2)渭河陕西段水质考核评价及河湖污染物判定。构建水污染问题在线考核评价指标库和方法库,开发水质评价方法类和河湖颜色识别类组件,根据水功能区划分结果,以《地表水环境质量标准》为依据,选取主要污染物COD和氨氮作为污染指标,基于综合集成平台,采用Java语言构建单因子指数法、模糊综合评价法及内梅罗指数法三种水质评价方法,判断各水功能区断面水质达标情况为除杨凌农业、景观用水区水质不达标其余断面水质均达标。采用Java语言和OpenCV构建HSV颜色模型,判断河流水体情况为水体富营养化严重,污染范围达到90%。(3)河长制下的水污染问题过程化应对机制分析、流程设计与模型实现。通过分析水污染问题过程化应对的主要需求,明确“河长制”的主要任务及管理机制,实现水污染问题过程化应对对接河长制,构建基于河长制的水污染问题过程化应对模型。水污染问题过程化应对以“问题导向、联动联控、考核评价”为指导,建立了“联动联控、滚动修正、监测预警、在线评价”的治理机制,按照过程化应对流程设计,以信息技术为支撑,嵌入四个管理机制来实现渭河陕西段水污染问题的过程化应对模型。(4)渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统开发与实现。采用Web Service、Java、数据库等信息技术,基于综合集成平台搭建了渭河陕西段水污染问题识别与过程化应对系统。在该系统的支持下,通过综合集成手段对渭河陕西段水污染数据管理、水污染问题识别、水污染问题应对、水污染在线考核评价进行实现,让在线考核评价贯穿水污染问题管控的始终,为决策服务提供良好的可视化平台,系统具有专业性与灵活性,同时兼备可操作性和适应动态变化的能力。
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