本發(fā)明涉及地下水監(jiān)測領域，具體涉及一種地下水資源在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國是一個水資源嚴重短缺的國家，地下水作為水資源的重要組成部分，是舉足輕重的供水源和生態(tài)系統(tǒng)的重要支撐。據(jù)調(diào)查，我國北方地區(qū)65％的生活用水、50％的工業(yè)用水和33％的農(nóng)業(yè)灌溉用水來自地下水。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，工業(yè)污水廢渣、化肥、農(nóng)藥及污水灌溉等對土壤及地下水造成了嚴重的污染。土壤對于外來的污染物具有一定的凈化能力，土壤本身的凈化能力是有一定限度的，當進入土壤的污染物數(shù)量超過土壤本身的凈化能力時，土壤就遭受污染，進入土壤的污染物會直接遷移進入到地下水中。污染物從地表滲入土壤及地下水的過程中，降雨的自然淋濾起了非常關(guān)鍵的作用。實時監(jiān)控每場降雨之后地下水的水位及地下水情況，判斷污染物在土壤及地下水中的遷移、轉(zhuǎn)化的規(guī)律具有非常重要的現(xiàn)實意義。
目前，為了研究污染物在土壤及地下水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，研究人員只能通過自身所在區(qū)域的降雨信息或通過遙測已有雨情站點的降雨信息來估測污染場地的降雨情況，去往污染場地現(xiàn)場測定地下水位，并采集地下水水樣帶回實驗室測定地下水情況。降雨具有區(qū)域性，研究人員根據(jù)自身所在區(qū)域的降雨情況不能準確獲知污染場地的實際降雨情況，現(xiàn)有雨情站點并不一定就在污染場地范圍內(nèi)，遙測雨情站點的降雨信息與污染場地的降雨信息存在不一致性。這些問題導致了采樣的盲目性和繁瑣性，降低了污染物在土壤及地下水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究的科學性和實效性。在監(jiān)測降雨強度的同時實時跟蹤監(jiān)測污染場地區(qū)域性降雨后地下水水位及地下水的變化情況，判斷地下水的流動方向、分析降雨對污染物在土壤和地下水中的淋濾效果，預測和評價污染物的遷移趨勢，研究污染物在土壤及地下水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對于掌握和防治地下水污染具有重要意義。
同時，現(xiàn)有的地下水檢測信息均通過有線網(wǎng)或者GPRS、3G等無線方式傳輸，一方面導致在無人居住的偏遠地區(qū)或者山區(qū)無GPRS、3G信號時無法進行數(shù)據(jù)的傳輸，另一方面大大提高了整個系統(tǒng)架設所需要的成本和時間。
而現(xiàn)有的傳感器組數(shù)據(jù)均不自帶定位數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)缺乏針對性，同時系統(tǒng)不帶有自我檢測功能，傳感器的故障均需人為去發(fā)現(xiàn)，這無疑容易造成某一個檢測時間段數(shù)據(jù)的缺失或偏差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種地下水資源在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過北斗短報文通訊技術(shù)進行數(shù)據(jù)的傳輸，無需架設通訊線路，使用方便，能全方位的對地下水進行實時的檢測，從而得出地下水情況的多種評估結(jié)果，檢測結(jié)果精確度高，且可以通過地下水三維模塊的構(gòu)建，對地下水的后續(xù)情況進行了預測和仿真分析，也可以將各種地下水治理方案轉(zhuǎn)換成參數(shù)后作用于所建立的地下水三維模型，實現(xiàn)了地下水治理方案的合理選擇。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種地下水資源在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括
傳感器組，每個傳感器內(nèi)均安裝有北斗模塊，用于定時定量檢測采集所檢測段的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導度、溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、營養(yǎng)鹽和葉綠素參數(shù)，并通過北斗模塊將所采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測中心；
視頻數(shù)據(jù)采集模塊，用于進行所檢測段的相關(guān)視頻數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過北斗模塊發(fā)送到監(jiān)測中心；
監(jiān)測中心，用于接收傳感器組和視頻數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)用其對應的北斗信息進行標記后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫進行儲存，將完成標記的傳感器組所檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到地下水情況評估模塊和專家評估模塊；還用于將接收到的視頻采集模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成360度幻影成像模塊所能識別的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到360度幻影成像模塊；
360度幻影成像模塊，由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、應用幻影成像膜作為成像介質(zhì)的光學成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計算機多媒體系統(tǒng)及音響系統(tǒng)組成，用于根據(jù)監(jiān)測中心所發(fā)送的數(shù)據(jù)生成各種三維立體模型；
仿真模擬模塊，用于驅(qū)動參數(shù)變化的，與360度幻影成像模塊構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，可以在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進行變動，從而可以驅(qū)動仿真分析方法針對不同的參數(shù)進行計算求解；
虛擬傳感器，為在所建立的三維模型中插入一些各類型的虛擬結(jié)構(gòu)來達到直接獲取相應的結(jié)果或信息的目標的邏輯單元；
所述仿真模擬模塊通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析算法或仿真分析方法，將結(jié)果反饋給給虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示數(shù)據(jù)；
地下水情況評估模塊，用于根據(jù)預設的算法對所接收到的傳感器數(shù)據(jù)進行計算，得出地下水情況評估結(jié)果，并將得到的結(jié)果發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進行儲存；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)以及其所可能帶來的地下水災害情況，用于將接收到的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；內(nèi)設一網(wǎng)絡爬蟲進程，用于在網(wǎng)絡中查找與所接收的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)相關(guān)的網(wǎng)頁或文檔，并將查詢結(jié)果發(fā)送到顯示屏；
顯示屏，用于顯示地下水環(huán)境結(jié)果、專家評估結(jié)果以及網(wǎng)絡相關(guān)數(shù)據(jù)查詢結(jié)果，并基于地下水環(huán)境結(jié)果輸出表征地下水環(huán)境的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖；
人機操作模塊，用于輸入信息調(diào)用命令，所述監(jiān)測中心根據(jù)信息調(diào)用命令，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用人們所需的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到顯示屏進行顯示。
其中，所述傳感器組包括流速傳感器、流量傳感器、水壓傳感器、水溫傳感器、含氧量傳感器和PH值傳感器。
其中，所述虛擬傳感器包括通用虛擬傳感器和專用虛擬傳感器。
其中，所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)設有一檢索模塊，用于進行所儲存數(shù)據(jù)的實時檢索，一旦發(fā)現(xiàn)某一個北斗定位數(shù)據(jù)所對應的傳感器數(shù)據(jù)未查詢到或某一個北斗定位數(shù)據(jù)未查詢到，則啟動短信編輯發(fā)送模塊發(fā)送傳感器或攝像頭故障提醒信息到指定的移動終端。
其中，每個北斗定位數(shù)據(jù)均采用預設標記的模式儲存與數(shù)據(jù)庫內(nèi)，且每個標記均不同，與傳感器、攝像頭一一對應設計。
其中，所述顯示屏內(nèi)安裝有
圖形繪制模塊，用于繪制并監(jiān)測根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)得出的各種曲線圖；
回歸計算模塊，用于通過不同函數(shù)對實測數(shù)據(jù)曲線進行回歸計算。
其中，所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時間、空間變化的時空效應曲線即時態(tài)曲線和空間效應曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)隨時間的變化情況，所述空間效應曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結(jié)果隨水流段地理位置的變化規(guī)律。
其中，所述視頻數(shù)據(jù)采集模塊采用紅外高清攝像頭，每個攝像頭內(nèi)均安裝有北斗模塊。
其中，所述短息編輯發(fā)送模塊從預設的短信數(shù)據(jù)庫中選取一條短信，然后將未查詢到的數(shù)據(jù)所對應的傳感器或攝像頭標號采用填空的模式填充到所選取的短信中，完成填充后，發(fā)送到指定的手機。
本發(fā)明具有以下有益效果：
通過北斗短報文通訊技術(shù)進行數(shù)據(jù)的傳輸，無需架設通訊線路，使用方便，能全方位的對地下水進行實時的檢測，從而得出地下水情況的多種評估結(jié)果，檢測結(jié)果精確度高，且可以通過地下水三維模塊的構(gòu)建，對地下水的后續(xù)情況進行了預測和仿真分析，也可以將各種地下水治理方案轉(zhuǎn)換成參數(shù)后作用于所建立的地下水三維模型，實現(xiàn)了地下水治理方案的合理選擇，同時每個傳感器和攝像頭所采集到的數(shù)據(jù)均自帶北斗定位數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)的針對性，也提高了后期評估結(jié)果的精確性，且系統(tǒng)自帶自我檢測模塊，一旦其中一個傳感器或攝像頭發(fā)生故障或偏移均會及時發(fā)現(xiàn)，使用方便。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例一種地下水資源在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種地下水資源在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括
傳感器組，每個傳感器內(nèi)均安裝有北斗模塊，用于定時定量檢測采集所檢測段的流量、流速、水位、水溫、泥沙、濁度、酸堿度、電導度、溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、營養(yǎng)鹽和葉綠素參數(shù)，并通過北斗模塊將所采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測中心；
視頻數(shù)據(jù)采集模塊，用于進行所檢測段的相關(guān)視頻數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過北斗模塊發(fā)送到監(jiān)測中心；
監(jiān)測中心，用于接收傳感器組和視頻數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)用其對應的北斗信息進行標記后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫進行儲存，將完成標記的傳感器組所檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到地下水情況評估模塊和專家評估模塊；還用于將接收到的視頻采集模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成360度幻影成像模塊所能識別的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到360度幻影成像模塊；
360度幻影成像模塊，由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、應用幻影成像膜作為成像介質(zhì)的光學成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計算機多媒體系統(tǒng)及音響系統(tǒng)組成，用于根據(jù)監(jiān)測中心所發(fā)送的數(shù)據(jù)生成各種三維立體模型；
仿真模擬模塊，用于驅(qū)動參數(shù)變化的，與360度幻影成像模塊構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，可以在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進行變動，從而可以驅(qū)動仿真分析方法針對不同的參數(shù)進行計算求解；
虛擬傳感器，為在所建立的三維模型中插入一些各類型的虛擬結(jié)構(gòu)來達到直接獲取相應的結(jié)果或信息的目標的邏輯單元；
所述仿真模擬模塊通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析算法或仿真分析方法，將結(jié)果反饋給給虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示數(shù)據(jù)；
地下水情況評估模塊，用于根據(jù)預設的算法對所接收到的傳感器數(shù)據(jù)進行計算，得出地下水情況評估結(jié)果，并將得到的結(jié)果發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進行儲存；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)以及其所可能帶來的地下水災害情況，用于將接收到的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；內(nèi)設一網(wǎng)絡爬蟲進程，用于在網(wǎng)絡中查找與所接收的地下水環(huán)境數(shù)據(jù)相關(guān)的網(wǎng)頁或文檔，并將查詢結(jié)果發(fā)送到顯示屏；
顯示屏，用于顯示地下水環(huán)境結(jié)果、專家評估結(jié)果以及網(wǎng)絡相關(guān)數(shù)據(jù)查詢結(jié)果，并基于地下水環(huán)境結(jié)果輸出表征地下水環(huán)境的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖；
人機操作模塊，用于輸入信息調(diào)用命令和各種控制命令，所述監(jiān)測中心根據(jù)信息調(diào)用命令，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用人們所需的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到顯示屏進行顯示；所述監(jiān)測中心接收收到的控制命令數(shù)據(jù)并按預設的算法發(fā)送到指定的模塊。
所述傳感器組包括流速傳感器、流量傳感器、水壓傳感器、水溫傳感器、含氧量傳感器和PH值傳感器。
所述虛擬傳感器包括通用虛擬傳感器和專用虛擬傳感器。所述通用虛擬傳感器包括如流速傳感器、流量傳感器、水壓傳感器、水溫傳感器、含氧量傳感器和PH值傳感器；而所述專用虛擬傳感器是與特定的條件相關(guān)的，如在某一個地下水治理方案模擬過程中的流速傳感器等。
所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)設有一檢索模塊，用于進行所儲存數(shù)據(jù)的實時檢索，一旦發(fā)現(xiàn)某一個北斗定位數(shù)據(jù)所對應的傳感器數(shù)據(jù)未查詢到或某一個北斗定位數(shù)據(jù)未查詢到，則啟動短信編輯發(fā)送模塊發(fā)送傳感器或攝像頭故障提醒信息到指定的移動終端，其中，每個北斗定位數(shù)據(jù)均采用預設標記的模式儲存與數(shù)據(jù)庫內(nèi)，且每個標記均不同，與傳感器、攝像頭一一對應設計。
所述顯示屏內(nèi)安裝有
圖形繪制模塊，用于繪制并監(jiān)測根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)得出的各種曲線圖；
回歸計算模塊，用于通過不同函數(shù)對實測數(shù)據(jù)曲線進行回歸計算。
所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時間、空間變化的時空效應曲線即時態(tài)曲線和空間效應曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)隨時間的變化情況，所述空間效應曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結(jié)果隨水流段地理位置的變化規(guī)律。
所述視頻數(shù)據(jù)采集模塊采用紅外高清攝像頭，每個攝像頭內(nèi)均安裝有北斗模塊。
所述短息編輯發(fā)送模塊從預設的短信數(shù)據(jù)庫中選取一條短信，然后將未查詢到的數(shù)據(jù)所對應的傳感器或攝像頭標號采用填空的模式填充到所選取的短信中，完成填充后，發(fā)送到指定的手機。
本具體實施通過北斗短報文通訊技術(shù)進行數(shù)據(jù)的傳輸，無需架設通訊線路，使用方便，能全方位的對地下水進行實時的檢測，從而得出地下水情況的多種評估結(jié)果，檢測結(jié)果精確度高，且可以通過地下水三維模塊的構(gòu)建，以及對虛擬傳感器和仿真模擬模塊的自定義，實現(xiàn)了對地下水的后續(xù)情況的預測和仿真分析，也可以將各種地下水治理方案轉(zhuǎn)換成參數(shù)后作用于所建立的地下水三維模型，實現(xiàn)了地下水治理方案的合理選擇，同時每個傳感器和攝像頭所采集到的數(shù)據(jù)均自帶北斗定位數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)的針對性，也提高了后期評估結(jié)果的精確性，且系統(tǒng)自帶自我檢測模塊，一旦其中一個傳感器或攝像頭發(fā)生故障或偏移均會及時發(fā)現(xiàn)，使用方便。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。