CN106327020A - 一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统 - Google Patents

一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统 Download PDF

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聂红涛
赵伟
马晓迪
凡仁福
王蕊
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Abstract

本发明涉及一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，包括潮情信息数据库、可视化管理终端、数据图形化分析器三部分，其中：潮情信息数据库，用于存储潮位监测站点的潮位、气压、风力、风向、洋流基本要素，采用SQL SERVER网络数据库形式；可视化管理终端，用于对该系统相关信息进行可视化呈现，便于操作人员的管理和数据分析，它主要包括系统管理模块、观测站信息模块、潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块以及风暴潮知识模块；数据图形化分析器，基于MTATLAB的图形用户界面GUI设计的一种具有数据聚类、回归分析、偏差分析等数学分析算法以及包含多种绘图方式的分析工具。本发明便于数据分析和可视化管理。

Description

一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统
技术领域
本发明涉及海洋数据分析管理领域，具体涉及一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统。
背景技术
近年来，沿海地区风暴潮造成的自然灾害有逐年增加的趋势。风暴潮是诸如热带风暴和温带风暴等强烈的大气扰动引起的海面异常升高的现象，特别是当它与天文大潮相遇时，水位升高，海水漫堤，往往对海岸地区产生巨大的破坏，合理计算风暴潮极端潮位和历时是制订海岸防护标准的重要内容之一，同时也是关系到海堤工程的安全和投资的重要依据。
但是现有的风暴潮数据管理系统中还存在以下问题：
数据可视化较差。只是对数据进行前期的存储和简单的分类，而无法对数据的具体形式进行一个直观的展现，无法简单明了的展现数据的可应用性。
无法适用简单化应用需求。现在的风暴潮数据管理系统大多只是针对数据进行初步的管理，而数据背后所蕴含的风暴潮信息还需要专业人士的大量分析。
每个应用软件单独配置数据库，难以满足数据一致性，软件之间存在数据孤岛。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，目的在于提高工作效率和可视化效果，同时解决数据孤岛的问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，其特征在于，包括潮情信息数据库、可视化管理终端、数据图形化分析器三部分，其中：
潮情信息数据库，用于存储潮位监测站点的潮位、气压、风力、风向、洋流基本要素，采用SQL SERVER网络数据库形式；
可视化管理终端，用于对该系统相关信息进行可视化呈现，便于操作人员的管理和数据分析，它主要包括系统管理模块、观测站信息模块、潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块以及风暴潮知识模块；集成有用户界面基本组件、ActiveX数据对象、动态链接库和程序调用链接库；可以设置不同权限的系统用户，根据相应的权限开放不同的系统管理功能；
数据图形化分析器，基于MTATLAB的图形用户界面GUI设计的一种具有数据聚类、回归分析、偏差分析等数学分析算法以及包含多种绘图方式的分析工具，并且可同可视化管理终端相结合，通过可视化管理终端的潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块进行信息的交互。
优选地，所述潮情信息数据库的存储信息还包括：管理用户数据；相关文档、图像数据；以及操作过程中所产生的临时数据；所述可视化管理终端的增水预测模块，内置有四类风暴潮增水预测模型，具体为：冷锋低压类预测模型、温带气旋类预测模型、冷锋类预测模型、台风类预测模型；同时，可以根据具体的应用环境调节相关的模型参数。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明的基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统由潮情信息数据库、可视化管理终端、数据图形化分析器三个部分组成，条理清晰，便于数据的分析和可视化管理。设置有用权限设置机制，可以更好的管理和保护原始数据，保证数据的可靠性。设置的数据图形化分析器可以很直观的呈现出数据所包涵的风暴潮信息，提高了系统的可视性。同时，数据库采用SQL SERVER网络数据库形式，所有的应用软件可以同时使用一个数据库进行管理，不仅减少了数据库维护的时间，同时也解决了数据孤岛的问题。
附图说明
图1为一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统的开发模式示意图；
图2可视化管理终端各模块功能图；
图3数据图形化分析器功能及流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例介绍了一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，目的在于实现风暴潮基础预测数据的有效管理和可视化分析，同时解决数据孤岛的问题。
1、该系统的开发模式示意图如图1所示，该系统主要由潮情信息数据库、可视化管理终端、数据图形化分析器三部分组成。可视化管理终端主要包括系统管理模块、观测站信息模块、潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块以及风暴潮知识模块；数据图形化分析器主要是采用MTATLAB的图形用户界面(GUI)技术的基本界面组件组成。潮情信息数据库的存储数据具体为潮情数据、文档数据、系统数据、关系数据以及临时数据。
2、系统管理模块功能如图2所示，具有用户检索、用户信息修改、增加删除用户和用户操作权限设置等功能。用户暂时分为管理员用户和普通用户，也可以根据需求设置不同的用户权限。管理员用户可以查看和管理当前所具有的所有用户的用户名和密码，以及具有其它模块中对数据的添加和删除等任何操作，具有最高的用户权限。而普通用户仅仅可以修改自己用户的内容，以及查看数据库中的数据，提取相关数据进行分析和结果输出，它不能改变原有的基础数据。
3、观测站信息模块功能如图2所示，主要是对观测站的地理位置、数据情况等信息进行管理，包括观测站名、经纬度、水位均值及数据起始日期等。同时，可以根据现有数据的时间，给出数据的连续性。
4、潮位信息模块功能如图2所示，通过对站名和数据时间的选取可以查看具体的潮位信息数据，具有添加数据，删除数据，修改数据等基础功能，也含有Excel表格大量导入导出数据的功能接口，同时可以同数据图形化分析器进行数据交互，对数据进行可视化分析。
5、典型风暴潮信息模块功能如图2所示，除了包含潮位信息模块的相关功能之外，还具有典型风暴潮信息的图片显示功能，可以更好的理解不同的风暴潮类型。
6、增水预测模块功能如图2所示，它包含了四类风暴潮增水预测模型，集体为冷锋低压类预测模型、温带气旋类预测模型、冷锋类预测模型、台风类预测模型，可以根据不同的环境特征调节不同的模型参数，对于单一的数据可以通过界面直接输入，而对于大量的数据可以导入Excel表格进行计算，计算结果可以保留在原有表格或新建表格。同时通过数据图形化分析器对预测结果进行直观的显示和分析。
7、风暴潮知识模块功能如图2所示，主要是对一些常用或者经典的风暴潮资料包括文档、图像、视频进行管理便于查阅。考虑到随着使用量的增加，资料体积会变大，系统预留资料转移接口，可以把资料文件转移到相关的数据存储器中。
8、数据图形化分析器的功能如图3的A部分所示，包括数据分析和绘图功能，内置了数据分类、回归分析、偏差分析等数学分析算法，把分析结果可以通过柱状图、折线图、饼图、玫瑰图等形式显示出来，已达到更好的可是可视化效果。数据图形化分析器的操作流程如图3的B部分所示，简单明了，易于操作。
9、潮情信息数据库是通过SQL SERVER 2014构建的网络数据库，分别构建了系统数据表、观测站数据表、潮位数据表、资料数据表、关联数据表以及临时数据表。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，其特征在于，包括潮情信息数据库、可视化管理终端、数据图形化分析器三部分，其中：
潮情信息数据库，用于存储潮位监测站点的潮位、气压、风力、风向、洋流基本要素，采用SQL SERVER网络数据库形式；
可视化管理终端，用于对该系统相关信息进行可视化呈现，便于操作人员的管理和数据分析，它主要包括系统管理模块、观测站信息模块、潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块以及风暴潮知识模块；集成有用户界面基本组件、ActiveX数据对象、动态链接库和程序调用链接库；可以设置不同权限的系统用户，根据相应的权限开放不同的系统管理功能；
数据图形化分析器，基于MTATLAB的图形用户界面GUI设计的一种具有数据聚类、回归分析、偏差分析等数学分析算法以及包含多种绘图方式的分析工具，并且可同可视化管理终端相结合，通过可视化管理终的潮位信息模块、典型风暴潮信息模块、增水预测模块进行信息的交互。。
2.根据权利要求1所述的一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，其特征在于，所述潮情信息数据库的存储信息还包括：管理用户数据；相关文档、图像数据；以及操作过程中所产生的临时数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于风暴潮预测模型的数据分析管理系统，其特征在于，所述可视化管理终端的增水预测模块，内置有四类风暴潮增水预测模型，具体为：冷锋低压类预测模型、温带气旋类预测模型、冷锋类预测模型、台风类预测模型；同时，可以根据具体的应用环境调节相关的模型参数。
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