CN117035336B - 一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 - Google Patents
一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117035336B CN117035336B CN202311041137.7A CN202311041137A CN117035336B CN 117035336 B CN117035336 B CN 117035336B CN 202311041137 A CN202311041137 A CN 202311041137A CN 117035336 B CN117035336 B CN 117035336B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water resource
- monitoring
- water
- land
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 268
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 156
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 45
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06312—Adjustment or analysis of established resource schedule, e.g. resource or task levelling, or dynamic rescheduling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，属于水资源管理技术领域；通过对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理，既可以直观高效的获取到水资源自身方面每日的损耗情况，又可以为后续水资源的应用和支持分析提供自身方面的数据支持；通过对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理，既可以高效全面的获取到所有有效土地对应的水资源需求情况，并且可以根据有效土地对应的水资源需求数据和水资源运输损耗数据来对每次水资源的灌溉应用进行精准管控；本发明用于解决现有方案中水资源监测分析不全面以及管理效果差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及水资源管理技术领域，具体涉及一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统。
背景技术
水资源管理是指通过有效的计划、利用、保护和分配水资源，以满足社会、经济和环境需求的过程。
现有的水资源管理方案在实施时，比如农村的水塘水资源，大多数还是通过人工来进行观察记录和评估，或者基于物联网技术来对水塘水资源实施监测以及展示，并对水位异常情况进行报警提示，不能从不同的方面来对水资源方面以及水资源应用方面实施自动的监测分析，并根据不同方面的分析结果来对水资源的应用实施动态提示和管理，导致水资源监测分析不全面以及管理效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，用于解决现有方案中水资源监测分析不全面以及管理效果差的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，包括信息监测统计模块，用于对水资源自身方面以及水资源应用的土地方面实施监测以及数据统计，得到由水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集；
状态监测处理模块，用于从水资源应用方面来对水资源的整体储存状态进行处理分析，得到由水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成的监测处理数据集；包括：
对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理得到水量监测序列，对水量监测序列进行计算分析得到水资源监测处理数据；
对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的土地监测数据并遍历，获取不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量，对不同有效土地进行编号并标记为j，j=1，2，3，……，m；m为正整数；根据农作物类型和生长时期获取对应单个农作物每次所需的灌溉量并标记为GSj；
将不同有效土地对应种植的农作物数量标记为ZSj；通过计算获取所有有效土地单次灌溉所需的灌溉总水量Ds；
根据灌溉总水量对每次水资源的输出水量进行控制并生成灌溉信号，同时获取灌溉日期，灌溉总水量以及灌溉信号和灌溉日期构成水资源应用监测处理数据；
水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成监测处理数据集并上传至监管平台；
状态监测更新管理模块，用于根据监测处理数据集对水资源的总量状态和应用状态进行监测和更新，并根据更新结果对水资源的应用和管理进行动态管控。
优选地，监测信息集的获取步骤包括：
对水资源自身方面实施监测统计时，通过传感器监测统计水资源的总量，以及，获取水资源出水口的地理坐标并标记；
水资源的总量以及出水口的地理坐标构成水资源监测数据；
对水资源应用的土地方面实施监测统计时，获取规划区域内所有土地中点的地理坐标以及对应的占地面积，根据土地的占地面积数值的大小依次对不同土地实施有效性筛选得到有效土地或者无效土地；
所有有效土地对应的中点地理坐标以及对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量构成土地监测数据；
水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集并上传至监管平台。
优选地，若土地上有种植农作物则生成有效标签，根据有效标签将该土地标记为有效土地，并获取有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量；
若土地上没有种植农作物则生成无效标签，根据无效标签将该土地标记为无效土地。
优选地，对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的水资源监测数据并遍历统计，提取不同时期水资源监测数据中水资源的总量并按时间的顺序排列组合得到水量监测序列；
计算水量监测序列中的元素与前一个元素之间的波动率；根据时间的顺序对将所有波动率进行连线获取波动曲线，对所有波动率进行求和并计算获取平均波动率，并根据平均波动率和当下水资源的总量计算获取达到警戒总量所需的正常总天数；
以及，根据时间的顺序依次将计算获取的波动率与对应的标准波动阈值进行比对判断得到波动正常标签或者波动异常标签；
水量监测序列、波动曲线和平均波动率以及波动正常标签或者波动异常标签构成水资源监测处理数据。
优选地，灌溉总水量Ds的计算公式为：；式中，SSj为不同有效土地对应的灌溉损耗量；SZ为水资源输送损耗总量；
其中，水资源输送损耗总量的获取步骤包括：
根据水资源出水口的地理坐标和所有有效土地中点的地理坐标，获取与水资源出水口距离最远的有效土地并标记为目标土地，并将水资源出水口与目标土地之间的通道标记为主通道，以及将主通道的总长度标记为ZC；
以及，将其它有效土地与主通道相连接的通道标记为副通道，统计副通道的总数并标记为N，以及将不同副通道对应的长度标记为FC；提取标记的各项数据的数值并通过公式SZ=ZC×ZS+FC×FS×N计算获取水资源输送损耗总量SZ；式中，ZS为主通道在单位长度的运输损耗量；FS为副通道在单位长度的运输损耗量。
优选地，状态监测更新管理模块的工作步骤包括：
获取监测处理数据集中的水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据并遍历，根据遍历获取的波动曲线和当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数进行显示和提示；
根据遍历获取的灌溉信号获取当下水资源的总量，对当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数重新进行计算更新并提示。
优选地，对当下水资源的总量与可灌溉的需求匹配情况进行分析评估，将当下水资源的总量标记为SL，根据不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量获取对应的剩余需求水量XSj；在监测周期内，通过公式计算获取水资源供应的支持度Zc；式中，M为监测周期对应的总天数，PS为水资源自身每天的平均损耗量；
根据支持度对当下水资源的应用支持能力进行分析评估得到支持优秀信号、支持中等信号或者支持差信号。
优选地，将支持度与预设的支持阈值进行比对判断；
若支持度大于支持阈值，则生成支持优秀信号；
若支持度大于零且不大于支持阈值，则生成支持中等信号；
若支持度不大于零，则生成支持差信号。
优选地，更新后的正常总天数、支持度以及对应的支持优秀信号、支持中等信号或者支持差信号构成更新结果，根据更新结果中的支持中等信号或者支持差信号分别生成对应级别的告警提示和调水管控。
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
本发明通过从不同的维度来对水资源自身以及水资源应用实施监测以及数据统计，可以为后续水资源的状态分析和管控提供不同维度的数据支持，可以有效提高数据分析的准确性和多样性；通过对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理，既可以直观高效的获取到水资源自身方面每日的损耗情况，又可以为后续水资源的应用和支持分析提供自身方面的数据支持，提高了水资源监测分析的准确性和全面性；通过对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理，既可以高效全面的获取到所有有效土地对应的水资源需求情况，并且可以根据有效土地对应的水资源需求数据和水资源运输损耗数据来对每次水资源的灌溉应用进行精准管控，可以有效提高水资源灌溉利用的整体效果，同时还可以为后续水资源的应用能力分析提供可靠的数据支持，提高了水资源应用方面监测分析以及管控的多样性和可靠性。
本发明通过监测处理数据集来对水资源的总量状态和应用状态进行监测和更新，可以对当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数重新进行计算更新并提示，可以有效提高提示数据提示的准确性，同时还可以对当下水资源的应用支持能力进行分析评估并动态告警提示，可以有效提高水资源利用和管控的高效性和及时性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统的模块框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明为一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，包括信息监测统计模块、状态监测处理模块和监管平台；
信息监测统计模块，用于对水资源自身方面以及水资源应用的土地方面实施监测以及数据统计，得到由水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集；包括：
对水资源自身方面实施监测统计时，通过传感器监测统计水资源的总量，其中，传感器包括但不限于压力和水位传感器、光学液位传感器、浮子液位传感器、电阻式液位传感器、非接触式电容式液位传感器以及非接触式超声波液位传感器，以及，获取水资源出水口的地理坐标并标记，地理坐标通过经纬度进行表示，来为后续水资源的输送通道分析提供数据支持；
水资源的总量以及出水口的地理坐标构成水资源监测数据；
对水资源应用的土地方面实施监测统计时，获取规划区域内所有土地中点的地理坐标以及对应的占地面积，根据土地的占地面积数值的大小依次对不同土地实施有效性筛选；
本发明实施例中的水资源具体的可以为农村的水塘，规划区域可以为水塘所述的行政村，即水塘中的水资源可以用来对本村的土地进行灌溉；
若土地上有种植农作物则生成有效标签，根据有效标签将该土地标记为有效土地，并获取有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量；
其中，农作物类型包括粮食作物类和经济作物类，经济作物类具体的可以为油料作物和蔬菜作物；生长时期可以根据农作物对应的种植时间来确定；
若土地上没有种植农作物则生成无效标签，根据无效标签将该土地标记为无效土地；
所有有效土地对应的中点地理坐标以及对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量构成土地监测数据；
水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集并上传至监管平台；
本发明实施例中，通过从不同的维度来对水资源自身以及水资源应用实施监测以及数据统计，可以为后续水资源的状态分析和管控提供不同维度的数据支持，可以有效提高数据分析的准确性和多样性。
状态监测处理模块，用于从水资源自身方面和水资源应用方面来对水资源的整体储存状态进行处理分析，得到由水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成的监测处理数据集；包括：
对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的水资源监测数据并遍历统计，提取不同时期水资源监测数据中水资源的总量并按时间的顺序排列组合得到水量监测序列；
将水量监测序列中的不同元素标记为i，i=1，2，3，……，n；n为正整数；并将水量监测序列中的不同水资源的总量标记为SZi；通过公式B=(SZi-SZi-1)/SZi依次计算水量监测序列中的元素与前一个元素之间的波动率；根据时间的顺序对将所有波动率进行连线获取波动曲线，对所有波动率进行求和并计算获取平均波动率，并根据平均波动率和当下水资源的总量计算获取达到警戒总量所需的正常总天数；警戒总量根据水资源的历史监测大数据来确定；
需要说明的是，通过水量监测序列和波动曲线可以直观的获取到水资源自身方面的损耗变化情况，同时还可以为后续水资源供应的支持情况提供每日变化方面的数据支持，提高了水资源每日变化数据监测利用的多样性；
以及，根据时间的顺序依次将计算获取的波动率与对应的标准波动阈值进行比对判断；标准波动阈值根据水资源的历史监测波动数据来确定；
若波动率不大于标准波动阈值，则生成波动正常标签；
若波动率大于标准波动阈值，则生成波动异常标签，根据波动异常标签将对应的日期标记为异常日期并告警提示；异常日期对应的单位为天；
水量监测序列、波动曲线和平均波动率以及波动正常标签或者波动异常标签构成水资源监测处理数据；
本发明实施例中，通过对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理，既可以直观高效的获取到水资源自身方面每日的损耗情况，又可以为后续水资源的应用和支持分析提供自身方面的数据支持，提高了水资源监测分析的准确性和全面性。
对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的土地监测数据并遍历，获取不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量，对不同有效土地进行编号并标记为j，j=1，2，3，……，m；m为正整数；根据农作物类型和生长时期获取对应单个农作物每次所需的灌溉量并标记为GSj；
其中，单个农作物每次所需的灌溉量可以根据现有的农作物类型和对应的生长时期的种植大数据来确定；
例如，农作物为水稻，则根据水稻的生长时期获取对应单棵水稻所需的灌溉量，根据水稻的总数量以及对应种植的种植面积可以获取到对应土地所需的灌溉总量；
将不同有效土地对应种植的农作物数量标记为ZSj；通过公式计算获取所有有效土地单次灌溉所需的灌溉总水量Ds；式中，SSj为不同有效土地对应的灌溉损耗量，可以根据有效土地对应的历史灌溉大数据通过现有的算法模型训练得到；SZ为水资源输送损耗总量；
其中，水资源输送损耗总量的获取步骤包括：
根据水资源出水口的地理坐标和所有有效土地中点的地理坐标，获取与水资源出水口距离最远的有效土地并标记为目标土地，并将水资源出水口与目标土地之间的通道标记为主通道，以及将主通道的总长度标记为ZC；主通道以及不同副通道对应的总长度的单位均为米；
以及，将其它有效土地与主通道相连接的通道标记为副通道，统计副通道的总数并标记为N，以及将不同副通道对应的长度标记为FC；
提取标记的各项数据的数值并通过公式SZ=ZC×ZS+FC×FS×N计算获取水资源输送损耗总量SZ；式中，ZS为主通道在单位长度的运输损耗量；FS为副通道在单位长度的运输损耗量；主通道在单位长度的运输损耗量以及副通道在单位长度的运输损耗量均可以根据样本运输数据通过现有的算法模型进行训练得到；
根据灌溉总水量对每次水资源的输出水量进行控制并生成灌溉信号，同时获取灌溉日期，灌溉总水量以及灌溉信号和灌溉日期构成水资源应用监测处理数据；
水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成监测处理数据集并上传至监管平台。
本发明实施例中，通过对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理，既可以高效全面的获取到所有有效土地对应的水资源需求情况，并且可以根据有效土地对应的水资源需求数据和水资源运输损耗数据来对每次水资源的灌溉应用进行精准管控，可以有效提高水资源灌溉利用的整体效果，同时还可以为后续水资源的应用能力分析提供可靠的数据支持，提高了水资源应用方面监测分析以及管控的多样性和可靠性。
实施例2：
在实施例1的技术方案的基础上，还包括：
状态监测更新管理模块，用于根据监测处理数据集对水资源的总量状态和应用状态进行监测和更新，并根据更新结果对水资源的应用和管理进行动态管控；包括：
获取监测处理数据集中的水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据并遍历，根据遍历获取的波动曲线和当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数进行显示和提示；
根据遍历获取的灌溉信号获取当下水资源的总量，对当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数重新进行计算更新并提示；
以及对当下水资源的总量与可灌溉的需求匹配情况进行分析评估，将当下水资源的总量标记为SL，根据不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量获取对应的剩余需求水量XSj；
在监测周期内，监测周期的单位为天，具体的可以为七天，通过公式计算获取水资源供应的支持度Zc；式中，M为监测周期对应的总天数，PS为水资源自身每天的平均损耗量，可以根据水资源的水量监测序列计算得到；
根据支持度对当下水资源的应用支持能力进行分析评估时，将支持度与预设的支持阈值进行比对判断；支持阈值根据水资源的历史支持大数据来确定；
若支持度大于支持阈值，则生成支持优秀信号，支持优秀信号表示监测周期内水资源可以远远满足所有有效土地对应水资源灌溉量的需求；
若支持度大于零且不大于支持阈值，则生成支持中等信号，支持中等信号表示监测周期内水资源可以基本满足所有有效土地对应水资源灌溉量的需求；
若支持度不大于零，则生成支持差信号，支持中等信号表示监测周期内水资源不能满足所有有效土地对应水资源灌溉量的需求；
更新后的正常总天数、支持度以及对应的支持优秀信号、支持中等信号或者支持差信号构成更新结果，根据更新结果中的支持中等信号或者支持差信号分别生成对应级别的告警提示和调水管控，比如根据支持差信号立即从周边水资源实施水量调度。
区别于现有技术方案中只是单一的对水资源的数据进行监测以及展示和提示，不能对监测的水资源数据进行拓展和挖掘，以及根据人工经验对水资源进行调度的缺陷；本发明实施例中，通过监测处理数据集来对水资源的总量状态和应用状态进行监测和更新，可以对当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数重新进行计算更新并提示，可以有效提高提示数据提示的准确性，同时还可以对当下水资源的应用支持能力进行分析评估并动态告警提示，可以有效提高水资源利用和管控的高效性和及时性。
此外，上述中涉及的公式均是去除量纲取其数值计算，是由采集大量数据进行软件通过模拟软件模拟得到最接近真实情况的一个公式。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的发明实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，包括信息监测统计模块，用于对水资源自身方面以及水资源应用的土地方面实施监测以及数据统计，得到由水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集；
状态监测处理模块，用于从水资源应用方面来对水资源的整体储存状态进行处理分析，得到由水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成的监测处理数据集；包括：
对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理得到水量监测序列，对水量监测序列进行计算分析得到水资源监测处理数据；
对水资源应用方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的土地监测数据并遍历，获取不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量，对不同有效土地进行编号并标记为j，j=1，2，3，……，m；m为正整数；根据农作物类型和生长时期获取对应单个农作物每次所需的灌溉量并标记为GSj；
将不同有效土地对应种植的农作物数量标记为ZSj；通过计算获取所有有效土地单次灌溉所需的灌溉总水量Ds；灌溉总水量Ds的计算公式为：；式中，SSj为不同有效土地对应的灌溉损耗量；SZ为水资源输送损耗总量；
其中，水资源输送损耗总量的获取步骤包括：
根据水资源出水口的地理坐标和所有有效土地中点的地理坐标，获取与水资源出水口距离最远的有效土地并标记为目标土地，并将水资源出水口与目标土地之间的通道标记为主通道，以及将主通道的总长度标记为ZC；
以及，将其它有效土地与主通道相连接的通道标记为副通道，统计副通道的总数并标记为N，以及将不同副通道对应的长度标记为FC；提取标记的各项数据的数值并通过公式SZ=ZC×ZS+FC×FS×N计算获取水资源输送损耗总量SZ；式中，ZS为主通道在单位长度的运输损耗量；FS为副通道在单位长度的运输损耗量；
根据灌溉总水量对每次水资源的输出水量进行控制并生成灌溉信号，同时获取灌溉日期，灌溉总水量以及灌溉信号和灌溉日期构成水资源应用监测处理数据；
水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据构成监测处理数据集并上传至监管平台；
状态监测更新管理模块，用于根据监测处理数据集对水资源的总量状态和应用状态进行监测和更新，并根据更新结果对水资源的应用和管理进行动态管控。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，监测信息集的获取步骤包括：
对水资源自身方面实施监测统计时，通过传感器监测统计水资源的总量，以及，获取水资源出水口的地理坐标并标记；
水资源的总量以及出水口的地理坐标构成水资源监测数据；
对水资源应用的土地方面实施监测统计时，获取规划区域内所有土地中点的地理坐标以及对应的占地面积，根据土地的占地面积数值的大小依次对不同土地实施有效性筛选得到有效土地或者无效土地；
所有有效土地对应的中点地理坐标以及对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量构成土地监测数据；
水资源监测数据和土地监测数据的监测信息集并上传至监管平台。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，若土地上有种植农作物则生成有效标签，根据有效标签将该土地标记为有效土地，并获取有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量；
若土地上没有种植农作物则生成无效标签，根据无效标签将该土地标记为无效土地。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，对水资源自身方面的损耗状态进行监测处理时，获取监测信息集中的水资源监测数据并遍历统计，提取不同时期水资源监测数据中水资源的总量并按时间的顺序排列组合得到水量监测序列；
计算水量监测序列中的元素与前一个元素之间的波动率；根据时间的顺序对将所有波动率进行连线获取波动曲线，对所有波动率进行求和并计算获取平均波动率，并根据平均波动率和当下水资源的总量计算获取达到警戒总量所需的正常总天数；
以及，根据时间的顺序依次将计算获取的波动率与对应的标准波动阈值进行比对判断得到波动正常标签或者波动异常标签；
水量监测序列、波动曲线和平均波动率以及波动正常标签或者波动异常标签构成水资源监测处理数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，状态监测更新管理模块的工作步骤包括：
获取监测处理数据集中的水资源监测处理数据和水资源应用监测处理数据并遍历，根据遍历获取的波动曲线和当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数进行显示和提示；
根据遍历获取的灌溉信号获取当下水资源的总量，对当下水资源的总量达到警戒总量所需的正常总天数重新进行计算更新并提示。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，对当下水资源的总量与可灌溉的需求匹配情况进行分析评估，将当下水资源的总量标记为SL，根据不同有效土地对应种植的农作物类型、生长时期和农作物数量获取对应的剩余需求水量XSj；在监测周期内，通过公式计算获取水资源供应的支持度Zc；式中，M为监测周期对应的总天数，PS为水资源自身每天的平均损耗量；
根据支持度对当下水资源的应用支持能力进行分析评估得到支持优秀信号、支持中等信号或者支持差信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，将支持度与预设的支持阈值进行比对判断；若支持度大于支持阈值，则生成支持优秀信号；若支持度大于零且不大于支持阈值，则生成支持中等信号；若支持度不大于零，则生成支持差信号。
8.根据权利要求6所述的一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统，其特征在于，更新后的正常总天数、支持度以及对应的支持优秀信号、支持中等信号或者支持差信号构成更新结果，根据更新结果中的支持中等信号或者支持差信号分别生成对应级别的告警提示和调水管控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311041137.7A CN117035336B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311041137.7A CN117035336B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117035336A CN117035336A (zh) | 2023-11-10 |
| CN117035336B true CN117035336B (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=88602083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311041137.7A Active CN117035336B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117035336B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150030447A (ko) * | 2013-09-12 | 2015-03-20 | 아이에스테크놀로지 주식회사 | 지능형 농업용수 관리시스템 및 그 일별 관개수량의 관리방법 |
| CN111742827A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-09 | 高亚青 | 一种基于水利渠道的大数据浇灌控制系统 |
| CN112400676A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-26 | 安徽工程大学 | 一种基于大数据的智能灌溉系统 |
| CN114202167A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-18 | 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) | 基于水循环模拟的多水源灌区灌溉用水量计量统计方法 |
| CN115640956A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-24 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种未来水资源供需平衡分析方法 |
| CN115685799A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-02-03 | 沈阳智信佰达科技有限公司 | 一种生态灌区信息化的数字孪生远程控制方法及平台 |
| CN116307191A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种基于人工智能算法的水资源配置方法、装置和设备 |
-
2023
- 2023-08-18 CN CN202311041137.7A patent/CN117035336B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150030447A (ko) * | 2013-09-12 | 2015-03-20 | 아이에스테크놀로지 주식회사 | 지능형 농업용수 관리시스템 및 그 일별 관개수량의 관리방법 |
| CN111742827A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-09 | 高亚青 | 一种基于水利渠道的大数据浇灌控制系统 |
| CN112400676A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-26 | 安徽工程大学 | 一种基于大数据的智能灌溉系统 |
| CN114202167A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-18 | 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) | 基于水循环模拟的多水源灌区灌溉用水量计量统计方法 |
| CN115685799A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-02-03 | 沈阳智信佰达科技有限公司 | 一种生态灌区信息化的数字孪生远程控制方法及平台 |
| CN115640956A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-24 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种未来水资源供需平衡分析方法 |
| CN116307191A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种基于人工智能算法的水资源配置方法、装置和设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于数据挖掘技术的遥感ET数据分析;张小娟;蒋云钟;赵红莉;秦长海;邢志;鲁帆;;人民黄河(08);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117035336A (zh) | 2023-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180059691A1 (en) | Predicting Crop Productivity via Intervention Planning on Small-scale Farms | |
| US20150061888A1 (en) | Environmental Monitoring | |
| D'Agostino et al. | Assessing the results of scenarios of climate and land use changes on the hydrology of an Italian catchment: modelling study | |
| CN112215716A (zh) | 农作物生长干预方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN104361412A (zh) | 一种决策马铃薯晚疫病防治系统及方法 | |
| Nerantzaki et al. | Climate change impact on the hydrological budget of a large Mediterranean island | |
| KR20210109575A (ko) | 정보 처리 장치 및 정보 처리 시스템 | |
| CN114723595A (zh) | 一种基于水联网平台的排水系统综合管理平台 | |
| CN112990108B (zh) | 一种基于卷积神经网络实现堤坝护坡的系统 | |
| KR20210120423A (ko) | 중량제어 방식의 스마트 팜용 양액 재배 관리 장치 | |
| CN117035336B (zh) | 一种基于大数据的水资源管理一体化管控系统 | |
| Liu | RETRACTED ARTICLE: Agricultural water management based on the Internet of Things and data analysis | |
| KR102355211B1 (ko) | 농작물 재배 모니터링 시스템 | |
| CN103744369A (zh) | 一种实现智能管理农作物监控平台的方法 | |
| CN115842847B (zh) | 一种基于物联网的水表智能控制方法、系统及介质 | |
| AU2011235120B2 (en) | Environmental monitoring | |
| CN112982297B (zh) | 一种基于卷积神经网络实现边坡生态防护的系统 | |
| Urrestarazu et al. | Quality of service in irrigation distribution networks: case of Palos de la Frontera irrigation district (Spain) | |
| Suciu et al. | IoT and energy efficiency for smart agriculture using adcon telemetry devices | |
| Pajany et al. | Enhancing Irrigation Efficiency with AI-Based Instinctive Irrigation System (IIS) in Wireless Sensor Networks | |
| Mughal et al. | WaterGrid: A wireless sensor grid for riverine water management | |
| Chiu et al. | Development of a wireless sensor network for tracking flood irrigation management in production-sized rice fields in the mid-south | |
| Adane et al. | Performance Assessment of Small-Scale Irrigation Schemes: A Case Study of Upper Blue Nile, East Dangila Woreda, Ethiopia | |
| CN112347311A (zh) | 一种灌区渠系与耕地面积分布树叶图标识方法和应用管理系统 | |
| Suhail et al. | Use of Smart Farming Techniques to Mitigate Water Scarcity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |