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數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究論文
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對(duì)水資源利用方面的高效、便捷等要求越來(lái)越突出。而水文處理工作的前沿單位--水文水資源監(jiān)測(cè)站，為了更好地滿足人們對(duì)高效便捷水資源的需求，積極運(yùn)用高新技術(shù)，將以往的一些水資源要素監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方式轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒉杉治鲞\(yùn)用整體數(shù)字化的實(shí)施過(guò)程，從而促使新技術(shù)和雨水情測(cè)報(bào)工作兩者有機(jī)結(jié)合，對(duì)于分析和預(yù)測(cè)水文情勢(shì)變化規(guī)律有著極其重要的作用。實(shí)現(xiàn)了水文測(cè)報(bào)工作的現(xiàn)代化，從而全面提升了水文水資源監(jiān)測(cè)以及水環(huán)境對(duì)突發(fā)事件的監(jiān)測(cè)能力，適應(yīng)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，極大地提高了社會(huì)公益性服務(wù)的效率[1].
1 數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)模式的研究
1.1 設(shè)計(jì)系統(tǒng)方面的原則要求
系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的原則主要是需要注重實(shí)用性和先進(jìn)性的結(jié)合，這就需要使用一些較為成熟的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，視頻后期處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及安全防范技術(shù)。根據(jù)引進(jìn)的國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)成功建立了水文信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)出了較為先進(jìn)的信息采集和管理方面的系統(tǒng)。同時(shí)，在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面需求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)選用一些性價(jià)比較高的傳感器設(shè)備、通信設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備，而且選擇設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備的更新和升級(jí)問(wèn)題，確保升級(jí)時(shí)原有設(shè)備可以正常運(yùn)行。
1.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成
數(shù)字化水資源監(jiān)測(cè)站主要由水位遙測(cè)子系統(tǒng)、視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣象多參數(shù)自動(dòng)測(cè)報(bào)子系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、中心控制子系統(tǒng)、洪水預(yù)警子系統(tǒng)這 8 個(gè)子系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)完成的對(duì)測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理、發(fā)布等都是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制實(shí)施。在這 8 個(gè)子系統(tǒng)中，除去視頻和流量子系統(tǒng)外，其他所有的子系統(tǒng)都應(yīng)采用工業(yè)總線接入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的采集儀，而且現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)具有處理所有數(shù)據(jù)信息發(fā)布的功能。同時(shí)在站內(nèi)應(yīng)采用一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心的局域網(wǎng)作為監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息的處理平臺(tái)，根據(jù)一些建設(shè)方面的要求和目標(biāo)，系統(tǒng)主動(dòng)去完成流量、雨量、水溫、水位、氣溫、空氣濕度以及風(fēng)向和風(fēng)速等信號(hào)的數(shù)據(jù)采集工作，而且數(shù)據(jù)采集的終端需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。另外，系統(tǒng)所應(yīng)用的軟件也應(yīng)當(dāng)具有信息數(shù)據(jù)采集后的數(shù)據(jù)上傳功能[2].
1.3 系統(tǒng)的組成元素
水資源監(jiān)測(cè)模式系統(tǒng)主要由氣象監(jiān)測(cè)儀器、通信網(wǎng)絡(luò)、水文監(jiān)測(cè)儀器以及監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)中心等組成。這些組成元素能夠有效地采集雨量、氣溫、濕度、風(fēng)度蒸發(fā)量以及濕度等信號(hào)，并自動(dòng)將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的形式存入用戶的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，而且還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式將其發(fā)送到遠(yuǎn)程的控制中心，從而更好地進(jìn)行解碼處理，以便以后進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和結(jié)果輸出。
2 水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能
前面說(shuō)過(guò)監(jiān)測(cè)站有 8 個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都具有不一樣的功能。
�。�1）水位遙測(cè)子系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是利用通過(guò)水位的高低來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化記錄的浮子水位傳感器，以及遙測(cè)數(shù)傳終端外加電臺(tái)等一些設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)河道斷面水位的自動(dòng)化采集工作，采集完畢之后對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線化傳輸。
（2）流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，纜道測(cè)流綜合控制臺(tái)、水下綜合信號(hào)接收器以及水下流速綜合信息號(hào)等構(gòu)成先進(jìn)設(shè)備，并最終組成了綜合性的在線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的自動(dòng)測(cè)量。
（3）氣象多參數(shù)自動(dòng)測(cè)報(bào)子系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將雨量傳感器、遙測(cè)蒸發(fā)系統(tǒng)、濕度系統(tǒng)以及風(fēng)速和風(fēng)向系統(tǒng)等設(shè)備組合起來(lái)，利用一系列氣象參數(shù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和傳輸工作。
�。�4）視頻監(jiān)視子系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要將視頻服務(wù)器、解碼器以及攝像頭、視頻電纜等一系列設(shè)備組合起來(lái)，通過(guò)視頻監(jiān)控軟件來(lái)對(duì)河道斷面的水位、測(cè)流以及水面的水勢(shì)變化、自然情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并傳輸相關(guān)圖像[3].
�。�5）中心控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了以上所有子系統(tǒng)的結(jié)合一體化，成為各項(xiàng)信息接收處理并分析的核心所在。主要是通過(guò)接收電臺(tái)、計(jì)算機(jī)、中控儀等一系列設(shè)備，再利用信息的接受處理軟件來(lái)對(duì)水位、水勢(shì)等一些參數(shù)或者氣象等進(jìn)行傳輸和接收并入庫(kù)。
�。�6）信息發(fā)布子系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是作為地理信息的展示平臺(tái)，采用交互式的網(wǎng)頁(yè)技術(shù)，建立一個(gè)瀏覽器結(jié)構(gòu)的水文信息查詢模式以及信息的發(fā)布界面，從而實(shí)現(xiàn)了交互式的網(wǎng)絡(luò)資源共享。
�。�7）信息查詢子系統(tǒng)，該系統(tǒng)的軟件使用了普及的瀏覽器技術(shù)，其客戶端只需通過(guò)瀏覽器就能完成對(duì)服務(wù)器終端的訪問(wèn)。
�。�8）洪水預(yù)警子系統(tǒng)，主要是根據(jù)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析和處理來(lái)判斷洪水雨水的實(shí)際情況，能夠運(yùn)用多種方案來(lái)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)洪水預(yù)警功能。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)模式是一種新興的、先進(jìn)的監(jiān)測(cè)模式，其水資源監(jiān)測(cè)站內(nèi)的先進(jìn)系統(tǒng)能夠有效的做好針對(duì)水文水資源監(jiān)測(cè)的工作。
參考文獻(xiàn)：
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