靖宇水源保护区环境监测系统的设计与实现

论文摘要

靖宇保护区位于吉林省东南部,长白山西麓,松花江上游,具有得天独厚的自然环境和极为特殊的区域地质背景。有完整的火山地貌,优越的生态环境,独特的水文地质条件,形成了优质天然矿泉水资源。靖宇矿泉水资源具有储量丰富、流量稳定,水质优良、水化学类型独特,自然生态环境好、无污染等显著特点。目前保护区内已发现矿泉群20处,日涌水量11.8万吨。2005-2007间对水源取水检测,多次出现水中菌类超标,亚硝酸盐超标现象,因此,通过科技手段进行矿泉资源监测,保护生态环境,预防水源枯竭和水环境污染,迫在眉捷。从靖宇水源保护区的生态环境保护及矿泉水可持续发展的实际出发,建立长白山天然矿泉水水质安全监控预警系统。系统由现场数据采集和监控系统获取监测数据。以网络、安全、存储、操作系统等系统软硬件为基础,以建设和开发各类数据库为核心,以统一的应用支撑平台为框架,以开发三类应用系统为关键,以信息安全体系和标准规范体系为保障,为保护区行政主管部门、政府部门、社会公众、取用水居民等提供服务,实现靖宇水源保护区环保管理工作的互联互通、信息共享、业务协同。同时,本文将地下水迁移转化规律研究与汇水区生态环境动态变化研究相结合,将监测矿泉水源的水量、水质、水温和水源周边环境温湿度、气象、地质等多个方面相结合,整合GPRS监测和数字微波网络监控预警系统,设置远程预警控制水质、水量、生态环境等指标。建立自动化监测、监控、预警系统,收集和分析该保护区的有关信息,预测矿泉水形成区生态环境的变化。本项目充分开发与矿泉水源监控有关的信息资源,远程实时掌握矿泉水源的水量、水质,周边环境变化等情况。水源地无人值守,确保水源水质、水量及生态环境更趋完美。为靖宇天然矿泉水的保护、开发、配置、管理和决策服务,从而提高靖宇水源保护区环境优化配置及科学管理水平,解决好企业和居民饮水安全问题。整个系统通过对区内矿泉水源的生态环境、气象、水质、水量、水温的实时动态监测,研究矿泉水的水质、水量、水温的变化规律及环境、气象、水文对矿泉水的影响,建立矿泉水质量预警系统。预防水源污染,防止点源污染扩大,确保居民和企业用水安全,使矿泉水资源的保护和开发更科学、更规范,使靖宇矿泉水资源得以永续利用,为子孙后代造福。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.1.1 研究目的
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.2.3 存在问题及发展趋势
• 1.3 研究内容、方法及组织结构
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 主要研究方法
• 1.3.3 总体结构
• 1.4 技术创新点
• 第2章 项目概况
• 2.1 项目背景
• 2.2 靖宇县保护区环境现状
• 2.3 项目建设的必要性
• 2.4 项目建设的可行性
• 第3章 靖宇水源保护区环境监测系统总体设计
• 3.1 环境监测系统设计
• 3.1.1 监测中心系统设计
• 1) 系统整体网络选择
• 2) 中心系统网络
• 3.1.2 现场数据采集和监控系统设计
• 1) 水资源信息采集子系统
• 2) 视频信息采集子系统
• 3) 生态环境信息采集子系统
• 3.2 环境监测系统软件功能设计
• 3.2.1 水资源信息管理系统软件功能设计
• 1)基础信息系统
• 2)实时监控系统
• 3) 基于WEBGIS 的水资源信息服务
• 4) 水资源综合统计系统
• 5) 水资源决策支持系统
• 3.2.2 视频信息采集管理系统软件功能设计
• 1) 系统配置维护管理
• 2) 视频流调度管理
• 3) 用户优先级控制管理
• 4) 设备运行状态的监视
• 5) 录像管理功能
• 6) 网络视频接出控制管理
• 7) WEB 浏览
• 8) 电子地图功能
• 9) 网络视频监视客户端
• 3.2.3 生态环境监测系统软件功能设计
• 1) 基础信息系统
• 2) 实时监测系统
• 3.3 数据库系统设计
• 3.3.1 数据库设计概论
• 1) 数据库信息标准和规范化方法
• 2) 数据库设计原则
• 3.3.2 数据库分类
• 1) 空间数据库
• 2) 水资源基础数据库
• 3) 水资源动态信息库
• 4) 水资源业务管理库
• 5) 生态环境数据库
• 6) 视频信息数据库
• 7) 模型库
• 8) 专家知识库
• 9) 成果数据库
• 10) 政务办公数据库
• 11) 信息发布数据库
• 3.3.3 元数据库设计
• 3.3.4 数据维护与管理
• 3.4 环境监测系统应用支撑平台设计
• 3.4.1 WEBGIS 服务平台
• 1) GIS 概述
• 2) 技术要求
• 3.4.2 WEB 应用服务器
• 3.4.3 通讯中间件
• 3.4.4 业务处理中间件
• 3.4.5 数据交换引擎
• 1) 基于Web Services 的异构信息系统数据交换引擎设计
• 2) 数据交换引擎体系架构
• 3) 数据交换机制
• 3.4.6 数据库系统
• 第4章 环境监测系统的应用
• 4.1 监测内容
• 4.1.1 水质监测
• 4.1.2 水量水位监测
• 4.1.3 视频监测
• 4.1.4 生态环境监测
• 4.2 系统的实现
• 4.2.1 门户网站
• 4.2.2 门户展示子模块
• 4.2.3 影视展示子模块
• 4.2.4 图片展示子模块
• 4.2.5 监测系统子模块
• 4.2.6 监测系统预警
• 第5章 效益分析
• 5.1 社会效益分析
• 5.2 经济效益分析
• 5.3 环境效益分析
• 第6章 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢