[發明專利]一種模型可配置的水質目標管理方法和系統

在審

• 申請號: 201611208470.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106649734A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 林晨;許金朵;胡維平;馬榮華;段洪濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06Q50/26
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所32230
• 代理人: 徐蓓,尹妍

技術領域

本發明屬于湖泊環境保護與地理信息系統交叉技術領域，具體涉及一種模型可配置的水質目標管理方法和系統。

背景技術

河湖水環境治理的關鍵是將流域污染物入湖的排放量控制在河湖水體功能發揮所允許的范圍之內，即“水質目標管理”。完整的水質目標管理需要以流域源頭進行追溯，通過湖泊水質目標確定、水環境容量確定、入湖河道最大負荷量確定、河道污染物削減與輸移、流域地表單元減排等多個環節的整合與集成開展工作。由此可見，湖泊水質目標管理的影響要素眾多，建立可進行水環境污染物數據組織、模型計算、結果分析及快速優化的信息系統，利用信息化手段進行相關方法和模型的計算，以及海量的統計分析和優化判斷，對確立和確定目標水質濃度標準、水環境容量、入湖河道容許負荷量及污染物削減量有著重要的實踐意義。

目前，涉及到湖泊水環境的物理過程模型很多，但都針對某一個固定目標，難以實現一整套水質目標管理的完整流程。這也使得現有的水質目標管理系統或其它類似信息系統中，對于精準定量地揭示水體生態系統水質目標的能力較弱，其關鍵原因在于缺乏一個成套的、標準化的模型庫進行統一集成并模擬。平臺中如果集成了針對湖泊水質目標、水環境容量、入湖污染物削減、流域減排等多個模型，并可根據不同的計算方案與目標進行動態化、智能化的模型優選與調度，則可以提高系統平臺的動態管理與配置能力，有效實現水質目標有針對性的可視化配置與優化。解決這一關鍵技術難點，將既可以滿足水質目標管理精準化動態化的需要，也可以增強平臺適用范圍的通用性與靈活性。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種模型可配置的水質目標管理方法和系統，實現根據河湖水環境的具體情況，動態選擇和裝配水質管理模型，滿足水質目標管理精準化和靈活性的需要。

為了實現上述技術目的，本發明將水質目標管理模型從整個水質目標管理的業務邏輯中剝離出來，并通過多個系統模塊實現模型的定義、配置和運行。系統支持模型的外部導入，對任意模型算法均具備快速接入能力。

具體來說，本發明采用的技術方案是：

一種模型可配置的水質目標管理系統，所述系統包括數據庫、數據管理模塊、模型預處理模塊、方案創建模塊、數據處理模塊；

所述數據庫用于存放數據；所述存放的數據包括水質監測數據；

所述數據管理模塊與數據庫和方案創建模塊相連；數據管理模塊接收方案創建模塊發送的數據，并將數據發送至數據庫存放；同時根據方案創建模塊的數據請求，獲取數據庫中的數據，并發送至方案創建模塊；

所述模型預處理模塊與方案創建模塊相連；模型預處理模塊解析模型文件，生成算法的參數變量列表，用于水質目標計算；模型預處理模塊接收方案創建模塊發送的目標參數，并將解析的模型發送至方案創建模塊；所述模型預處理模塊設有用戶接口，模型預處理模塊通過用戶接口加載外部導入的模型文件；

所述方案創建模塊與數據管理模塊、模型預處理模塊和數據處理模塊相連；方案創建模塊將目標參數發送至模型預處理模塊，接收數據管理模塊、模型預處理模塊發送的模型計算所需源數據和模型數據，并將模型計算所需數據發送至數據處理模塊進行數據處理；所述方案創建模塊設有用戶接口，方案創建模塊通過用戶接口接收外部導入的目標參數；

所述數據處理模塊與方案創建模塊相連；數據處理模塊接收方案創建模塊的數據并進行數據處理和結果計算。

優選的，本發明所述的系統中，所述的目標參數指用戶根據水質管理目標的需求定義的參數，所述目標參數包括方案指標和模型參數。其中，方案指標是實現某項水質目標的具體指標信息，例如：目標時間周期，目標要求的COD_Mn、NH₃N、TP、TN的濃度等；模型參數是參與水質目標管理方案計算的模型的具體參數信息。方案創建模塊根據模型參數，通過模型預處理模塊解析出的參數變量列表查找關聯的模型文件，并進行模型的組合，形成水質目標管理的方案。

本發明所述的系統中，所述系統還包括展示模塊，所述展示模塊與數據處理模塊相連；所述數據庫中還存放水質空間數據；所述展示模塊獲取數據處理模塊的水質目標計算結果，將計算結果承載于水質空間數據上，以GIS的方式進行結果的空間化展示。

本發明所述的系統中，所述數據庫基于關系型數據庫Oracle，數據庫中非空間數據以關系表的形式存放于Oracle數據庫中，相關模塊在調用時，通過JDBC向Oracle數據庫發送SQL語句獲取數據；