[發明專利]一種基于云計算的水文數據分析及展示方法

有效

• 申請號: 201810964010.5
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109271465B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳超;唐世超;付琳
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/182;G06F16/26;G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.一種基于云計算的水文數據分析及展示方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在云計算管理平臺OPENSTACK中構建分布式數據庫HBase，并將水文數據存儲進分布式數據庫HBase中；

S2、在云計算管理平臺OPENSTACK中構建數據模型庫，將數據標準化模型存儲進數據模型庫中，并建立各個數據標準化模型與數據源驅動器的數據映射關系；

S3、結合WEB前端可視化技術以及在線地圖服務技術，在終端構建可視化人機交互界面；

S4、根據決策人員在可視化人機交互界面的選擇，從數據模型庫中獲取決策人員所需的數據標準化模型，并在可視化人機交互界面顯示該數據標準化模型的詳細信息；

S5、根據決策人員在可視化人機交互界面的選擇，從分布式數據庫HBase中調用決策人員所需的水文數據作為計算參數，并結合GIS平臺，將計算參數在可視化人機交互界面顯示的地圖上進行展示；

S6、將步驟S5選擇的計算參數輸入步驟S4選擇的數據標準化模型進行計算，并將計算結果以圖表的形式在可視化人機交互界面進行顯示。

2.根據權利要求1所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述步驟S1中的分布式數據庫HBase為基于列存儲的NoSQL數據庫。

3.根據權利要求1所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述步驟S2中的數據標準化模型包括水安全評價模型、水資源可持續利用評價模型和水資源水環境預測模型。

4.根據權利要求3所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述水安全評價模型具體為：

在分析影響水質因素的基礎上選取評價因子，建立水質評價的投影尋蹤分析模型，并采用粒子群算法對所述投影尋蹤分析模型進行優化，將優化后的投影尋蹤分析模型應用于河水水質的評價與排序。

5.根據權利要求4所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述建立水質評價的投影尋蹤分析模型的具體方法為：

A1、根據水質評價標準建立水質評價的投影樣本數據x_ij以及對應的等級y(i)；其中i表示第i個樣本，j表示第j個指標，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,p，n為樣本數量，p為水質評價的指標數；

A2、根據投影樣本數據x_ij計算投影值Z(i)：

其中a_j表示在第j個指標投影方向上的單位長度；

A3、根據投影值Z(i)建立投影目標函數：

其中表示投影值的標準差，E_Z表示投影值Z(i)的均值，表示投影值的 局部標準差，R為局部密度窗口半徑，r_ik表示樣本i和樣本k投影值之間的距離，u(·)表示單位階躍函數；

A4、優化投影目標函數，通過求解投影指標函數最大問題max(Q(a))得到最佳投影方向：并根據最佳投影方向確定最佳投影值Z_m(i)；

A5、根據最佳投影值Z_m(i)和等級y(i)的分布確定水質等級評價標準矩陣，從而構建水質評價的投影尋蹤分析模型。

6.根據權利要求5所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述采用粒子群算法對所述投影尋蹤分析模型進行優化的具體方法為：

B1、將步驟A5中的水質等級評價標準矩陣作為目標函數；

B2、構建罰函數：

minF(x,r)＝min{f(x)+r*P(x)} (3)

其中r為懲罰因子，f(x)為不加懲罰項的目標函數，P(x)為懲罰函數；

B3、根據目標函數求解步驟B2中的罰函數，得到優化后的投影尋蹤分析模型。

7.根據權利要求4所述的水文數據分析及展示方法，其特征在于，所述評價因子包括BOD5、CODcr、石油類和揮發酚。