经济地理信息系统
结课论文
题目：基于GIS的气象水文预报系统设计
学院：水文水资源学院
专业：水文学及水资源
基于GIS气象水文预报系统设计摘要
通过探讨气象与水文预报对地理信息系统的特殊要求，提出应该将气象与水文信息相结合、气象水文信息与GIS有机结合的系统设计思路，明确了基于GIS气象水文预报系统的目标、结构和功能，设计出一套基于GIS的气象水文预报系统。
关键词：气象；水文；GIS
一引言
GIS是一种基于计算机应用的信息工具，可以对在地球上存在的事物和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起, 使之能够支持一般管理信息系统所不能支持的空间查询和空间分析, 以便于作出水文预报。
二需求分析
近几年，我国的暴雨、山洪、泥石流、山体滑坡等气象水文地质灾害频繁发生，随着经济发展、社会进步、人民生活水平的提高，人们对灾害的预警提出了更高的要求：一是要求更加及时准确，要有很强的针对性和实用性；二是要求预报产品的时空分辨率更加精细，灾害性天气识别尽可能覆盖到自然村、山洪沟和地质灾害点；三是要求有较高的应急气象服务保障能力。
GIS气象水文预报系统适用领域特点是：该流域暴雨，山洪等极端性天气频次高，影响大，范围较广，易引起突发性灾害。GIS系统
能够迅速地整合分析卫星、雷达资料，降雨、地形、水文资料，并且GIS同样可以获得灾害风险区的工矿、企业、学校、居民定居点等地理信息，应用GIS的空间分析功能，将气象水文信息与地理信息系统中的山体、水系、居民点等属性，特别是灾害敏感区的地理属性有机结合，对已发生或将要发生灾害的地点进行较准确定位和及时报警, 能有效提高暴雨洪水灾害及地质灾害的预警与服务能力。
就空间分布而言, 虽然目前的降水观测点已经分布到乡镇，但当与能分辨到自然村、山洪沟精细的地理信息相结合时，预报员却很难将卫星、雷达所监测的暴雨信息与洪涝、泥石流、山体滑坡等灾害风险区紧密联系，导致卫星、雷达监测产品不能在气象灾害预警报与服务中得到充分应用。
三系统目标与设计原则
基于GIS设计气象水文预报系统的目标是：充分利用GIS以及数据库管理技术，建立一个集气象水文信息为一体的气象水文预报平台，为预报员提供气象水文信息的检索查询，提供卫星云图、雷达回波等监测图像的立体定位显示与跟踪，提供降水、洪峰流量与水位等信息的跟踪与报警，这能够提高对暴雨、洪涝等气象灾害及山洪、泥石流、滑坡等地质灾害的跟踪，以助于提高对暴雨、洪涝等气象灾害及山洪、泥石流、滑坡等地质灾害的跟踪监视与预警能力。
针对以上目标，确定了以下原则进行系统设计：
（1）水文与气象信息相结合。气象和水文虽属于两个不同的领域，但两者联系紧密；就暴雨洪水、山洪、泥石流等灾害的防御而言，水
文和气象两者缺一不可。因此，融合气象水文信息于一体能够提高我们对流域突发性的暴雨洪水、山洪、泥石流等灾害的的监测和预警能力，进而采取有效措施防范灾害。
（2）气象水文信息与地理信息相结合。从自然灾害学中学到，灾害的三要素包括孕灾环境、致灾因子和承载体，而气象水文信息提供的仅仅是致灾因子，而地理信息系统则可以提供孕灾环境，孕灾体的具体情况。将气象水文信息与地理信息系统相结合，以准确定位暴雨洪水和地质灾害发生的孕灾环境，这包括地形、植被、下垫面、坡度、河流水系、水文地质条件等，以及承灾体（城镇居民定居点、铁路、公路、企业、学校、医院等），这将有利于提高水文预报产品的针对性和实用性。
（3）界面友好性与界面友好性相结合。采用GIS技术的空间分析功能，可以实现复杂的图像显示。针对气象水文预报需求，我们需要选择适当的地理属性信息和气象水文信息显示方式。
四系统总体框架
流域气象水文信息种类多，数据量大，数据采集、管理、维护、应用与更新过程复杂，因而应合理高效地组织各个部分。一般的流域气象水文预报系统包括气象水文数据库和和水文气象预报业务平台
两个部分，这其中数据库存储的资料主要有：历史和实时气象资料（降水、面雨量、卫星云图、雷达回波等）、水文资料（洪峰、水位、流量）和洪水灾情资料（时间、地点、淹没面积、农业损失、经济损失等），水文气象预报业务平台是与数据库相连的基于GIS的实时工
作平台，它包括流域地图和信息检测（水位、流量、降水、面雨量、卫星云图、雷达回波等）、预警预报（雷达降水估测、站点降水、可能最大降水、洪峰流量、面雨量预报）、灾害评估、质量检验（水位预报、降水预报面雨量预报质量评定）等查阅、分析、预警等功能块。系统的总体框架见图1。
图1
五系统功能
1.数据库功能及数据分析
气象水文信息数据库是整个气象水文预报系统的基础，主要功能包括：（1）实时数据采集雨量、面雨量、水位、流量、质量评估数据及卫星云图、雷达回波等资料。（2）数据质量控制，对收集的历史资料和采集的实时数据进行逻辑检查和质量控制，确保数据库数据准确、完整。（3）数据检索：提供各类数据的检索查询。（4）图形显示，
面雨量的空间分布图和时间变化图，显示水位和流量的时间变化图。（5）数据备份，对入库数据进行备份，保障数据库的安全。数据分析：通过比较实时的温度，雨量，水位，河流流量的变化图，可对未来气象，水文变化作出一定预测，从而影响人们接下来的工作日程。
2.基于GIS实时预报
（1）流域底图：目前的气象水文信息平台地理信息地图包括二维和三维两类。地图的地理属性包括地形、河流水系、居民定居点、铁路、公路、企业、气象站点和水文控制站点等。基于GIS的气象水文预报平台使预报员能够从流域底图选择所需的对象，从而满足预报的要求的地图。
（2）资料添加：在流域GIS底图上，预报员可以根据实际需要添加卫星云图的、雷达回波的平面图像、立体图像，添加雨量、面雨量的实况和预测资料，添加洪水总量、洪峰流量、水位的实况与预报资料，添加地形、河流、水系、居民定居点等地理属性。
（3）信息显示：基于GIS系统上，卫星云图，雷达回波有平面和立体两种显示方式，平面显示是直接将图像显示在二维地理信息地图上，而立体显示及显示在三维地图上。单站雨量直接在地理信息底图的气象站点位置标注，并以连续动态的图形对降水区域进行显示，以
便于预报员直观地掌握降水发生的范围与强度。水位流量直接在地理信息底图上的水文站点位置上标注，并以时间序列图的方式对水文站点水位流量过去5 d到未来3 d的变化情况进行显示，以便于预报员直观地分析洪水变化趋势。
（4）跟踪报警：当实况或预报单站1h雨量达到20mm，3h雨量达到30mm，24h雨量达到50mm时，对应站点上用不同颜色加以区分。当水位控制站水位分别达到水文站的设防、保证和警戒值时，对应站点上以不同的颜色进行区分。
（5）预警发布：通过将降水(雨量、面雨量)和洪水(水位、流量)的实况与预报信息以及卫星云图、雷达回波的图像资料在地理信息系统中进行定位显示，预报员不仅可以掌握暴雨洪水的监测与预报信息(致灾因子)，还能添加地形、河流水系、居民定居点等地理属性，以了解暴雨洪水发生或可能影响地区的人文地理环境(承灾体)，从而更加有针对性地对暴雨洪水及山洪、泥石流等灾害进行预警。
六系统的效益
应用GIS与数据库技术将水文与气象紧密结合，利用地理信息的空间分析功能对气象水文信息进行直观显示，配合地形、河流水系、居民定居点等地理属性，该预报系统最直接的效益就是使人们更加精确及时的了解暴雨、泥石流等灾害性天气的发生情况，更加迅速的解读出有可能对人们的生产、生活、生命财产造成的危害，便于人们迅速采取措施防范灾害；当灾害发生时，便于人们迅速组织人力进行灾后的救援重建工作。
参考文献
[1] 傅兆敏.地理信息系统概述[J].重庆工学院报,2006,20(2):135-137.
[2] 李良.基于GIS的山洪灾害预警系统的设计与实现[J].科学与技术工程,2006,6(17):2712-2715.
基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统 【摘要】气象水文信息与工农业生产、百姓生活、军事活动、科学试验息息相关，构建一个科学合理、运行高效的气象水文信息系统，提高气象水文信息传输的实时性、信息处理的准确性、决策参考的科学性，从而使气象水文信息保障优质、高效。本文构建一个基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统，主要介绍系统组成、主要功能和应用情况。 【关键词】北斗卫星导航系统；气象水文信息系统；信息采集 气象水文信息与工农业生产、百姓生活、军事活动、科学试验息息相关，构建一个科学合理、运行高效的气象水文信息系统，提高气象水文信息传输的实时性、信息处理的准确性、决策参考的科学性，为优质、高效的气象水文信息保障提供有力的支持。北斗卫星导航定位系统是我国自主研发的卫星导航定位系统，集定位、短报文通信和授时三大功能于一体，基于北斗卫星导航定位系统的气象水文信息系统能较好地担当气象水文信息保障职责。 一、系统组成 气象水文信息系统主要由气象水文信息自动采集系统、信息传输系统、信息综合应用系统组成。 1.气象水文信息自动采集系统 气象水文信息自动采集系统由气象水文监测室及其所辖自动气象水文监测站、卫星遥测站、移动式气象水文数据采集终端、固定式气象水文数据采集终端和测量船等自动气象要素终端采集设备组成。 2.信息传输系统 数据传输系统由北斗卫星及定位总站组成。北斗卫星接收到采集终端发来的数据后，将其发送给定位总站。总站进行分拣后将数据通过北斗卫星发送到相应气象水文监测室的指挥型用户机；同时将所有数据通过地面链路发送到指控中心。定位总站通过逆向流程将指控中心发出的远程终端配置指令通过卫星发送到相应普通型用户机，由普通型用户机发送数据采集终端，进行系统识别码、采集频率等参数的修改。 3.信息综合应用系统 信息综合应用系统由信息分析处理机、信息显示设备、信息存储设备、信息应用工作站、网络互联设备、网络安全设备、信息交换处理机等组成。 二、系统功能
水文、气象实时监测系统设计方案 （浮标安装） 目录
一、前言 二、港口海域建立海洋气象环境实时监测系统的意义 三、港区海洋气象环境实时监测系统的结构组成及工作原理 a)结构组成 b)主要技术指标 c)系统集成 i系统集成图 ii系统集成工作原理 1．系统组成组建 2．组件连接和系统工作流程 3.电源 四、附件 阔龙相关工作原理介绍 GPRS数据通讯模块介绍 浮标体相关介绍
一、前言 水质环境实时监测（传输）系统是一个用于监测港域海洋环境因素（如水温、潮流、流向、水位等）、气象环境因素（温湿度、风速风向、气压、雨量、能见度等），并为船舶进出港、离靠泊提供安全保障的监测服务信息网络。其核心是及时将海洋气象环境要素观测值予以传输和显示。 港区海洋气象环境实时监测（传输）系统最早建成于美国的一些港口和海湾，如美国的纽约港、新西泽港、西雅图港等，近年台湾和日本的一些港口亦已建有该系统。然而我国大陆港区至今尚未建立与开展此项工作。 本海流气象实时监测系统旨在提供有效可靠的海流的流速、流向、气象的温湿度、风速风向、能见度等实时数据，为港口海域的船只航行安全等提供实时水文和气象监测数据。系统采用世界上最先进的声学多普勒法测量海流和流速剖面，最为稳定的温湿度、风速风向、能见度等气象传感器，使用GPRS无线数据传输完成实时系统监控和数据传输。可实现远程现场数据查看、数据分析。
二、港域建立海洋气象环境实时监测系统的意义 随着航运市场的进一步开放，各种运输方式，各港口之间的竞争日趋激烈，因此立足本港，不断提高港口的管理水平，己成为顺应复杂竞争态势的关建之举，其中现代化的信息技术则是实现此目的的强力支撑和后盾，亦是衡量现代化港口的一个重要标志。 本系统投入业务运行后，其实时信息可有效地保障船舶的进出港和离靠泊的安全，降低船舶的在港时间，规避船只对码头设施的碰撞和破坏，切实获取港口的最佳经济效益，同时大大地提升基地的著名度和竞争力，填补我国港口在海洋气象环境实时监测系统方面的空白。 此外，我们亦关注到海洋气象环境实时监测系统运行对港口海域的现实需要和意义。 泊前沿的特殊流况_迴流现象，是靠泊船只多次发生碰撞码头设施事故的主要原因。因此，在码头前沿设置可以测量剖面流速、流向的自动测流系统，及时向靠泊船只提供泊位前沿水域的实际流况特征，乃是减少或避免船舶碰撞码事故发生的现实和有效的举措。 据此可知，“海洋气象环境实时监测系统”运行对基地营运管理的现实需要和意义。
南通海洋环境监测中心站海洋水文气象台站自动观测系统配件 序号名称数量备注 1 气象数据采集器主板4件 2 温湿传感器封装帽（敏感件外帽）4件 3 潮位仪主板4件 4 压力式潮位仪主板4件 5 不锈钢AWAC水下支架2件 6 小型铠装电缆100米 7 信号电缆100米 注：投标方竞价所提供的海洋水文气象自动观测系统的所有配件应该和南通海洋环境监测中心站目前正在应用的SXZ2-2型海洋水文气象自动观测系统相兼容和匹配。 技术参数 一、气象数据采集器主板 1. 技术要求： 1.1功能及设计要求： ①可实现气象各观测参数数据的自动观测，并可通过有线或无线方式进行远程数据传输；数据采集、记录及传输格式符合GB/T14914—2006《海滨观测规范》的规定；仪器设备自动化技术设计符合HY/T 059-2002《海洋站自动化观测通用技术要求》的规定；环境性能符合海洋行业标准《海洋仪器基本环境试验方法》（HY016—92）； ②采集器的数据采集、计算、处理、数据传输等符合海洋站业务
流程。主要实现气温、湿度、气压、风、降水、能见度等参数的自动观测，对数据的采集、处理、接收、存储、显示、编报、月报生成、转发等符合《海滨观测规范》（GB/T14914-2006）。既可作为单机使用，又可与浮子式自动验潮仪配套使用。 1.2供电方式： 采集器可选择交流220V、12V直流蓄电池、太阳能电池三种供电方式，为实现三种供电方式的兼容及各模块之间的电气隔离，对各模块只提供12V直流电源，各自所需电源由各自板上电路实现； 1.3观测数据接收： 具有极强的可扩展性，中央处理模块通过RS-232接口可接收气象（温湿、气压、风速风向、雨量等）、能见度等数据；预留有多种传感器备用接口，与遥测波浪仪、ADCP、水质传感器挂接后可组成海洋水文气象自动综合观测系统。可以增加测量以下参数：潮位、温盐、流速流向、波高、波周期、水质等，或按照用户的要求增加其它的测量参数。 1.4与系统各部分的兼容性： ①传感器通讯：通过RS-232接口及RS-485接口与各数据采集模块及各传感器通讯； ②显示：与SDW8060-80液晶显示器项匹配。 ③与海洋水文气象观测系统工控机通讯：无线通讯方式下，通过RS-232接口连接GPRS DTU模块与接收工控机进行通讯。 1.5通信方式灵活：
系统建设原则 （1）实用、可靠，山洪灾害水雨情监测站的运行环境条件恶劣，监测人员的技术水平参差不齐，系统选用的监测方法、技术、设备应注重实用性和可靠性，并符合山洪灾害监测预警的实际需求。 （2）突出重点，合理布设监测站网。山洪灾害分布面广，应优先考虑在对人民生命财产危害严重的山洪灾害多发区建立监测系统。在现有的气象及水文站网基础上，充分考虑地理条件、受山洪灾害威胁程度，以及暴雨分布特点，合理布设水雨情监测站网。 （3）简易监测为主，简易监测与自动监测相结合。根据山洪灾害点多面广的特点，以简易监测为主，因地制宜地建设适量的自动监测站。 （4）因地制宜地选择信息传输通信组网方式，信息传输通信组网应根据山洪灾害防御信息传输实际需求，结合山洪灾害防治区的地理环境、气候条件、现有通信资源、供电情况、居民居住分布等实际情况，因地制宜地选择和确定通信方式，以保证信息传输的可能性、实时性和可靠性。充分利用现有的通信资源，节省系统建设、管理及运行的投资。 建设依据 《水情自动化测报系统规范》（SL61-94）； 《水文情报预报规范》(Sl250-2000)； 《水文站、网规划技术导则》（SL34-92）； 《水情自动测报系统设计规定》（DL/T5051-1996）； 《水情自动测报系统设备基本技术条件》（SL/T102-1995）； 《水情自动测报系统设备—遥测终端机》（SL/T180-1996）； 《水情自动测报系统设备—中继机》（SL/T181-1996）； 《水情自动测报系统设备—前置通信控制中心》（SL/T182-1996）；
设备安装调试 1）自动雨量站的安装调试 快速安装 安装一体化支架 打开一体化支架包装箱，取出一体化支架，放置在事先预埋的混凝土基桩上，拧紧四个平垫、弹垫、螺母固定于基座上即可，如图： B B B 安装终端机 打开终端机箱，取出终端机。用十字螺丝刀拧开固定终端机箱盖四周的4个螺钉，向上提起终端机箱盖，用螺栓、垫片从终端机内部向下穿过4个底板固定孔，用螺母进行第一次固定，然后将终端机底板上边4个螺栓长出的部分插入一体化支架的法兰盘上，用螺母将终端机与法兰盘拧紧固定，在将终端机箱盖盖回原处并用4个螺钉拧紧固定。 机箱底板固定与一体化支架实际效果图：
FAMEMS900机场自动气象观测系统 北京方大天云科技有限公司 2016.8.19
机场自动气象监测系统是针对民航各机场使用气象数据的特点，充分利用现代数据库技术和先进的网络技术实现了对自动气象观测系统(AWOS)原始数据电报的接收、处理、控制和存储，能动态实时地显示AWOS各种气象数据、观测METAR报文，提供AWOS各种传感器的监控，并在设备故障后及时自动报警；同时，利用其存储的数据，回放过去任意时间段各种气象数据的历史曲线，分析对比各种数据曲线。该系统是一款集风向传感器、风速传感器、气压传感器、气温传感器、湿度传感器、雨量传感器、云高仪、大气透射仪或前向散射仪、背景光亮度传器等仪器得综合自动监测应用系统。它为飞机的安全起飞、降落提供精确可靠的气象数据和科学依据。 北京方大天云科技有限公司，位于北京市中关村西区，致力于气象与环境监测领域的国家高新技术企业。追求“生态文明”建设“美好中国”为愿景的一家国家高新技术企业。 公司以在线式监测系统为核心，研发、销售气象与环境传感器、自动气象站、环境监测站等设备，形成了“FAMEMS”、“FANDA”、“SKY”等核心系列品牌的在线实时观测系统产品，并为众多行业退出针对性的解决方案。业务涵盖气象、环保、交通、航空、农业、林业、水文、电力及研究院所等行业。 作为气象与环境监测的行业领先者，方大天云具有深厚的硬件与软件技术示例。企业先后获得“中关村高新技术企业”、“双软企业”、“北京市国家高新技术企业”认证，并拥有多项产品专利与软件资质。 秉承“专业、创新、合作、共赢”的理念，方大天云严格遵循ISO9001质量管理体系，在气象与环境监测领域，为客户提供“一站式”的产品与解决方案服务。 一、系统内容
潮汐自动观测系统技术参数 1、仪器设备名称： 潮汐自动观测系统 2、技术指标： ★潮汐自动观测系统要求与国家海洋局宁波海洋环境监测中心站现有的水文气象自动观测系统完全兼容；环境性能符合海洋行业标准《海洋仪器基本环境试验方法》（HY016—1992）；数据记录及传输格式符合GB/T14914—2004《海滨观测规范》的规定。 配置要求： （1）水文数据采集器（浮子式水位计）： 1.1测量范围：水位(0～1000)cm； 1.2准确度：水位±1cm； 1.3数据传输：可通过RS485、RS232、GSM或GPRS/CDMA等方式传输数据； 1.4工作方式：连续工作； 1.5工作温度：(-10～45) ℃； 1.6供电电源：DC12V； 1.7必须提供检定证书。 （2）温盐传感器： 2.1温度测量范围：-5～45℃；精度：±0.01℃(0～35℃)；
2.2盐度测量范围：2～70mS/cm，精度：±0.01mS/cm（2~65mS/cm）； 2.3电源电压:12V DC；工作电流≤60mA； 2.4使用水深: ≥50m； 2.5信号输出RS232接口； 2.6信号电缆：五芯水密电缆线。 2.7 要求传感器为国产。 2.8必须提供检定证书。 （3）数据接收机 3.1处理器：Intel I5-9500 3.2内存：8G 3.3存储：1T硬盘 3.4鼠标键盘：罗技光电键盘、鼠标套装 3.5显示器： 19寸液晶显示器 （4）多功能通讯控制箱 4.1实现前端采集器与数据处理计算机之间的网络、3G双通讯，预留第三种通讯（北斗）接口。 4.2单独直流供电（9-28V）。 （5）相关配件 码盘、电源供电系统、相关配件应与国家海洋局宁波海洋环境监测中心站现有型号的水文气象自动观测系统完全兼容。 3、数量（台/套） 如上，见表格。 4、到货地点： 浙江省宁波市象山县丹河东路878号水利和渔业局 收货人：包希伟 安装地点等具体事宜由采购方指定。 5、到货时间： 交货期：合同生效后30天内到货。 安装时间：合同生效后45天以内完成安装。 资金结算：合同生效后，全部设备到货由供应商负责安装调试正常后，经采购方组织现场验收，确认合格后采购方向供货商支付合同款95%的货款,质保期满后付清5%余款。 6、售后服务： （1）保修维修：卖方须对所提供的设备提供至少12个月的质保期，时间从设备验收合格、买方接受使用之日算起。并提供终身免费技术支持，如有必要，须提供现场免费维护和维修，零部件更换费用由买方承担。质保期内的工作应包括终身免费技术支持以及必要的设备免费维修和保养等工作，卖方须负责修理和替换任何由于设备自身的质量问题造成的损坏及故障，所发生的费用由卖方承担。具体的内容须在投标时说明。 （2）安装调试：由卖方派人负责完成自动观测系统的安装、调试，安装地点由买方指
水文监测系统技术建议方案 一、概述 水文站是观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风等。水文站的建设问题，一直是水文管理部门所关心的重要问题。水文站建设后，可对辖区水文信息进行实时监测，收集实测资料，探索基本水文规律，对水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究，提供准确、及时的数据信息。 系统建设目标如下： 1）实现对各类监测信息（含现场视频、图像）进行实时性采集，以及数据超限的报警通知，保障系统信息的高效性、及时性、准确性、充分性。 2）所有观测点数据通过无线网络直接传输至监控中心“水文自动监测系统”，在电子地图可视化界面中直观显示各测站雨水情信息、水位、流速等情况及警戒状态；在发生报警时，系统可自动发出报警信号,如：系统弹出信息、发出声音提示、数据颜色变化，向相关部门指定人员发出报警短息通知。 3）实现系统加密通讯，尤其对边疆地区数据通讯进行加密处理，防止水文数据泄露。 4）系统开发要坚持先进实用、稳定可靠、安全的原则，并具备良好扩展性、兼容性和开放性，为系统后期扩展升级、向其他相关平台系统提供数据共享服务提供规范性接口。 二、系统总体设计 2.1 系统组成结构 “水文自动监测系统”的建设，包括现场站点各传感器、信息采集设备以及监控中心信息接收及显示、应用系统的建设。现场测点信息采集与传输设备完成传感器信息的实时采集、基本分析处理（如警戒状态）与显示，并负责将数据以无线/有线方式传输到监控中心，通过软件进行接收、显示以及数据的存储、分析、处理与预警。 2.2系统拓朴图（示例）
降雨量与水位自动监测系统方案 一、设计目的 由于我国的水灾频发，因此必须对江河、水库与湖泊的水位计降雨量进行监测，这种监测不但可为预防水灾、积极进行防汛决策提供大量可靠的数据及资料，同时还可以为防洪救灾和保护人民生命财产发挥重要作用。目前，国内不少水文站监测水位及降雨量仍采用人工方式，该方法不但存在测量人员的安全问题，而且还存在测量数据不准确及时效性不强的问题。为了解决上述问题，我司开发了一套水位与降雨量监测系统，此系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道等水文参数进行实时监测。监测内容包括：水位、降雨量,根据客户要求可以扩展到对流速、流量，水质及含沙量等参数的监测。水位与降雨量监测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据，可以大大提高水文部门的工作效率。 二、系统组成 水位与降雨量监测系统由监测中心、通信网络、测量设备四部分组成。 1、监测中心：由服务器、公网专线（或移动专线）、数据采集软件组成。 2、通信网络：GPRS、Internet公网/移动专线。 3、前端监测设备：雨量水位监测RTU 4、测量设备：雨量传感器、雷达水位计 三、系统工作原理 雨量水位监测RTU向环境检测/监控仪器（雨量、水位传感器）发送取数指令，读取环境仪器（雨量、水位传感器）数据发送数据到无线传输模块GT511，数据通过GPRS传送到远程服务器，配合后处理软件可以对采集的数据进行分析，可以使监测者实时的获得真实准确的监测数据。系统可以根据测量环境自动或者人工修改采样频率，并对用户预设的阈值设置报警信息，报警信息以短信方式发送到管理人员的手机上，管理人员依次判断是否发布预警。以下是系统工作原理示意图：
水文自动测报系统 实习报告 班级：水文1601 学号： 姓名： 指导教师：黄金柏、罗国平 扬州大学水利与能源动力工程学院
水文自动测报系统实习报告 目录 1绪论 (1) 1.1实习要求 (1) 1.2实习内容 (1) 1.3时间安排 (1) 2实习流程 (2) 2.1认识和了解水文自动测报系统的基本工作流程 (2) 2.2雨量站（气象站）认识实习及实践操作 (3) 2.3土壤水分计的初始化设置、安装、数据下载及处理。 (4) 2.4池塘水体水深与水质参数的测量及分析—多点监测实习 (5) 2.5池塘水体水深与水质参数的测量及分析—1日周期定点监测实习 (6) 3数据处理及分析 (8) 3.1气象数据处理及分析 (8) 3.2 土壤水分观测结果及分析 (10) 3.3 水深与水质参数观测结果计算及分析 (12) 4心得体会 (16) 5附录 (17) 6参考文献 (21)
1绪论 1绪论 水文自动测报系统实习是《水文自动测报系统》教学环节中的一个重要组成部分。通过实习，巩固和深化学生的基础理论和基本知识，从而增强学生分析问题和解决问题的能力。 1.1实习要求 1、了解系统的基本设施，掌握系统的常用仪器设备的使用方法及维护原理； 2、要求学生基本掌握系统常用水文观测设备的初始化管理，参数设置以及实践操作的能力； 3、了解系统工作的流程； 4、掌握对水文观测结果的下载及整埋技术，初步具备对水文观测数据分析和处理的能力。 1.2实习内容 1、了解水文自动测报系统的基本工作流程； 2、结合自动观测气象站了解雨量（及其他常规气象数据）的观测方法、仪器使用以及数据处理方法； 3、土壤水分计的初始化设置、安装、数据下载及处理； 4、池塘水体水深与水质参数的测量及分析。 1.3时间安排 实习时间：5天。（2019年4月22日- 4月26日） 4月22日：自动气象站（雨量）观测系统的现场认识及实践操作 4月23日：土壤水分监测实习 4月24日：水深（水位）测量及常规水质监测实践操作—多点监测实习 4月25日：水深（水位）测量及常规水质监测实践操作—1日周期定点监测实习 4月26日：水文自动测报系统工作流程认识 地点：扬子津校区农水与水文水生态试验场；江阳中路南校区水文实验室及室外试验场。 图1扬子津校区试验场及江阳路南校区试验场
水文、水质、气象实时监测系统设计 设计单位：青岛海森特科技有限公司 Qingdao Ocean Senior Technology Ltd. Co. TEL：0532- 83009367 FAX：0532- 85815405 Web：https://www.doczj.com/doc/2d9861882.html,/ Email：info@https://www.doczj.com/doc/2d9861882.html,
目录 一、概述 二、实时监测系统的结构组成及工作原理 1．结构组成及框图 2．中心配置 3．通讯网络 4．监测设备及相关技术指标 5．系统功能 6．系统集成 系统集成图及集成说明 a 系统集成图 b集成说明 7．电源供给 附件：相关仪器简介： 远龙多普勒流速剖面仪 气象仪 水质监测仪
一、概述 该系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测。及时反应各水域的水文特征，以便相关部门做出安排，防范洪涝灾害事故的发生。监测内容包括：水温、水位、流量、流速等。系统采用无线通讯方式 实时传送监测数据，可以大大提高水文部门的工作效率。另外，本系统还还可以加入风速、风向、气温、湿度、气压、降雨量、能见度等气象参数和电导、PH、溶解氧、浊度、叶绿素等水质监测参数。本监测系统，通过各种探测器，探测到水温度、湿度、风速、风向、雨量、水质、水流速、水量、数字化信息，通过GPRS/CDMA通道，上传到在线监测监视中心，同时可通过内部网登录各种内部管理系统和调度自动化系统。 监控中心设屏幕显示，各种在线监测数据、图象等信息能直观显示，使监控人员能及时监视现场情况，准确判断状态，指挥专业人员处理各种检修和抢修工作。