[发明专利]一种基于CIM和GIS的生态清淤智慧管控系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于CIM和GIS的生态清淤智慧管控系统及方法，业务应用层包括底泥监测系统、水体水质监测系统、工程运维系统、清淤过程中智慧管控系统、视频监控系统、生物监测系统、综合评价系统；所述服务支撑层包括感知系统、连接管理系统、Web服务、报表服务、GIS服务、文件服务、统一的系统管理、门户展示、应用服务、工作流引擎、三维服务、运行监控模块；基础设施层包含块数据平台、IoT平台、数据存储、数据交换平台、互联网、工控机、交换机、网络存储设备；感知层包括底泥监测设备、视频监控设备、水体水质监测设备、液位监控设备、气象环境监测设备、智慧工地监测设备、水位流量监测、底泥处理工艺设备。

技术领域

本发明属于生态清淤技术领域，具体涉及一种基于CIM和GIS的生态清淤智慧管控系统及方法。

背景技术

城市河湖是城市社会发展不可缺少的部分，是城市水系的载体。我国对湖泊环境的管理主要集中在水质，但对于一些处于富营养化状态的湖泊，如果仅外源污染得到有效控制，水体会因沉积物中污染物质的释放而在长时期内维持富营养或水质恶化状态。因此，湖泊沉积物的质量状况是影响这类湖泊水质改善的重要因素。为了控制污染的底泥对水体的影响，生态清淤是保护水源、治理湖泊、缓解富营养化的最直接、最有效、最环保的措施。随着行业标准完善、技术不断进步、国家政策扶持，国家物联网行业迅猛发展，在万物互联的大趋势下，关于生态清淤的物联网系统成为一个重要的新课题。至今，中国在生态清淤智慧管控中没有取得良好的效果。有如下原因：统筹规划和管理缺乏、基础设施建设不足、数据共享性机制不完善、顶层设计不到位等，诸如此类问题制约着生态清淤领域的稳定发展及快速进步。随着国家对水环境重视程度越来越高，提出了“以水系治理为基础，数字化管理为核心，通过治理与管理相结合，监测与反控相协调，实现城市水系治理的物联网运维”的新思路，综合考虑环境、生态、技术、经济等多重因素，对整体系统架构的构建以及运行能力的进行改进与提高，达到具体使用目的，为生态清淤提供科学的实施策略与合理的技术方法。地理信息系统(Geographical Information System，GIS)在计算机硬、软件系统的支持下，综合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。建立城市模型(CityInformation Modeling,CIM)技术以城市信息数据为基础，建立起三维空间模型和城市信息的有机综合体，集成GIS数据+CIM数据，为智慧城市建设提供了基础数据。基于GIS平台将CIM模型与地理信息数据融合，能充分利用各类数据的优势。

目前生态清淤智慧管控系统技术不够成熟，智慧程度低是主要问题，工作人员无法迅速定位清淤工程实施过程中的底泥扰动区域，并快速有效提供相应处理措施，以致影响清淤工程的管控。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种智慧化、立体化、可视化的基于CIM和GIS的生态清淤智慧管控系统及方法，包括对底泥、水质、生物三个项目的全过程生命周期(包含清淤前、清淤中、清淤后)智慧管控。其具体内容包括底泥、水质、生物的布点设置、采样方法选择、监测因子和分析方法确定。

本发明的第一发明目的是提供一种基于CIM和GIS的生态清淤智慧管控系统，由感知层、基础设施层、服务支撑层、业务应用层构成，其中：

所述业务应用层包括底泥监测系统、水体水质监测系统、工程运维系统、清淤过程中智慧管控系统、视频监控系统、生物监测系统、综合评价系统；

所述服务支撑层包括感知系统、连接管理系统、Web服务、报表服务、GIS服务、文件服务、统一的系统管理、门户展示、应用服务、工作流引擎、三维服务、运行监控模块；

所述基础设施层包含块数据平台、IoT平台、数据存储、数据交换平台、4G和/或有线互联网、工控机、交换机、网络存储设备；