基于超球支持向量机的地表水水质评价与监测管理系统研究

发布时间：2020-07-06 19:38

【摘要】：随着中国经济的快速发展,人类对水的需求力度不断增加,大量的生活污水和工业污水随意乱排,已经造成了地表水严重污染,水环境质量呈现不断恶化的趋势。而地表水又是人类用水的重要来源之一,所以对地表水的监测已经成为国家重点关注的问题。但是目前全国大部分地区对水质的监测仍然比较落后,对水质的评价也不够准确全面,这给相关环保部门对水环境进行及时有效地监测以及治理带来了一定的困难。针对我国当前水环境污染日益严重,水质监测耗时间,耗人力,且数据采集不及时,采集的数据有效性不高,预警信息生成不到位,水质评价不全面的现状。本文提供了一个有效、智能的监控系统和解决方法,对监测数据进行分析,设计了一个新的水质评价模型。本文以安徽黄山市黄山区的某河流站点为例,通过开发的地表水监测管理系统对站点地表水的监测因子数据进行采集,并利用设计的水质评价模型对水质进行评价,更为准确的反映水质状况,帮助相关环境部门实时、高效、准确地监测地表水水质情况,以便及时地采取治理措施。本论文的研究内容如下:(1)设计了适合多分类水质等级评价模型(IPOS-HSSVM Model)。该模型首先利用主成分分析(PCA)对样本进行主成分提取后作为模型的输入变量,能够有效解决原先样本变量之间因为信息重叠、输入参数个数过多导致模型训练时间久、效果不佳的问题。利用改进的粒子群算法(IPOS),改变传统粒子群算法中固定学习因子和惯性权重,采用自适应调整的惯性权重的方法结合动态变化学习因子对超球支持向量机(HSSVM)模型参数进行优化,从而对水质等级进行评价,最后与传统单因子评价方法进行对比分析,结果发现评价结果更加全面准确。(2)设计了地表水监测管理系统平台。包括系统需求分析、系统架构设计、系统使用框架整合设计、数据库设计、功能模块详细设计。此外还有详细的监测数据管理和审核流程设计,通过自动审核,人工审核,数据补遗等操作,保证采集的监测数据有效性。(3)系统的实现和系统功能测试。系统功能模块进行代码实现,并部署到满足使用要求的测试环境中,利用编写的测试用例,对系统进行严格的测试和结果分析,确保系统的可靠性和完整性等。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52;TP18
【图文】：

系统架构

浙江理工大学硕士学位论文基于超球支持向量机的地表水水质评价与监测管理系统研（3）中心平台层分为业务支撑和业务表现。业务支撑是对接受到的报文议进行解析，中心平台协议接入模块实现水站的通讯协议，将报文数据解析成台公共对象，数据管理模块侦听 JMS（java 消息服务应用程序接口）消息获得时对象，保存至实时数据库。数据管理模块对实时数据中的小时数据进行有效判断，自动/人工审核将有效的、审核通过的数据保存至审核数据库，依据均数据生成规则，生成日均值、周均值、月均值、年均值等有效分段数据。业务现则是按照业务需求不同划分不同的模块，如：实时监测，报警管理等。

视图,文件,核心

2.3 系统框架简介1. ExtJS 简介ExtJS 主要用于前端页面创建，是一个跨浏览器的应用。ExtJS 是一个 Ajax框架，是一个用 javascript 编写的，用于在客户端创建丰富多彩的 web 应用程序界面。该技术最开始基于 YUI 技术，通过参考 Java Swing 等机制来组织可视化组件，采用 JSON/XML 为数据解析和交换，使得服务器端表示层的负荷减轻，快速绑定数据到相应的组件并更新视图[27]，是基于标准 W3C 技术构建的，使用到的都是 HTML、CSS、DIV 等相关的技术，可以算得上是一款难得的 JavaScript客户端技术的精品。下图 2.2 是我们在使用时必须要引入的 3 文件，一个是.css 结尾的样式文件，还有两个是.js 结尾的库文件。

工作原理,代码,服务器端,研究工具

浙江理工大学硕士学位论文基于超球支持向量机的地表水水质评价与监测管理系统研究工具箱，并封装了 Web 页面和 java 对象之间的通信，这样就大大提高了开发者的开发效率[28]。不过它也存在一些缺点，如：DWR 配置较为复杂，不容易排查错误等。DWR 工作原理如图 2.3 所示。通过请求的 Url 调用到对应的 DWR Servlet，接着 DWR Servlet 会去加载相应的 dwr.xml，并且将对应的类转变成 js 代码，通过 js 的 AJAX 进行封装，发送到浏览器客户端的调用。而由 DWR 动态生成与服务器端 java 类对应的 java Script 代码，同时由于 java 类运行在服务器端，所以代码的安全性也可通过访问权的控制得以保证[29]。

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