[发明专利]水环境信息集成与共享系统

权利要求书

1.一种水环境信息集成与共享系统，其特征在于，该系统的结构包括：水环境信息采集装置、水环境信息交换装置、无线传感器网络单元、基于物联网水环境自动监测系统、基于GIS的动态数据库单元、基于GIS水环境智慧管理系统；

水环境信息采集装置中设置有大规模无线传感器，并且水环境信息采集装置通过无线传感器网络单元与水环境信息交换装置相连接；

水环境信息采集装置和水环境信息交换装置与基于物联网水环境自动监测系统相连接，并且基于物联网水环境自动监测系统中设置有大规模无线传感器；

基于物联网水环境自动监测系统与基于GIS的动态数据库单元进行无缝连接，基于GIS水环境智慧管理系统与基于GIS的动态数据库单元相连接，来进行水环境信息的存储、处理与评价。

2.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，水环境信息采集装置中设置有传感器、多跳自组织传感器网络以及信息采集装置，用来协作地感知、采集所覆盖区域中的水环境信息。

3.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，水环境信息采集装置应用了数据采集、处理技术以及传感器的部署、自组织组网和协同等技术，以传感器采集感知技术、RFID识别技术以及无线传感器网络技术为代表。

4.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，水环境信息交换装置的功能是自动监控信息的采集、交换，使信息系统标准化，满足水环境信息的调取、查询、分析的需求。

5.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，基于GIS水环境智慧管理系统，通过GIS平台中设置了在黄河流域高精度电子地图上的信息发布单元,并建立了黄河流域地形数据库单元，创建交互式环境单元。

6.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，该水环境信息集成与共享系统是基于3G/4G移动平台的水环境信息传输和交换架构。

7.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，该水环境信息集成与共享系统利用GIS软件构建了水环境GIS平台，以ActiveX控件形式提供了应用客户化定制单元，设置了Web的视图界面显现单元。

8.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，该水环境信息集成与共享系统在MyEclipse7.5平台上搭建了软件开发框架，结合GIS实现水环境二维GIS智慧管理系统。

9.如权利要求1所述的水环境信息集成与共享系统，其特征在于，该水环境信息集成与共享系统对流动水体实时海量监测数据进行了高效分析和处理运算；

系统采用大数据Hadoop中间件，利用聚类算法改进了Top-k算法，实现海量监测数据的高效分析和处理运算，具体实现为在Hadoop平台Top-k的TPUT算法基础上，引入了聚类策略，得到了一种改进的TPUT算法，其算法思想流程如下：输入：Top-k数据查询；输出：Top-k算法集中查询所得各对象；与TPUT算法初始化相同；中心服务器将t1值采用聚类统计方法，分为T1,T2,...,Tm(其中m为子节点)，将各个对应的值发送到各子节点，各子节点将得分值不小于Ti的对象及其得分值发送到中心服务器点；中心服务器节点再计算一次已访问对象的局部聚集值，令第k位最高的下界值为t2，然后中心服务器管理节点得到己访问对象的局部上界值，当对象的局部上界值小于t2时，此对象被裁剪掉，剩下那些局部上界值不小于t2的对象的集合为Top-k集合的候选集S。