一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统

本发明涉及湖泊水位，具体而言，涉及一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统。

背景技术：

1、及时获取湖泊、水库的水位变化，是水资源监测中的重要内容之一。传统水文站通常只能覆盖有限的空间范围，而且其位置通常是固定的。这导致在湖泊较大或者分布广泛的情况下，地面定点观测可能无法提供足够的空间覆盖。无法全面准确地捕捉湖泊水位的变化规律，无法对自然灾害和人为因素对湖泊的影响更为快速的采取管理和保护措施。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，旨在解决无法全面准确地捕捉湖泊水位的变化规律，无法对自然灾害和人为因素对湖泊的影响更为快速的采取管理和保护措施的问题。

2、一个方面，本发明提出了一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，包括：

3、周期位点配置模块，用于确定激光测高卫星的监测周期和监测位点；

4、周期数据获取模块，连接于所述周期位点配置模块，所述周期数据获取模块包括激光测高卫星，所述激光测高卫星用于采集待测湖泊的水位数据；

5、水位数据存储模块，连接于所述周期数据获取模块，所述水位数据存储模块用于储存所述待测湖泊的水位数据；

6、水位数据分析模块，连接于所述水位数据存储模块，所述水位数据分析模块用于根据所述待测湖泊的水位数据获得待测湖泊的水位变化数据，并根据所述水位变化数据对所述待测湖泊的状态进行判断，并将判断结果和所述水位变化数据进行发送。

7、进一步的，所述周期数据获取模块包括：

8、数据预处理单元，连接于所述激光测高卫星，所述数据预处理单元用于对所述水位数据进行预处理，去除周期水位中的异常值，获得可用数据；

9、数据传输单元，连接于所述数据预处理单元，所述数据传输单元用于将所述可用数据传输到所述水位数据存储模块。

10、进一步的，所述基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统还包括：

11、显示终端，所述显示终端通讯连接于所述水位数据分析模块，所述显示终端用于接收并显示所述水位数据分析模块发送的判断结果和所述水位变化数据。

12、进一步的，所述显示终端包括显示器和报警器，所述显示器用于显示所述判断结果和所述水位变化数据，所述报警器用于根据所述判断结果进行报警。

13、进一步的，所述水位数据分析模块根据所述水位变化数据对所述待测湖泊的状态进行判断，具体为：

14、所述水位数据分析模块预先设定水位变化阈值t，将所述水位变化数据△l与所述水位变化阈值t进行比较：

15、当水位变化数据△l＜水位变化阈值t时，判定所述待测湖泊的状态为正常，此时所述基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统维持正常运行状态；

16、当水位变化数据△l≥水位变化阈值t时，判定所述待测湖泊的状态为异常，同时触发所述报警器进行报警。

17、进一步的，所述水位数据分析模块包括：

18、水位变化预测模型生成单元，用于根据若干个过往水位数据建立并保存水位变化预测模型，所述水位变化预测模型用于根据所述待测湖泊的水位数据预测所述待测湖泊的水位变化趋势；

19、水位变化预测单元，连接于所述数据传输单元和所述水位变化预测模型生成单元，所述水位变化预测单元用于将所述待测湖泊的水位数据输入所述水位变化预测模型，获得所述待测湖泊的水位变化趋势，并将所述待测湖泊的水位变化趋势传送至所述显示终端。

20、进一步的，所述水位变化预测模型生成单元生成所述水位变化预测模型的过程包括：

21、根据监测水位的历史水位数据点建立历史数据库；

22、所述水位变化预测模型生成单元根据所述历史数据库对lstm模型进行训练，获得所述水位变化预测模型；所述历史水位数据点根据若干历史时间步进行采集得到；每一历史时间步等同于所述监测位点的每一所述监测周期。

23、进一步的，将实时监测的水位数据点加入所述历史数据库中，对所述历史数据库进行更新。

24、进一步的，所述激光测高卫星采集所述监测位点的实时水位数据，将所述实时水位数据输入至所述水位变化预测模型中，所述水位变化预测模型根据所述实时水位数据输出所述水位变化趋势。

25、进一步的，所述水位变化预测模型根据所述实时水位数据输出所述水位变化趋势包括：

26、所述水位变化预测模型预测下一所述监测周期的水位变化值，根据所述水位变化值进行所述水位变化趋势的预测判定。

27、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：本发明通过水位变化模型的建立和应用，可以更为准地全面地预测未来湖泊水位的变化趋势，对自然灾害和人为因素对湖泊的影响更为快速的采取管理和保护措施。本发明系统结构简单，操作方便，易于使用和维护。与传统的湖泊水位监测方法相比，该系统使用卫星进行监测，可以节省大量的人力、物力和财力。

技术特征：

1.一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述周期数据获取模块包括：

3.根据权利要求2所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统还包括：

4.根据权利要求3所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述显示终端包括显示器和报警器，所述显示器用于显示所述判断结果和所述水位变化数据，所述报警器用于根据所述判断结果进行报警。

5.根据权利要求4所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述水位数据分析模块根据所述水位变化数据对所述待测湖泊的状态进行判断，具体为：

6.根据权利要求5所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述水位数据分析模块包括：

7.根据权利要求6所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述水位变化预测模型生成单元生成所述水位变化预测模型的过程包括：

8.根据权利要求7所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，将实时监测的水位数据点加入所述历史数据库中，对所述历史数据库进行更新。

9.根据权利要求8所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述激光测高卫星采集所述监测位点的实时水位数据，将所述实时水位数据输入至所述水位变化预测模型中，所述水位变化预测模型根据所述实时水位数据输出所述水位变化趋势。

10.根据权利要求9所述的基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，其特征在于，所述水位变化预测模型根据所述实时水位数据输出所述水位变化趋势包括：

技术总结本发明涉及湖泊水位技术领域，具体提供了一种基于激光测高卫星的湖泊水位监测与分析系统，包括：周期位点配置模块、周期数据获取模块、水位数据存储模块和水位数据分析模块；该系统整合了激光测高技术、定期监测、数据存储和分析功能，提供了一种全面、自动化的湖泊水位监测与分析解决方案，有助于及时发现湖泊水位变化趋势、预测可能的风险，并通过实时通知实现及时响应；与传统的湖泊水位监测方法相比，该系统使用卫星进行监测，可以节省大量的人力、物力和财力。技术研发人员：吴红波受保护的技术使用者：陕西理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2