本发明涉及数据处理,特别是指一种远程可视化雨情高精度检测系统。
背景技术:
1、传统的雨情检测系统通常依赖固定的雨量检测传感器来采集数据,然而,在提供实时、高精度的雨情信息方面,它们的表现有时会受到一些限制。
2、具体来说,部分传统雨情检测系统的数据采集频率相对较低,这可能导致它们无法迅速捕捉到降雨的细微变化,进而影响信息的实时更新。此外,尽管这些系统能够记录降雨量,但在数据采集的精度方面仍存在一定的不足。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种远程可视化雨情高精度检测系统,提高了雨情检测的精度和实时性。
2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
3、一种远程可视化雨情高精度检测系统,包括:
4、数据采集模块,设置有多个雨量检测模块,用于实时获取各地雨量数据;
5、中央处理模块,用于接收各地雨量数据,并对雨情进行分析,以得到分析结果;
6、数据可视化模块,用于将分析结果通过图形化界面展示;
7、动态调整模块,用于根据分析结果,通过
8、计算动态调整因子,其中,是在时间窗口内的第个雨量观测值,是时间窗口内的观测次数,是历史同期的平均降雨量,是基于当前气象观测计算出的降雨量调整值,是当前季节的平均降雨量,是全年的平均降雨量,是当前的降雨量,是长期历史同期的平均降雨量,是长期历史同期降雨量的标准差,,和是权重因子,用于平衡不同因素在动态调整因子计算中的重要性,;
9、报警模块,用于根据动态调整因子,当检测到异常雨情时,自动触发报警并通知用户。
10、进一步的,所述数据采集模块包括:
11、雨量检测模块,用于测量降雨数据;
12、数据采集器,用于实时从雨量检测模块中读取降雨数据;
13、通信模块,用于将数据采集器中的降雨数据发送至中央处理模块。
14、进一步的,所述中央处理模块包括:
15、数据接收模块,用于通过通信接口接收来自通信模块的实时降雨数据;
16、数据预处理模块,用于对降雨数据进行处理,以得到预处理数据;
17、数据分析模块,用于对预处理数据进行雨情分析,以得到分析结果,所述分析结果包括计算降雨量、降雨强度、降雨持续时间。
18、进一步的,对降雨数据进行处理,以得到预处理数据,包括:
19、对降雨数据进行清洗,以得到清洗数据;
20、对清洗数据进行去噪,以得到去噪后的数据点;
21、对去噪后的数据点进行处理,以得到预处理数据。
22、进一步的,所述数据分析模块包括:
23、数据整合模块,用于从数据预处理模块接收去噪后的降雨数据,并建立一个数据缓冲区,用于存储实时传入的降雨数据,当降雨数据达到预设的阈值时,对降雨数据整合,以形成数据集;
24、降雨量计算模块,用于从数据集中提取降雨数据,并按照设定的时间间隔进行累加,得到总降雨量;
25、降雨强度分析模块,用于确定分析的时间尺度,计算在时间尺度内的平均降雨强度;
26、降雨持续时间分析模块,用于监测降雨数据的起始和结束时间,以计算降雨事件的持续时间,并分析不同持续时间降雨事件的频率和分布,以得到降雨的时空特征;
27、雨情综合评估模块,用于根据总降雨量、平均降雨强度、降雨事件的持续时间和降雨的时空特征,生成综合评估报告。
28、进一步的,从数据预处理模块接收去噪后的降雨数据,并建立一个数据缓冲区,用于存储实时传入的降雨数据,当降雨数据达到预设的阈值时,对降雨数据整合,以形成数据集,包括:
29、获取数据传入的峰值、平均值以及波动情况;
30、根据数据传入的峰值、平均值、波动情况以及实时数据处理能力,确定缓冲区大小;
31、在数据分析模块的内存中分配初始大小的内存空间作为数据缓冲区;
32、根据降雨数据的类型和格式,确定数据结构;
33、当接收到新的降雨数据时,将新的降雨数据格式化并添加至数据缓冲区中;
34、实时监控数据缓冲区的已用空间和剩余空间,以及数据传入的速率,以得到监控结果;
35、根据监控结果动态调整缓冲区的大小以适应数据传入的波动;
36、当降雨数据达到预设的阈值时,对数据进行数据整合,以形成数据集。
37、进一步的,从数据集中提取降雨数据,并按照设定的时间间隔进行累加,得到总降雨量,包括:
38、根据需求确定累加降雨量的时间间隔;
39、从数据集中遍历每条记录,提取每条记录中的降雨量值,如果降雨量值是以累积形式记录的,则计算每条记录与上一条记录之间的降雨量差值,以得到每个时间段的降雨量;
40、将每个时间间隔内的降雨量累加到累加变量中,如果数据是按时间段记录的,则将每个时间段的降雨量加入累加变量;如果是累积数据,则将计算的每个时间段的降雨量差值加入累加变量,以得到当前时间间隔内的累加降雨量。
41、进一步的,确定分析的时间尺度,计算在时间尺度内的平均降雨强度,包括:
42、根据分析目的,确定分析的时间尺度;
43、根据时间戳和时间尺度,确定每条记录所属的时间区间,并将属于同一时间区间的记录分组在一起,形成多个按时间尺度划分的降雨数据组;
44、遍历降雨数据组中的每条记录,提取降雨量值,并进行累加,以得到每个时间尺度区间的总降雨量;
45、根据时间尺度区间的开始和结束时间,计算每个时间区间的实际时长;
46、根据每个时间区间的实际时长以及总降雨量计算平均降雨强度。
47、进一步的,监测降雨数据的起始和结束时间,以计算降雨事件的持续时间,并分析不同持续时间降雨事件的频率和分布,以得到降雨的时空特征,包括:
48、遍历降雨数据集,根据时间戳和降雨量信息判断降雨事件的开始和结束,以识别降雨事件;
49、根据降雨事件,计算降雨事件结束时间与起始时间之间的差值,得到降雨事件持续时间;
50、对所有降雨事件的持续时间进行分析,以得到分析结果;
51、根据分析结果以及所有降雨事件的持续时间,将降雨事件分组,并计算各降雨事件的频率;
52、将降雨事件的持续时间、降雨量和地理位置信息相结合,以得到降雨的时空特征。
53、进一步的,根据监控结果动态调整缓冲区的大小以适应数据传入的波动,包括:
54、在每个时间间隔内,监控数据传入速率和缓冲区使用率;
55、若缓冲区使用率≥阈值,则增加缓冲区,并通过
56、确定新的缓冲区大小,其中,表示缓冲区大小的上限,表示当前的缓冲区大小,表示增长因子,介于0至1之间的正数,表示定义的最大使用率阈值,当缓冲区使用率>最大使用率阈值时,缓冲区开始增长,表示一个正数;
57、若缓冲区使用率<阈值,则减小缓冲区,并通过
58、确定新的缓冲区大小,其中,表示缓冲区大小的下限,表示定义的最小使用率阈值,当缓冲区使用率≤最小使用率阈值时,缓冲区开始缩小,表示一个正数。
59、本发明的上述方案至少包括以下有益效果:
60、通过数据采集模块设置的多个雨量检测模块,系统能够实时获取各地的雨量数据,确保信息的实时性。中央处理模块对这些数据进行处理和分析,能够提供高精度的雨情分析结果,为决策提供可靠的数据支持。
61、数据可视化模块将分析结果通过图形化界面展示,使用户能够直观地了解雨情分布、变化趋势等关键信息。这种展示方式不仅提高了信息的可读性,还有助于用户更快速地做出响应。
62、动态调整模块根据分析结果计算动态调整因子,使系统能够根据实时的雨情变化进行动态调整,增加了系统的灵活性和适应性,使其能够在不同的气候和降雨条件下保持高效运行。
63、报警模块根据动态调整因子自动触发报警并通知用户,当检测到异常雨情时,这种智能报警机制能够确保用户及时收到预警信息,从而有足够的时间采取防范措施,减少极端天气事件可能造成的损失。
1.一种远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,所述数据采集模块包括:
3.根据权利要求2所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,所述中央处理模块包括:
4.根据权利要求3所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,对降雨数据进行处理,以得到预处理数据,包括:
5.根据权利要求4所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,所述数据分析模块包括:
6.根据权利要求5所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,从数据预处理模块接收去噪后的降雨数据,并建立一个数据缓冲区,用于存储实时传入的降雨数据,当降雨数据达到预设的阈值时,对降雨数据整合,以形成数据集,包括:
7.根据权利要求6所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,从数据集中提取降雨数据,并按照设定的时间间隔进行累加,得到总降雨量,包括:
8.根据权利要求7所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,确定分析的时间尺度,计算在时间尺度内的平均降雨强度,包括:
9.根据权利要求8所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,监测降雨数据的起始和结束时间,以计算降雨事件的持续时间,并分析不同持续时间降雨事件的频率和分布,以得到降雨的时空特征,包括:
10.根据权利要求9所述的远程可视化雨情高精度检测系统,其特征在于,根据监控结果动态调整缓冲区的大小以适应数据传入的波动,包括: