一、

復(fù)合要素生成子模塊

復(fù)合要素，是指不能直接監(jiān)測(cè)得到，而需要根據(jù)監(jiān)測(cè)信息采用一定的計(jì)算方法進(jìn)行加工處理才能間接得到的水文要素。包括：流量、蒸發(fā)、含沙量、土壤墑情、地下水水位等。

1

在線監(jiān)測(cè)流量生成

1.1

代斷流速關(guān)系率定模塊

H-ADCP、多探頭雷達(dá)等所測(cè)的不是單一流速數(shù)據(jù)，而是由多個(gè)單元層（或垂線）流速組成的一組流速數(shù)據(jù)。需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行各種組合計(jì)算，分別與實(shí)測(cè)斷面平均流速建立關(guān)系（代斷流速關(guān)系），從這些關(guān)系中篩選出擬合關(guān)系最好或較好的一種，作為該套設(shè)備的流速推算關(guān)系。
? 對(duì)于建立的關(guān)系，需要進(jìn)行關(guān)系曲線檢驗(yàn)，包括：符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn)。

項(xiàng)

1

1.2

在線監(jiān)測(cè)流速優(yōu)化處理模塊

優(yōu)化包括對(duì)突出點(diǎn)的剔除、對(duì)波動(dòng)的平滑處理、缺測(cè)插補(bǔ)等。
? H-ADCP、雷達(dá)、聲層析等的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)容易受環(huán)境因素影響。如水體泥沙含量過(guò)高，會(huì)減弱聲波在水里的穿透性，使有效的測(cè)流范圍減小，遠(yuǎn)距離流層的測(cè)量結(jié)果可能不準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)>10m/s的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；過(guò)往船舶或較大的漂浮物也容易阻擋或干擾聲波信號(hào)，造成較大的測(cè)流誤差。故需設(shè)計(jì)相關(guān)算法，自動(dòng)對(duì)在線流量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，保障最終流量成果的準(zhǔn)確性。
? ①數(shù)據(jù)自檢：根據(jù)在線流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自報(bào)的數(shù)據(jù)質(zhì)量參數(shù)（如標(biāo)準(zhǔn)差、優(yōu)解百分比等）判斷相應(yīng)的數(shù)據(jù)是否可信，剔除不可信的數(shù)據(jù)；
? ②剔除超限值：根據(jù)測(cè)站的水流特性，設(shè)定合理的流速范圍，剔除超出范圍的數(shù)據(jù)；如果有特定流層經(jīng)常受干擾，也可以將這些流層數(shù)據(jù)整層剔除（屏蔽）；
? ③鄰域?yàn)V波：考察各個(gè)數(shù)據(jù)與前后三個(gè)數(shù)據(jù)（共 7 個(gè)數(shù)據(jù)）組成的數(shù)據(jù)子集的中位數(shù)之差，如果其大于 3 倍標(biāo)準(zhǔn)差，將該數(shù)據(jù)視為離群值進(jìn)行剔除；
? ④缺值插補(bǔ)：對(duì)剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后留下的空缺，或者系統(tǒng)短時(shí)間缺報(bào)留下的空缺，通過(guò)三次卷積插值進(jìn)行插補(bǔ)；
? ⑤小波降噪：通過(guò)小波降噪算法對(duì)由過(guò)往船舶或漂浮物的干擾造成的流速數(shù)據(jù)的小擾動(dòng)進(jìn)行修正。

項(xiàng)

1

1.3

代斷流速轉(zhuǎn)換模塊

根據(jù)代表流速過(guò)程中每個(gè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，判斷所應(yīng)使用的轉(zhuǎn)換關(guān)系線（或關(guān)系公式），再?gòu)脑撽P(guān)系線上找到或插補(bǔ)（或代入關(guān)系公式中）計(jì)算出該測(cè)點(diǎn)的代表流速對(duì)應(yīng)的斷面平均流速。

項(xiàng)

1

1.4

水位面積關(guān)系計(jì)算模塊

選定需要計(jì)算的斷面測(cè)次，根據(jù)實(shí)測(cè)大斷面成果表，計(jì)算得到該測(cè)次實(shí)測(cè)大斷面對(duì)應(yīng)的水位與斷面面積查算表，以供根據(jù)水位過(guò)程查算斷面面積。

項(xiàng)

1

1.5

斷面面積查算模塊

將與斷面平均流速過(guò)程相應(yīng)的水位過(guò)程轉(zhuǎn)換為斷面面積。
? 根據(jù)斷面平均流速過(guò)程中每個(gè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，在水位過(guò)程中找到或插補(bǔ)出對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的水位，再?gòu)膶?duì)應(yīng)的水位與斷面面積查算表中找到或插補(bǔ)計(jì)算出該水位對(duì)應(yīng)的斷面面積。

項(xiàng)

1

1.6

遠(yuǎn)程纜道測(cè)流計(jì)算模塊

用過(guò)程中每個(gè)測(cè)點(diǎn)或多點(diǎn)分析推算的斷面平均流速乘以斷面面積，即得到瞬時(shí)斷面流量過(guò)程以及遠(yuǎn)程控制接收與展示等。

項(xiàng)

1

1.7

無(wú)人測(cè)船和無(wú)人機(jī)測(cè)流計(jì)算模塊

用過(guò)程中每個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算分析部分流量，累積斷面流量、平均水深和流速、斷面寬等信息，遠(yuǎn)程控制及展示等

項(xiàng)

1

1.8

參數(shù)設(shè)置模塊

在線流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、處理所面臨的條件不是靜態(tài)的，隨著測(cè)站水流環(huán)境的變化，需要及時(shí)采用新的參數(shù)，包括但不限于：
? 參與率定的實(shí)測(cè)流量測(cè)次參數(shù)（選擇或錄入）；
? 代斷流速關(guān)系參數(shù)，代斷流速關(guān)系使用條件參數(shù)；
? 監(jiān)測(cè)流速優(yōu)化處理功能設(shè)置參數(shù)（開(kāi)關(guān)）；
? 實(shí)測(cè)大斷面（水位面積查算表）使用時(shí)間范圍參數(shù)；
? 計(jì)算代表流速的單元（垂線）參數(shù)；等。

項(xiàng)

1

1.9

流量月報(bào)表編制模塊

在測(cè)站日常工作中，需要編制流量月報(bào)表，以供檢查、存檔等。

項(xiàng)

1

2

自動(dòng)蒸發(fā)生成

根據(jù)自動(dòng)蒸發(fā)器監(jiān)測(cè)得到的水面高度信息、不定時(shí)注水量信息和排水量信息，結(jié)合自計(jì)雨量計(jì)監(jiān)測(cè)得到的雨量信息，采用公式：
? 蒸發(fā)量=水面高度差+雨量-排水量+注水量
? 計(jì)算生成時(shí)段蒸發(fā)量。

項(xiàng)

1

3

自動(dòng)含沙量生成

自動(dòng)含沙量監(jiān)測(cè)設(shè)備，均是通過(guò)監(jiān)測(cè)水體中懸浮顆粒的密度、濁度等信息（以下統(tǒng)稱濁度），再通過(guò)換算關(guān)系計(jì)算出含沙量的

3.1

濁度與含沙量關(guān)系率定模塊

抽取自動(dòng)含沙量監(jiān)測(cè)的濁度信息過(guò)程中與人工實(shí)測(cè)含沙量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，建立相關(guān)關(guān)系（濁度-含沙量關(guān)系）。
? 對(duì)于建立的關(guān)系，需要進(jìn)行關(guān)系曲線檢驗(yàn)，包括：符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn)。

項(xiàng)

1

3.2

監(jiān)測(cè)信息優(yōu)化處理模塊

受水體擾動(dòng)、漂浮物、浮游生物等多種因素影響，自動(dòng)含沙量監(jiān)測(cè)的濁度過(guò)程會(huì)出現(xiàn)異常波動(dòng)，需要通過(guò)一定的算法剔除異常值。

項(xiàng)

1

3.3

含沙量生成

根據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)間，選取對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將自動(dòng)含沙量監(jiān)測(cè)的濁度信息轉(zhuǎn)換為含沙量信息。

項(xiàng)

1

4

土壤墑情生成

省有關(guān)規(guī)劃中，擬按上級(jí)部門要求建立一批土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。系統(tǒng)需預(yù)留此功能接口。

項(xiàng)

1

5

地下水水位生成

省已規(guī)劃建設(shè)一批地下水監(jiān)測(cè)站，根據(jù)其工作原理，地下水水位計(jì)實(shí)際監(jiān)測(cè)的是探頭所在位置的水深，需要根據(jù)繩長(zhǎng)（地面到探頭的距離）換算為地下水埋深，再根據(jù)地面高程換算生成地下水水位。

項(xiàng)

1

6

含氯度生成

省海岸線很長(zhǎng)，沿海部分河流受海水上朔影響，為保障河口地區(qū)供水、灌溉等用水，需進(jìn)行含氯度監(jiān)測(cè)。現(xiàn)有的自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要采用電導(dǎo)率等間接監(jiān)測(cè)手段，所監(jiān)測(cè)的信息需要通過(guò)換算得到所需的含氯度要素信息。

項(xiàng)

1

7

試算需求

以上所列流量、蒸發(fā)、含沙量、土壤墑情、地下水水位、含氯度等復(fù)合要素，在利用監(jiān)測(cè)信息生成過(guò)程中，均涉及到轉(zhuǎn)換關(guān)系的使用。對(duì)所使用的轉(zhuǎn)換關(guān)系，需要進(jìn)行試算比較，才能確認(rèn)。故，以上各部分，均需考慮試算需求。

項(xiàng)

1

8

數(shù)據(jù)流向

通過(guò)以上流程處理生成的流量、蒸發(fā)等復(fù)合要素信息，推送到遙測(cè)平臺(tái)，或直接存儲(chǔ)到遙測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，供后續(xù)水情報(bào)訊等使用。

項(xiàng)

1

9

算法模型開(kāi)發(fā)

集成二線能坡法、水利因素(水位流量關(guān)系等)法、量水堰法、比降面積法、水利工程法等流量計(jì)算模型，以及泥沙量的各種計(jì)算模型，提供流量和泥沙含量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、分析和后臺(tái)自動(dòng)計(jì)算功能。

項(xiàng)

1

10

遙測(cè)終端接入模塊

接收遙測(cè)終端傳輸過(guò)來(lái)的浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、氣泡式水位計(jì)、雷達(dá)式水位計(jì)、電子水尺、翻斗式雨量計(jì)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備（水雨情）、蒸發(fā)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、含氯度自動(dòng)檢測(cè)儀、墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、光電測(cè)沙儀的數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)碼、處理，將計(jì)算結(jié)果傳輸至歸集模塊。

?

項(xiàng)

1

11

歸集模塊的對(duì)接模塊

接收歸集模塊傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，將其處理后，傳輸至歸集模塊中的數(shù)據(jù)庫(kù)。將復(fù)合要素生成子模塊所接收的所有原始數(shù)據(jù)傳輸至歸集模塊中的歸集庫(kù)（原始數(shù)據(jù)庫(kù)）。

項(xiàng)

1