基于传感器网络的水土保持监测系统的研究与实现
随着江西省经济的发展,工业化进程的加剧,自然环境也受到更大程度的改变与破坏,其中水土流失已成为一个日益严重和迫在眉睫的问题,而治理水土流失的第一步也是重要的步骤就是对水土流失进行实时监测。然而,因水土流失面积大、波及范围广，传统的监测技术难以全面而清晰的监测水土流失情况，且对监测数据的管理与分析又较为落后。因此急需建立一个基于现代信息化技术的水土流失监测平台以应对日益严重的水土流失现状。 鉴于此,本文研究结合WebGIS技术、4G通信技术,设计了一种基于传感器网络的水土保持数据监测系统,可将监测站点传感器所采集的水土保持信息实时上报至监测系统,并利用WebGIS技术将不同测站的监测数据可视化呈现在地图上,使监测手段更加多样化,水土流失管理水平信息化。提高对自然环境的感知能力,实现对监测数据的统一管理与分析。以下是文章的主要研究工作： 1)本文通过调研分析，深入研究了相关的关键技术，如：Netty通信技术、Vue前端框架技术、水土流失预测方程及其影响因子求解方法等，重点对Netty中传感器与服务器通信协议的设计进行了分析与展示，同时给出了水土流失影响因子的特征区域求解，为系统研究区域内水土流失预测的准确性提供了可靠的计算方法与依据。 2)本文重点介绍基于传感器网络的水土保持监测系统涉及的关键技术及其框架结构，主要从无线通信技术、通信协议设计、Netty框架、数据处理机制与流程等几方面介绍了监测系统的技术基础，其中在通信协议中详细说明了协议设计的思路与过程。以上技术与设计过程为水土保持监测系统提供了传感器与系统通信的基础。 3)本文对基于传感器网络技术构建水土保持监测系统的方法进行了编码和阐述，最终形成了一个可上线、可使用的水土保持监测系统。对基于KF的数据异常检测算法进行了程序编写与展示，通过卡尔曼滤波对监测数据进行滤波处理和最优估计，得到准确的数据变化曲线。并基于水土流失方程提供了降雨量与水土流失相关性展示，最后测试了系统功能与性能。通过上述几个实例展示结果表明，基于传感器网络技术构建的水土保持监测系统具有较高的实用性，同时将理论较好的应用于信息化技术中，为行业信息化具有更多专业性应用进行了探索。
水土保持;数据监测系统;传感器网络;卡尔曼滤波
东华理工大学
硕士
地理学
邹时林
2020
中文
S157;TP277
2021-02-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）