一种用于海水环境监测数据统计系统及其统计方法与流程

1.本发明涉及海洋监测技术领域，具体是一种用于海水环境监测数据统计系统及其统计方法。


背景技术：

2.海洋环境监测包括海洋水文气象观测、海洋环境保护监测和海洋环境预报，是关系到海洋环境保护事业健康发展的前提和基础，是减少海洋环境污染的重要手段，通过海洋环境监测可以防止污染损害，维护生态平衡，保障人体健康，促进经济和社会的可持续发展。
3.中国专利公开了海洋环境监测数据的统计方法及系统（授权公告号cn106709844a），该专利技术对海洋环境监测数据的分层统计，实现了对海洋环境监测数据进行统一的、标准化的数据统计。统计结果能够体现对监测工作时空尺度的衡量、监测方案完成情况的要求。统计粒度上从监测指标、监测要素到监测任务，各层统计结果可以分别应用或组合应用，满足各级管理机构开展监测数据情况摸底、监测任务完成情况评估、数据共享与交互、数据应用服务等需求，提高了海洋环境监测数据统计标准化程度和统计效率，但是其不能对海洋内的监测因素进行分析预判，从而不能有效地减轻风险的发生。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于海水环境监测数据统计系统及其统计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于海水环境监测数据统计系统，包括用户登录模块、区域划分模块、数据检索查询模块、数据时空分析模块、环境质量评价模块、数据输入输出模块、综合数据库模块、预警报警模块和信息发布模块，所述数据时空分析模块由数据时间分析单元和数据空间分析单元组成；所述数据时间分析单元用于估算和研究某一时间序列监测要素变化过程中所存在的统计规律性，以体现监测要素的变化轨迹；所述空间分析单元用于描述监测数据的空间分布规律，并以地图的形式表现出来；所述环境质量评价模块由水质单因子评价单元、污染物分类评价单元和污染点源分析评价单元组成；所述水质单因子评价单元用于确定该海域的污染状况；所述污染物分类评价单元用于反映该海域受到各类污染物综合污染状况；所述污染点源分析评价单元用于主要污染物和主要污染源。
6.一种用于海水环境监测数据的统计方法，包括以下步骤：s1、海洋区域划分：基于gis技术，通过区域划分模块采用投影坐标划分的方式对监测的海洋区域按网格进行划分，并判断采集的数据来自哪一网格区域；s2、风险指数判别：将综合数据库模块内各要素指标的历史数据导入该网格区域
内，并调取该网格区域内历史上发生事故的种类、数量和概率，导致事故发生的因素，计算出每个网格区域内各项事故的可能性指数，综合可能性指数和事故种类危险等级指数，计算出综合风险概率指数；s3、变化规律分析：通过数据时空分析模块对海洋环境监测数据进行时间和空间上的分析，在时间和空间上反映海洋环境要素的分布和变化情况，分析海洋环境的变化规律；s4、污染因素判别：通过环境质量评价模块确定区域网格内的污染状况；并进行分类评价；同时确定主要污染物和主要污染源；s5、监测异常报警：通过预警报警模块对监测采集的异常数据进行判断、分析，并对异常数据的发展趋势进行预测，结合综合风险概率指数，根据海洋区域内的安全等级，有区分地进行预警报警。
7.作为本发明再进一步的方案：所述数据时间分析单元包括基于时间跨度的时间分析模式和基于变动因素的时间分析模式；所述基于时间跨度的时间分析模式用于对某一时间内同一网格区域内某个监测要素的监测值进行比较；所述基于变动因素的时间分析模式用于对某一监测要素的监测值的周期性变化进行分析。
8.作为本发明再进一步的方案：所述数据空间分析单元包括空间统计分析模式和空间等值线分析模式；所述空间统计分析模式用于反映海洋环境污染敏感区域；所述空间等值线分析模式用于分析监测数据随空间的变化规律。
9.作为本发明再进一步的方案：所述预警报警模块包括异常调查分析单元、趋势预测单元和安全评价单元；所述异常调查分析单元用于对监测采集的异常数据进行分类、分析，并对异常数据出现的原因进行判断；所述趋势预测单元用于对监测要素未来发展变化进行预测；所述安全评价单元用于对海洋区域内的环境状况进行安全等级评价。
10.作为本发明再进一步的方案：所述趋势预测单元包括定性预测和定量预测；当综合数据库模块内缺少某一因素同类历史数据或历史数据较少，根据采集的数据、发展变化趋势以及特征进行定性预测；当综合数据库模块内存储有大量的某一因素同类历史数据或历史数据，依据历史数据和统计资料，利用数学分析方法，建立表现数量关系的模型，对未来可能出现的结果进行定量预测。
11.作为本发明再进一步的方案：所述综合数据库模块包括水文气象数据库、水质数据库、沉积物数据库、生物质量数据库、化学物质数据库、地理信息数据库、信息产品数据库和用户管理数据库。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过数据时空分析模块对海洋环境监测数据进行时间和空间上的分析，分析海洋环境的变化规律；通过环境质量评价模块对网格海域的污染状况进行分析评价，并判断出主要污染物和污染源，通过预警报警模块对监测采集的异常数据进行分类、分析、判断，并对监测要素未来发展变化进行预测，并以地图和图表的形式表现出来，方便、简洁、直观，可以有效地帮助使用者及时作出准确地判断，减少海洋污染的发生或避免造成更大的
海洋危害。
附图说明
13.图1为一种用于海水环境监测数据统计系统的结构示意图；图2为一种用于海水环境监测数据统计的统计方法的流程示意图；图3为一种用于海水环境监测数据统计系统中数据时空分析模块的结构示意图；图4为一种用于海水环境监测数据统计系统中环境质量评价模块的结构示意图；图5为一种用于海水环境监测数据统计系统中预警报警模块的结构示意图。
具体实施方式
14.请参阅图1～5，本发明实施例中，一种用于海水环境监测数据统计系统，包括用户登录模块、区域划分模块、数据检索查询模块、数据时空分析模块、环境质量评价模块、数据输入输出模块、综合数据库模块、预警报警模块和信息发布模块，通过人机交互的方式，对监测的水文、气象、化学、生物要素数据进行时空变化趋势分析和环境评价分析，并以地图和图表的形式表现出来，再存储到综合数据库模块中，数据时空分析模块由数据时间分析单元和数据空间分析单元组成；数据时间分析单元用于估算和研究某一时间序列监测要素变化过程中所存在的统计规律性，以体现监测要素的变化轨迹；空间分析单元用于描述监测数据的空间分布规律，并以地图的形式表现出来；环境质量评价模块由水质单因子评价单元、污染物分类评价单元和污染点源分析评价单元组成；水质单因子评价单元用于将各因子的监测值与评价标准值进行对比，计算出相应的标准指数，再根据标准指数的大小，确定海水、沉积物和生物体的主要污染因子和影响因子，进而确定该海域的污染状况；污染物分类评价单元用于将污染物进行分类，并通过分类评价的方式反映该海域受到各类污染物综合污染状况；污染点源分析评价单元用于根据各污染物和各污染源的排放量大小以及累计百分比大小，对入海排污口的污染进行评价，确定主要污染物和主要污染源。
15.一种用于海水环境监测数据的统计方法，包括以下步骤：s1、海洋区域划分：基于gis技术，通过区域划分模块采用投影坐标划分的方式对监测的海洋区域按网格进行划分，并判断采集的数据来自哪一网格区域；s2、风险指数判别：将综合数据库模块内各要素指标的历史数据导入该网格区域内，并调取该网格区域内历史上发生事故的种类、数量和概率，导致事故发生的因素，计算出每个网格区域内各项事故的可能性指数，综合可能性指数和事故种类危险等级指数，计算出综合风险概率指数；s3、变化规律分析：通过数据时空分析模块对海洋环境监测数据进行时间和空间上的分析，在时间和空间上反映海洋环境要素的分布和变化情况，分析海洋环境的变化规律；s4、污染因素判别：通过环境质量评价模块确定区域网格内的污染状况；并进行分类评价；同时确定主要污染物和主要污染源；s5、监测异常报警：通过预警报警模块对监测采集的异常数据进行判断、分析，并
对异常数据的发展趋势进行预测，结合综合风险概率指数，根据海洋区域内的安全等级，有区分地进行预警报警。
16.优选的，数据时间分析单元包括基于时间跨度的时间分析模式和基于变动因素的时间分析模式；基于时间跨度的时间分析模式用于对某一时间内同一网格区域内某个监测要素的监测值进行比较，并以曲线图的形式表现出来；基于变动因素的时间分析模式用于对某一监测要素的监测值的周期性变化进行分析，并以曲线图的形式表现出来。
17.优选的，数据空间分析单元包括空间统计分析模式和空间等值线分析模式；空间统计分析模式用于对某一监测要素在同一网格区域同一时间进行类比分析，得出某一网格区域监测要素的最大值、最小值以及平均值的动态显示，以反映海洋环境污染敏感区域；空间等值线分析模式用于对指定的网格区域内的监测数据进行分析，并按照分布的强度，把监测值相同的点用线段连接起来，形成等值线，分析其随空间的变化规律。
18.优选的，预警报警模块包括异常调查分析单元、趋势预测单元和安全评价单元；异常调查分析单元用于对监测采集的异常数据进行分类、分析，例如对气象、水文、盐度、海上溢油、化学污染、赤潮、海水富营养化进行分类，并对异常数据出现的原因进行判断，例如因何种原因造成了漏油事故的发生，属于自然灾害还是属于人为事故，异常调查分析单元包括单因素分析和多因素交叉分析；趋势预测单元用于对影响指标变化的所有监测要素的发展趋势进行统计分析，判断出影响指标变化的关键因素，得出该因素上升或下降速率，以及持续的时间，并综合考虑其他相关要素，同时综合数据库模块中的历史同期数据进行对比分析，对未来发展变化进行预测；安全评价单元用于对海洋区域内的环境状况进行安全等级评价，安全等级分为红橙黄蓝四个等级，红色危险程度最高，蓝色危险程度最低，当某一区域安全等级达到黄色时，及时发出预警提示，进行重点监测，当某一区域安全等级达到黄色时，立即发出报警信号，并增加监测频率和监测范围，采取相应行动。
19.优选的，趋势预测单元包括定性预测和定量预测；当综合数据库模块内缺少某一因素同类历史数据或历史数据较少，根据采集的数据、发展变化趋势以及特征进行定性预测；性预测采用的手段包括主观概率法、趋势判断法、类推法和相互影响法；当综合数据库模块内存储有大量的某一因素同类历史数据或历史数据，依据历史数据和统计资料，利用数学分析方法，建立表现数量关系的模型，对未来可能出现的结果进行定量预测，定量预测采用的手段包括回归分析法、时间序列趋势外推法、灰色预测法、组合预测法。
20.优选的，综合数据库模块包括水文气象数据库、水质数据库、沉积物数据库、生物质量数据库、化学物质数据库、地理信息数据库、信息产品数据库和用户管理数据库，通过不同的数据库将不同的数据信息分类存储。
21.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。