監(jiān)測平臺范文
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導語：如何才能寫好一篇監(jiān)測平臺，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
關鍵詞：DVB平臺 MPEG-2 碼流分析儀 碼流監(jiān)測 C/N QAM調制
中圖分類號：TN938 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0037-01
1 背景
傳統(tǒng)的數(shù)字監(jiān)測，通過輸出圖像，靠人工監(jiān)看和評估方式，根本無法及時準確的判斷和預警，通過碼流分析儀，人工方式逐點進行碼流測試和分析，也無法多點同時在線監(jiān)測，反而造成了人力、物理等維護成本的增加，也未能保障節(jié)目的播出品質，保障節(jié)目的安全播出。
針對數(shù)字電視傳輸中各級信源綜合監(jiān)測而推出的DVB平臺的監(jiān)測。該系統(tǒng)基于嵌入式結構，綜合數(shù)字電視解密解擾、數(shù)字電視傳輸信道監(jiān)測、碼流監(jiān)測、多畫面顯示、網絡監(jiān)管等眾多功能為一體的平臺DVB監(jiān)測。
2 數(shù)字電視系統(tǒng)前端的構成
一般由數(shù)字衛(wèi)星接收機、復用器、QAM等設備組成。數(shù)字衛(wèi)星接收機對接收的節(jié)目進行QPSK解調并輸出碼流；復用器將多個傳輸流復用為一個數(shù)字傳輸流，實現(xiàn)在一個模擬電視頻道上傳輸1-8路數(shù)字電視節(jié)目；碼流適配和QAM調制，對國家、省級等通過SDH下傳的數(shù)字節(jié)目流進行碼率調整，完成SDH--DS3（44.736Mbps）到DVB--ASI（22-56Mbps）接口的轉換；并對其進行QAM調制。
3 DVB平臺的監(jiān)測
監(jiān)測系統(tǒng)主要是由信源監(jiān)測（SDI流、ASI流）到復用器的輸出監(jiān)測（TS傳輸流）到QAM的監(jiān)測（RF信號）3個部分組成，涵概監(jiān)測信號從基帶傳輸流到單節(jié)目碼流到TS復用傳輸碼流最后到射頻信號的監(jiān)測，在這里面我們的射頻監(jiān)測對象主要是DVB-C的QAM調制監(jiān)測，同時支持QPSK、COFDM的物理層監(jiān)測。保障節(jié)目的播出質量、保障節(jié)目的安全播出，需要對數(shù)字信號的幾個方面進行分析：HDTV多畫面監(jiān)測（可將加擾流解擾監(jiān)看）、碼流層的各種信息、射頻信號的各種參數(shù)的監(jiān)測三方面，通過統(tǒng)一網管進行集中監(jiān)視、監(jiān)測、分析、報警。
監(jiān)測的重點放在數(shù)字電視系統(tǒng)的末端，通過監(jiān)測設備實時的監(jiān)測，深入分析、相應的報警信息判斷出輸入和輸出信號的質量及安全，碼流的深入分析，作為信號質量劣化分析點和故障判斷點。
以我市有線電視數(shù)字電視監(jiān)測系統(tǒng)為例，我們采用的是2臺監(jiān)測主機射頻信號（加擾流）進行在線實時監(jiān)測，監(jiān)測主機監(jiān)測分為4個層面：（1）HDTV多畫面監(jiān)視；（2）在線實時碼流分析；（3）在線射頻分析；（4）聯(lián)動報警。
監(jiān)測主機對射頻信號、信道調制信號、TS流、TS加擾流、MPEG壓縮信號進行系統(tǒng)的分析并監(jiān)測，并將接收到的信號進行解擾、解碼，通過多畫面HDTV處理顯示輸出。在監(jiān)視圖像和聲音的同時，可實時監(jiān)視、監(jiān)測射頻信號、信道調制信號、TS碼流、音視頻信號的指標，通過網絡拓撲圖，可以在線實時監(jiān)視各個點的狀態(tài)，達到統(tǒng)一監(jiān)視、集中管理的目的。
功能應用層：根據(jù)網管系統(tǒng)提供的信息和數(shù)據(jù)，監(jiān)測主機通過硬件獨立完成各個功能，包括前端網絡拓撲圖、運行狀態(tài)信息顯示、報警提示、日志生成和查詢等。
數(shù)據(jù)處理層：通過SNMP協(xié)議，將監(jiān)測主機分析的數(shù)據(jù)匯聚到網管服務器端，進行存儲、過濾和分類。
監(jiān)測數(shù)據(jù)層：完成節(jié)目的質量、內容的監(jiān)測功能，并輸出相關的運行狀態(tài)和參數(shù)信息。
（1）監(jiān)測點A：HDTV高清多畫面監(jiān)測
監(jiān)測主機內置獨立的視、音頻解碼器；內置多畫面分割器；內置獨立的解擾模塊；內置矩陣切換功能。監(jiān)測主機將接收到的信號進行解碼、解擾，通過HDTV多畫面輸出顯示。
通過多畫面的監(jiān)測，完成對加擾流或清流輸出質量的監(jiān)測，除了可以對視音頻的信息監(jiān)測（靜幀、黑場、伴音、馬賽克等）外，還可以將碼流層的報警信息在屏幕上顯示（聯(lián)動報警），使操作員可以通過屏幕也可了解到某節(jié)目的狀態(tài)信息。
（2）監(jiān)測點B：碼流核心監(jiān)測
監(jiān)測主機內嵌碼流分析功能，一臺設備含有16個碼流分析模塊，可以同時對16個MPTS流在線實時碼流分析。
監(jiān)測主機通過內嵌的碼流分析功能，完成對MPEG/TS碼流和參數(shù)的監(jiān)視、監(jiān)測、分析和報警，符合ISO/IEC和TR101 290三類優(yōu)先級共計3級22個參數(shù)的實時在線監(jiān)視、監(jiān)測、分析和報警：
第一級：（直接與正確解碼相關的監(jiān)測項）：傳輸流同步丟失、同步字節(jié)錯誤、PAT錯誤、節(jié)目映射表錯誤、連續(xù)技術錯誤、PID錯誤、共計6個參數(shù)。
第二級：（連續(xù)性監(jiān)測項和一些重要的監(jiān)測項）：傳送包錯誤、節(jié)目時鐘參考錯誤、PCR精度錯誤、CRC錯誤、PTS錯誤、CAT錯誤。共計6個參數(shù)。
第三級：（與應用相關的監(jiān)測項，但不影響正常解碼）：網絡信息錯誤、SI表重復錯誤、緩沖器錯誤、未引用PID錯誤、業(yè)務表述表錯誤、時間信息表錯誤、運行狀態(tài)錯誤、時間日期錯誤、時間日期表錯誤、緩沖器空錯誤、數(shù)據(jù)延世錯誤。共計10個參數(shù)。
（3）監(jiān)測點C：射頻信號監(jiān)測
完成對射頻信號的性能參數(shù)（通過電平，符號率，MER，EVM，星座圖和RS前后的BER等）進行實時監(jiān)視、監(jiān)測、分析和報警。根據(jù)信號標準，判定信號的好壞，是否有干擾等。前端綜合網管系統(tǒng)：
作為前端核心的信息操作，系統(tǒng)設計采用了基于IP技術的DVB監(jiān)測體系，分布式架構，監(jiān)測主機網管通過網絡對接監(jiān)測主機，實現(xiàn)對系統(tǒng)中的各個硬件設備監(jiān)測的信息的監(jiān)測，通過統(tǒng)一界面監(jiān)看，了解系統(tǒng)中各個信號的信息。
RF失鎖報警：可判斷是否有信號，有著綠燈、無紅燈提示。
TS錯誤報警：了解2個MPTS當前的狀態(tài)，發(fā)生錯誤紅燈提示、恢復為黃燈（曾經錯誤過）、綠色表示正常。當發(fā)生錯誤時，點擊對應的通道，可在下方查看出某個節(jié)目發(fā)生什么錯誤，及時提醒操作員處理。
圖像報警：可查看出現(xiàn)目前各個節(jié)目的狀態(tài)，綠燈正常，紅燈表示某個節(jié)目發(fā)生錯誤。
篇2
關鍵詞： 云平臺； 中小橋梁； 施工O控； 健康監(jiān)測
中圖分類號：TP399 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）02-13-03
0 引言
近年來有關橋梁結構的安全問題頻發(fā)，橋梁結構安全已經成為大眾關注的焦點之一；許多橋梁采用了施工控制技術來保證施工期安全，一些重要的橋梁還安裝了健康監(jiān)測系統(tǒng)來保證運營期安全。然而這些應用目前仍存在許多問題[1]。
一是施工監(jiān)控大多采用便攜儀表進行人工測量和記錄，信息化程度和效率低下，信息丟失嚴重；測量數(shù)據(jù)的分析計算離線進行，實時性差，監(jiān)控指令容易滯后；理論與實測數(shù)據(jù)的對比分析等操作低效，更深入的數(shù)據(jù)分析較困難。
二是運營期的橋梁健康監(jiān)測，由于造價和運維成本高昂，主要在大型橋梁上實施，在量大面廣、事故頻發(fā)的中小橋上反而很難推廣；監(jiān)測系統(tǒng)軟件復用性低， 研發(fā)調試周期長；監(jiān)控中心專業(yè)技術力量不足，專家支持成本高；多座橋梁的監(jiān)測數(shù)據(jù)難以共享。
云計算是當代信息技術發(fā)展的主要趨勢，互聯(lián)網的計算架構也由“服務器+客戶端”向“云服務平臺+客戶端”演變[2]。基于云計算技術與云服務理念，建立一個橋梁結構云監(jiān)測平臺，可以有效解決橋梁施工監(jiān)控和健康監(jiān)測中碰到的以上幾個問題，主要有以下優(yōu)勢：
⑴ 解決了傳統(tǒng)橋梁結構監(jiān)測統(tǒng)一管理、系統(tǒng)整合的問題，使管理者無需關心監(jiān)控中心軟硬件開發(fā)與購置、系統(tǒng)運維等成本投入和數(shù)據(jù)傳輸與處理等深層次的技術問題，即可享受專家級云端監(jiān)測服務，投資性價比高；
⑵ 云監(jiān)測終端實現(xiàn)可插拔式操作，大大減少現(xiàn)場工作量，使監(jiān)測作業(yè)方便快捷，更具靈活性；
⑶ 解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)量大、并發(fā)突變等情況難以應變的問題，提高了系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性；
⑷ 能夠真正做到跨終端、集群式隨時隨地實時監(jiān)測，為管理者進行現(xiàn)場監(jiān)測和管理提供了極大便利，降低了橋梁現(xiàn)場發(fā)生事故的幾率。
1 橋梁結構云監(jiān)測平臺架構
本文提出的橋梁結構云監(jiān)測平臺架構如圖1所示，包括感知控制層、網絡傳輸層、數(shù)據(jù)匯聚層、應用層和信息輸出層。
云監(jiān)測終端匯接安裝在橋梁結構上的傳感器，將采集的數(shù)據(jù)編碼成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，再通過無線互聯(lián)網發(fā)送至云計算數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)匯聚層部署有數(shù)據(jù)整合和海量數(shù)據(jù)存儲管理工具，實現(xiàn)對各座橋梁數(shù)據(jù)的分庫存儲與管理。應用層各種橋梁結構云監(jiān)測服務模塊，模塊采用HTML5開發(fā)技術，可在PC端和各種智能終端設備上使用，用戶可以根據(jù)需要購買；同時，用戶可以在系統(tǒng)界面向云監(jiān)測終端發(fā)送指令，對終端進行診斷，并控制現(xiàn)場傳感器的數(shù)據(jù)采集[3]。
2 關鍵技術研究
2.1可插拔式操作的云監(jiān)測終端
橋梁結構云監(jiān)測終端可以外接電壓電流信號、振弦式以及振動等各類傳感器，將采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼后，通過無線通信方式傳輸?shù)皆破脚_進行處理[4]，云監(jiān)測終端使用方法如圖2所示。終端可以安裝部署在戶外的立桿或者墻壁上，自帶電池或者由太陽能供電，這種部署方式更加符合超大規(guī)模部署的條件，便于進行集成管理[5]。
2.2 基于松耦合分層技術的應用層設計模型
根據(jù)云監(jiān)測應用需求和現(xiàn)代軟件設計思想，將本系統(tǒng)中的應用層設計為應用服務層、業(yè)務邏輯層和用戶界面層，分層設計模型如圖3所示。每一層都抽象地定義各自的功能和對外接口，每層都可以獨立開發(fā)，層與層之間通過共享數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以及調用中間件等進行通信[6]。
應用服務層通過云監(jiān)測終端直接與傳感器對接，轉發(fā)底層數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對不同傳感器的兼容；業(yè)務邏輯層采用插件式的模塊形式，由一個主監(jiān)聽程序和若干模塊插件組成，可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)處理需求、成本和性能等因素自由裁剪，增減功能；同時采用進程間通訊技術，可以兼容不同語言開發(fā)的插件，增加了系統(tǒng)的兼容性和開發(fā)效率。
2.3 使用云計算建立橋梁監(jiān)測應用平臺
橋梁結構云監(jiān)測平臺采用具有集中式、高性能計算特性的云計算模式。每座橋梁無需單獨的監(jiān)控中心和運維，在云計算數(shù)據(jù)中心都分配單獨的虛擬機計算資源，監(jiān)測系統(tǒng)相互獨立，即使其中某橋梁監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)生故障也不會影響其他監(jiān)測系統(tǒng)的運行。隨著橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)和計算等要求的增加，云計算可以提供快速的計算資源動態(tài)擴展，包括存儲空間和計算能力等。通過虛擬機鏡像，提供了方便快捷的服務、應用和數(shù)據(jù)的備份還原解決方案；同時利用云計算構建統(tǒng)一的運維架構，便于對大規(guī)模中小橋進行集成式管理[8]。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)與工程應用
系統(tǒng)采用VMware構建橋梁結構監(jiān)測云計算基礎架構，采用云監(jiān)測終端進行數(shù)據(jù)采集與傳輸，在數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)橋梁監(jiān)測的接入和后臺管理，在PC端、智能設備端提供人機交互界面。系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能。
⑴ 橋梁監(jiān)測的接入：云監(jiān)測終端接入橋梁監(jiān)測現(xiàn)場的傳感器，運行在服務器端的數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的解算和存儲管理，可以進行監(jiān)測站配置、監(jiān)測點配置、監(jiān)測數(shù)據(jù)實時查看等功能。
⑵ 云監(jiān)測終端設備監(jiān)控管理：通過監(jiān)聽終端設備是否在線、發(fā)送診斷指令的方式，可以診斷終端設備狀態(tài)；同時可以遠程發(fā)送控制指令，修改數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)、傳感器采樣頻率、數(shù)據(jù)歸零等功能。
⑶ 橋梁監(jiān)測服務：通過Web平臺和APP應用的方式提供橋梁監(jiān)測云服務，針對用戶實際需求開放不同的模塊。主要的模塊包括：GIS地圖集成管理、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)查看、歷史數(shù)據(jù)查看和下載、數(shù)據(jù)分析報告、監(jiān)測預警、終端設備遠程監(jiān)控。
目前平臺已在平潭海峽大橋施工區(qū)域監(jiān)測、武漢楊泗港大橋沉井監(jiān)測、福州金山大橋施工監(jiān)控、福州瑯岐匝道橋長期監(jiān)測、云南大瑞鐵路瀾滄江特大橋施工監(jiān)控等項目中得到應用。實際應用證明，采用監(jiān)測云服務平_，極大簡化了監(jiān)測現(xiàn)場的工作，能夠快速穩(wěn)定獲取監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提高工作效率，降低監(jiān)測成本。
4 結束語
本文針對橋梁施工監(jiān)控和健康監(jiān)測存在的問題和不足，對橋梁監(jiān)測云服務平臺進行了研究與實現(xiàn)。經過廣泛實踐應用證明，橋梁監(jiān)測云服務平臺與現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)相比，投入成本、部署效率和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性等方面具有明顯優(yōu)勢，十分適合在橋梁施工監(jiān)控、大規(guī)模中小橋監(jiān)測中推廣應用。
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篇3
【關鍵詞】人身安全；硫化氫；報警系統(tǒng)
在石油工業(yè)特別是石油化學工業(yè)的生產過程中，會產生大量有毒有害氣體，這些有毒有害氣體既污染環(huán)境又對生產者的身體健康造成極大影響。目前對有毒有害氣體的監(jiān)測仍采用傳統(tǒng)的、較為復雜的監(jiān)測方法，費時費力且不適合于全天候、連續(xù)、多點的監(jiān)測工作。其中硫化氫就是油氣鉆井過程中的無形殺手之一。
1、硫化氫簡介
硫化氫（分子式H2S）是一種無色、劇毒、弱酸性、具有明顯臭雞蛋味的氣體，當濃度超過一定程度時，在很短的時間內即可致人傷殘或死亡，是油氣鉆井過程中的無形殺手。因此，為確保人員的絕對安全，杜絕硫化氫中毒事故的發(fā)生，設計一款硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)，成為生產過程中的必需。本文針對目前彭陽采油作業(yè)區(qū)生產井硫化氫嚴重超標設計的一款井場硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)，能夠及時的監(jiān)測到硫化氫氣體濃度的變化，并發(fā)出警報提醒工作人員予以處理，可以保證工作人員的生命安全。
2、硫化氫檢測方法
2.1快速測定管法
快速測定管法是現(xiàn)場檢測大氣中硫化氫含量的常用方法。原理是將吸附醋酸鉛（PbAC2）和氯化鋇（BaCl2）的硅膠裝入細玻璃管內，抽100ml含硫化氫的氣體，在60s內注入，形成褐色硫化鉛（PbS）。根據(jù)硅膠柱變色的長度測定出硫化氫的體積分數(shù)?，F(xiàn)場錄井是在鉆井液出口槽面上，用注射器抽取100ml氣樣，通過測定管，硅膠柱變色長度與標準尺比較，求得硫化氫的體積分數(shù)。此法具有簡單、方便快捷、便于攜帶和靈敏度高的優(yōu)點。
2.2醋酸鉛試紙法
醋酸鉛試紙與硫化氫反應生成褐色硫化鉛，與標準比色板對比求得硫化氫的體積分數(shù)。此法適用于鉆井液和硫化氫測量，是一種定性和半定量方法。
2.3硫化氫報警法
利用硫化氫的氧化還原反應這一原理，為了準確測定硫化氫體積分數(shù)變化，把發(fā)生化學反應的電極與電路組合在一起，硫化氫的體積分數(shù)變化由儀器檢測下來并自動報警。它可以連續(xù)檢測大氣中硫化氫體積分數(shù)，當指針達到預定調節(jié)位置時，儀器就發(fā)出警報聲。這種儀器已成為碳酸鹽巖地層錄井井場常用的必須配備的儀器，這種儀器我們通常稱之為硫化氫傳感器。
已上前兩種報警方法均需人員現(xiàn)場操作，危險系數(shù)大且不易隨時進行，難以現(xiàn)場硫化氫濃度實時監(jiān)控，第三種方法便于隨時對現(xiàn)場硫化氫濃度進行掌控。
3、系統(tǒng)設備選型
基于硫化氫報警法的可監(jiān)測濃度變化，反應速度快，可持續(xù)測量，不需人工操作等特性本設計采用此測量原理進行硫化氫的監(jiān)測。本系統(tǒng)以索福達SFD-300ⅡSW（P）半導體式作為固定探頭進行數(shù)據(jù)采集處理及報警，并上傳至RTU中并通過網絡傳至監(jiān)控電腦。
3.1報警器工作流程
主程序主要是完成系統(tǒng)初始化以及各個程序之間的聯(lián)系任務。其主程序流程圖如圖1所示。系統(tǒng)接電源后，程序先將P1口置0，然后調用A/D轉換測量子函數(shù)，把輸入的電壓轉換成數(shù)字量，最后進行數(shù)據(jù)與設定量的比較，進行報警與否。
硫化氫報警器主要分為5個模塊組成，傳感器信號的采集模塊，I/U轉換與電壓放大模塊，A/D轉化模塊，PLC處理模塊和報警及顯示模塊。先通過傳感器檢測硫化氫，將輸出的電流信號轉換為電壓信號，送入調理電路進行信號的放大，再經過A/D轉換器進行模數(shù)轉換后送入到PLC中，通過PLC處理，根據(jù)預設的報警級別進行分級報警，并顯示實時的硫化氫濃度，且通過RTU采集。
硫化氫氣體檢測儀現(xiàn)場安裝時，根據(jù)硫化氫比空氣重的特性選擇距離地面30CM的高度安裝表頭，檢測儀安裝位置根據(jù)現(xiàn)場硫化氫危害情況從安全及成本考慮合理安裝，保證設備完好有效運行。
彭陽硫化氫氣體監(jiān)測平臺采用陜西盛源通科技貿易有限公司自主開發(fā)的監(jiān)控平臺，使用SFD-300ⅡS硫化氫氣體報警器，該系統(tǒng)采用現(xiàn)場儀表通過RTU采集數(shù)據(jù)，再通過局域網絡傳輸?shù)椒掌鳎诰钟蚓W內任意一臺電腦都可以通過安裝檢測平臺對已安裝硫化氫探數(shù)據(jù)顯示實時監(jiān)控，通過硫化氫可燃氣體報警器的合理安裝布局，在硫化氫濃度達到設置值時發(fā)生聲光電報警，且硫化氫氣體檢測平臺也會同時進行聲光報警，使得整個指揮系統(tǒng)對場站內硫化氫濃度及分布情況有一個整體掌控，在發(fā)生險情時通過集合視頻監(jiān)控系統(tǒng)及遠程喊話功能可以合理有效的指揮人員撤離到指定的安全區(qū)域，避免因為事故現(xiàn)場人員對周圍整體環(huán)境掌握不全面而指揮不當發(fā)生人員傷亡。
4、總結
硫化氫監(jiān)控系統(tǒng)突破了以前固定探頭安裝，在本地硫化氫含量超標時發(fā)生聲光報警，不能遠傳的格局，通過網絡技術實現(xiàn)硫化氫探頭數(shù)值遠傳的優(yōu)點，使得現(xiàn)場硫化氫數(shù)值“千里之外”均可掌控，極大程度的加強了“安全遠程監(jiān)控，事故及時處理”。從這一改進也可看出長慶油田第九采油廠以人為本，勇于創(chuàng)新，把員工生命健康放在第一位的工作理念。同時這一改進工作也為一些暫時遇到瓶頸的項目及創(chuàng)新提供了“靈感”，使得很多很有意義的改進及創(chuàng)新工作都有了前進的方向。
參考文獻
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作者簡介
篇4
[關鍵詞]共享應用 環(huán)境監(jiān)測 GIS平臺 研究探討 建議措施
[中圖分類號] X84 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-12-174-1
GIS是一種計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其主要是通過對空間數(shù)據(jù)信息進行獲取、儲存、整理、處理、檢索、分析和表達等。在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中運用地理信息系統(tǒng)主要是將環(huán)境信息進行獲取、分析、儲存和表達，然后為環(huán)境檢測和治理工作提供技術依據(jù)。環(huán)境GIS具有環(huán)境空間、廣泛實用、多技術集成和動態(tài)變化等特性。實現(xiàn)了環(huán)境檢測工作中各種圖標和報告的處理，對環(huán)境資源進行有效的分析和統(tǒng)計，為環(huán)境檢測和治理工作提供決策依據(jù)。
1構建環(huán)境GIS平臺需要實現(xiàn)的目標
首先要搭建環(huán)境監(jiān)測GIS平臺的框架，配備環(huán)境GIS平臺工具和軟硬件資源等，滿足統(tǒng)籌規(guī)劃的要求，提供基礎的檢測系統(tǒng)，降低運行和維護成本；2.監(jiān)理環(huán)境檢測的環(huán)境GIS數(shù)據(jù)庫，為檢測系統(tǒng)提供地圖資源服務，保證了資源的共享，是其他的數(shù)據(jù)庫和環(huán)境GIS數(shù)據(jù)庫資源共享；3.開發(fā)出系統(tǒng)需要的各種網絡組件，開發(fā)了基礎功能，簡化了操作流程，提高了工作效率。
2環(huán)境檢測GIS平臺數(shù)據(jù)庫
2.1數(shù)據(jù)的獲取
空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獲取方式有環(huán)境檢測專題數(shù)據(jù)獲取和基礎空間數(shù)據(jù)獲取兩種。（1）基礎空間數(shù)據(jù)是通過專業(yè)化的測量人員利用掃描數(shù)字化輸入、手扶跟蹤數(shù)字化輸入、航空攝影測量、遙感技術和GPS接收機等方式來獲得基礎地理和自然共同形成的數(shù)據(jù)信息；（2）環(huán)境檢測專題的數(shù)據(jù)是通過利用手持式GPS來測量，然后通過接收機導入到地理信息系統(tǒng)中定標，最后由航空攝影數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行配準處理。
2.2數(shù)據(jù)的處理
環(huán)境監(jiān)測空間的數(shù)據(jù)信息包括應急基礎數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、測繪部門提供的城市數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)很難直接被空間數(shù)據(jù)庫所識別和利用，需要經過處理。
數(shù)據(jù)處理主要包括下面幾個方面的內容：（1）數(shù)據(jù)的格式轉換，將空間數(shù)據(jù)中Coverage、WG、MIF、E000、DGN、TAB、VCT和DXF等格式轉化為MIF、E00格式，以及SDB格式的數(shù)據(jù)。（2）空間數(shù)據(jù)的坐標轉換，通過旋轉、平移和縮放等參數(shù)來進行數(shù)據(jù)坐標轉換。（3）為了建立空間數(shù)據(jù)的拓撲關系，需要將數(shù)據(jù)進行修改和刪除等工作，有時需要從地圖上通過分割和拼接的方式來獲取空間數(shù)據(jù)。（4）將轉換后的數(shù)據(jù)入庫，便于統(tǒng)一管理。
2.3數(shù)據(jù)的組織和存儲
空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織和存儲主要內容包括：（1）邏輯結構的設計，物理結構的設計和數(shù)據(jù)字典設計，主要是依據(jù)空間數(shù)據(jù)的分類編碼、元數(shù)據(jù)庫表結構、數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)庫表結構等。并在設計時嚴格按照設計規(guī)范和標準，注意編碼、符號、比例尺和坐標系等。（2）數(shù)據(jù)入庫，主要是根據(jù)標注，通過數(shù)據(jù)導入、手工輸入和接口接入等方法來完成數(shù)據(jù)入庫。（3）完成后進行自動化檢查。
為避免在數(shù)據(jù)整理中產生較大的數(shù)據(jù)誤差，需要通過特殊的方式來控制數(shù)據(jù)的質量。（1）人工控制，數(shù)字化數(shù)據(jù)跟數(shù)據(jù)源對比。（2）數(shù)據(jù)元檢查法。（3）相關性分析法，根據(jù)空間數(shù)據(jù)的地理特征進行相關性分析。（4）數(shù)據(jù)匹配法，把人口、環(huán)保和經濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)用特殊的方法匹配到矢量地圖中，跟遙感數(shù)據(jù)對比。
3環(huán)境檢測GIS平臺的基本功能
環(huán)境檢測GIS平臺主要是通過信息系統(tǒng)來實現(xiàn)的，其中在地圖數(shù)據(jù)管理、網絡、地圖數(shù)據(jù)查詢和通用GIS分析服務等方面具有很好的用途。
3.1地理數(shù)據(jù)的管理功能
用戶看到的地圖數(shù)據(jù)都是通過數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)的，其中經過地圖顯示和制圖輸出等過程，主要的管理包括三個方面：（1）制作地圖，根據(jù)實際的需要，通過數(shù)據(jù)整理和應用將數(shù)據(jù)轉變?yōu)槭疽鈭D、分布圖、分級圖和統(tǒng)計地圖等類型，并可以通過特殊的方式進行加強。（2）地圖的操作功能，在這些地圖上可以實現(xiàn)各種操作功能，其中包括地圖的量算、地圖比例縮放、圖層的控制和地圖的輸出等。（3）地圖的和管理，將地圖完成之后，進行保存，然后通過適量地圖的形式或者JPG、PNG、BMP等格式輸出。
3.2地圖數(shù)據(jù)查詢功能
地圖數(shù)據(jù)的查詢功能是信息系統(tǒng)中最基本功能，其中包括：（1）地圖縮放，縮小、放大、全幅顯示等；（2）空間定位，有時要查找某個位置，可以通過輸入坐標，行政區(qū)、圖幅等方式查詢；（3）可以將影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進行疊加；（4）實現(xiàn)圖形要素的符號化，按照標準實現(xiàn)地形圖標準的可視化；（5）可以實現(xiàn)圖屬混查、屬性查圖和圖查屬性的等方式。
3.3網絡功能
其主要功能是通過網絡平臺向公眾環(huán)境檢測的分布圖、重點污染圖和環(huán)境污染圖等。
用GIS分析服務功能：（1）空間分析，該功能是基本的分析功能之一，包括空間量算、空間查詢、空間變換、幾何分析、緩沖區(qū)分析、疊加分析、路徑分析和三維模型分析等。（2）插值分析，通過離散點的觀測數(shù)據(jù)來分析插值，并通過生成的數(shù)據(jù)信息來查詢柵格內的值。（3）柵格分析，水文分析、柵格統(tǒng)計、表面分析和柵格代數(shù)運算等。
4GIS平臺與環(huán)境監(jiān)測業(yè)務系統(tǒng)的應用集成
4.1環(huán)境應急監(jiān)測數(shù)據(jù)集成應用
環(huán)境應急監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成應用是通過信息系統(tǒng)平臺中的監(jiān)測數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來的，利用專題圖的方式來表達環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)在空間上的分布關系。例如，在水污染事故的處理中，可以根據(jù)污染源的情況，分析居民的應用水源，因為環(huán)境跟焦點要素存在空間關聯(lián)的關系，需要分析河流斷面、監(jiān)測點、護坡和水功能區(qū)等，然后分析環(huán)境數(shù)據(jù)和空間位置的關系，實現(xiàn)污染數(shù)據(jù)的可視化和地圖化。
4.2環(huán)境應急監(jiān)測專題集成應用
（1）環(huán)境影響范圍的分析，例如在化學品的泄漏應急事故中，可以利用空間疊加和信息系統(tǒng)緩沖區(qū)分析來找出影響范圍。
（2）空間聚集度分析，使用該功能可以分析離散的環(huán)境污染和突發(fā)事件點等的聚集程度。①采用空間趨勢分析，一方面可以分析事件的整體變化情況，另一方面能從微觀角度進行分析。②資源調度分析，通過信息系統(tǒng)可以分析出資源的分布狀況，對于研究資源的調度問題十分重要。③技術要素。1）充分利用環(huán)境檢測GIS平臺的各種工具和資源，數(shù)據(jù)資源、開發(fā)的軟件等；2）完善應急的環(huán)境檢測信息系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)庫進行整合處理3）根據(jù)實際需要，開發(fā)信息系統(tǒng)的功能。
篇5
關鍵詞：GIS集成平臺污染 緊急預案
1、概述
城市重大污染事件監(jiān)測報警應急系統(tǒng)集成平臺是城市突發(fā)事件報警應急揮系統(tǒng)的重要組成部分，是一個多部門處理突發(fā)重大污染事件的協(xié)同工作平臺。系統(tǒng)綜合運用地理信息系統(tǒng)、傳感與控制、GPS全球定位、無線移動通信網絡、虛擬仿真等技術，對城市發(fā)生重大污染事件實時大氣要素及現(xiàn)場污染物擴散方向、濃度梯度等數(shù)據(jù)進行快速采集和追蹤，通過監(jiān)控中心計算機進行污染擴散模式運算，預測污染物擴散方向、速度、區(qū)域、近地層污染分布梯度動態(tài)圖形顯示等；并根據(jù)重大污染事件類型和發(fā)生的空間位置、地形地勢、人口密度、交通道路等預先制定的應急預案，為重大污染事件應急指揮調度提供一個空間可視化、智能化技術平臺，應對城市突發(fā)重大污染事件給人們帶來的危害。
2、系統(tǒng)結構
2，1系統(tǒng)平臺結構
2，1，1 三層架構
系統(tǒng)基于Cli-cnt／Server＋Browser／Server體系結構；數(shù)據(jù)服務層、功能服務層、用戶表現(xiàn)層三層架構；動態(tài)菜單樹形權限結構。三層架構的相對獨立，保證系統(tǒng)的安全可靠性和高度可擴展性。
2，1，2應用系統(tǒng)結構
3、系統(tǒng)技術目標與功能
3，1技術目標
城市重大污染事件監(jiān)測報警應急系統(tǒng)集成平臺基于城市應急信息中心、城市各地大氣環(huán)境監(jiān)測網絡、現(xiàn)場車載移動監(jiān)測網和分布式數(shù)據(jù)庫架構，通過GIS服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、WWW服務器、應用服務器來實現(xiàn)整個網絡上的實時監(jiān)控信息、管理信息的交互、綜合和共享；實現(xiàn)統(tǒng)一的人機界面和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問；對各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一的監(jiān)測、控制和管理；實現(xiàn)跨子系統(tǒng)的聯(lián)動，提高整個系統(tǒng)工程的功能水平可以真正做到局域和遠程信息的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)資源的綜合共享，以及全局事件快速的處理和一體化的科學管理的要求。
3，2系統(tǒng)集成平臺總體功能結構
系統(tǒng)集成平臺基于Web GIS平臺主要包括地圖服務器、數(shù)據(jù)引擎、地理數(shù)據(jù)的維護更新機制以及基礎數(shù)據(jù)應用、。系統(tǒng)以地理信息應用為背景，將各自獨立的子系統(tǒng)連接起來，為用戶提供了一個統(tǒng)一管理和分級管理操作平臺。這一平臺上可以獲取各種管理信息，統(tǒng)一組織、統(tǒng)一處理，是一個具有監(jiān)視、控制、管理一體化功能的強大的信息管理系統(tǒng)。
3，3系統(tǒng)協(xié)同工作模式
系統(tǒng)集成平臺通過寬帶和移動CDMA無線網的集成，在系統(tǒng)集成平臺支持下實現(xiàn)突發(fā)污染事件現(xiàn)場車載GPS移動污染監(jiān)測數(shù)據(jù)；整個城市小網格大氣、污染環(huán)境實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與應急指揮信息中心服務器數(shù)據(jù)交換；不同業(yè)務技術部門對污染擴散動態(tài)模擬、趨勢預測會商；指揮調度協(xié)同工作。具有分布式結構、分級管理、跨部門協(xié)同、數(shù)據(jù)資源共享、管理智能化等功能，以適應當前與未來城市報警應急系統(tǒng)發(fā)展的客觀需求。
3，4網絡與通信集成
網絡與通信集成是將各種異構網集成到以太網，構成暢通的實時數(shù)據(jù)、語音、視頻網絡平臺，包括：城區(qū)小網格大氣環(huán)境監(jiān)測網，車載GPS／CDMA大氣、污染、視頻監(jiān)控無線移動網、緊急呼叫(話音、短信)網與應急調度指揮中心以太網的集成。在網絡服務器、數(shù)據(jù)庫支持下，通過各種通信接口實現(xiàn)跨部門遠程實時數(shù)字、語音、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸與交換；調度、緊急預案、緊急呼叫、管理數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)通過ODBC、OPC和動態(tài)IP／DNS解析技術解決信息中心服務器與車載移動監(jiān)測數(shù)據(jù)采集，視頻云臺、變焦遠程操作雙向通信。
3，5數(shù)據(jù)庫總體框架
分布式數(shù)據(jù)庫結構，各部門大氣污染實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫通過中間數(shù)據(jù)庫交換，用戶不直接操作有關部門數(shù)據(jù)庫。
3，6大氣污染車載端結構與功能
(1)移動監(jiān)測車載端由地面氣象要素、污染要素傳感器、監(jiān)測要素處理控制器、攝像機、單路視頻服務器、GPS定位、無線網卡、筆記本電腦、工作臺組成。
(2)主處理系統(tǒng)采用便攜筆記本電腦，視頻服務器、GPS、無線通信模塊接入筆記本。筆記本帶有地圖導航系統(tǒng)，可以實時顯示其他監(jiān)測車輛位置圖像；車載攝像機云臺、變焦、變倍操作，支持GSM報警短信功能；重要監(jiān)控視頻圖像文字說明編輯、監(jiān)測要素同步發(fā)送、圖像自動保存等功能。
3，7應用系統(tǒng)
應用系統(tǒng)是基礎地理信息系統(tǒng)的一個上層平臺，是用戶服務、監(jiān)控、管理、決策的信息平臺，應用系統(tǒng)包括：城市固定大氣環(huán)境、污染監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、車載移動實時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、污染擴散模式計算、報警應急預案指揮調度系統(tǒng)。
3，7，1基于Web GIS城市污染監(jiān)測系統(tǒng)
該系統(tǒng)利用城市已有大氣環(huán)境監(jiān)測網，通過寬帶接入信息中心服務器。該系統(tǒng)以全市區(qū)電子地圖為背景。電子地圖以醒目標志顯示了大氣環(huán)境監(jiān)測點位，執(zhí)行任務的監(jiān)測車輛動態(tài)位置，車載實時監(jiān)測的大氣環(huán)境、污染要素數(shù)據(jù)、視頻圖像，并具有以下功能：
(1)可以對電子地圖進行放大、縮小、漫游、鷹眼、圖層操作，可以通過點選、線選、框選查詢大氣環(huán)境監(jiān)測點、車載監(jiān)測數(shù)據(jù)列表；
(2)點擊地圖任何一個監(jiān)測車輛，監(jiān)控主機立即彈出該車攝像頭視頻圖像，并可進行云臺、變焦遠程操作；
(3)可以點擊選擇一條道路、一個網格區(qū)的所有監(jiān)測車輛，監(jiān)控主機立即彈出4－8路分屏視頻圖像，并可對任一攝像頭進行視頻云臺、變焦操作；可方便的對污染源目標進行視頻追蹤；
(4)地理環(huán)境要素、人口密度顯示。
3，7，2實時監(jiān)測、預報處理系統(tǒng)
(1)污染事件空間分析
污染事件空間分析基于城區(qū)電子地圖，根據(jù)實時監(jiān)測上傳數(shù)據(jù)進行計算、分析。
實時監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與空間分析產品顯示包括：固定監(jiān)測網溫度、濕度、雨量、風向、風速、氣壓以及現(xiàn)場污染物及濃度測點數(shù)值、符號顯示；污染物濃度梯度值線、色斑級別圖、密度圖、餅狀柱狀圖顯示；提供直觀的污染事件空間分布特征。
(2)污染擴散動態(tài)模擬及預報產品計算處理
污染擴散動態(tài)模擬是根據(jù)污染現(xiàn)場車載移動監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)，城市小網格大氣、污染監(jiān)測網采集的數(shù)據(jù)以及城市短時天氣預報數(shù)字產品，通過擴散模擬模式計算，輸出等時間步長污染擴
散空間分布狀況預測圖形產品。顯示污染區(qū)域監(jiān)測點污染物濃度隨時間變化空間分布圖、曲線圖、直方圖和數(shù)據(jù)表，并可按等一定間隔時間步長回放和預測污染物空間分布變化圖，直觀的提供污染事件擴散的時間空間分布特征。
3，7，2重大污染事件報警接警處理系統(tǒng)
報警接警處理系統(tǒng)包括話音和數(shù)字報警。
(1)語音報警
在信息中心設置專用污染事件緊急呼叫接警電話，具有電話通話錄音功能。對群眾以及出現(xiàn)緊急事件的企業(yè)可撥通專用接警電話進行報警。值班人員接到報警電話，立即輸入報警地名、報警類型等，監(jiān)控計算機立即在城區(qū)電子地圖顯示報警位置、報警類型、聯(lián)動緊急事件處理流程和緊急預案。系統(tǒng)將記錄整個接警、處警方式的過程和反應時間。
(2)數(shù)字報警
數(shù)字報警以奔赴污染現(xiàn)場車載監(jiān)測為主體，根據(jù)現(xiàn)場污染程度發(fā)出不同警報等級和位置數(shù)據(jù)(經緯度)，調度中心計算機立即地圖顯示報警位置、報警類型、車載視頻位置，自動聯(lián)動相關區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控圖像和緊急預案。系統(tǒng)將記錄整個接警、處警方式的過程和反應時間。
3，7，4 緊急預案指揮調度系統(tǒng)
綜合執(zhí)法監(jiān)控與調度以大屏幕顯示器為平臺，以電子地圖為背景，直觀顯示疊加污染動態(tài)監(jiān)測擴散模式計算分析、預測圖形結果，同時顯示最新氣象數(shù)字預報產品，衛(wèi)星云圖等，為調度提供決策依據(jù)。包括污染實況顯示、污染擴散空間分析與預測、緊急預案顯示、指揮調度等。
(1)污染重大事件
包括因化工企業(yè)違規(guī)操作、交通事故引發(fā)的有害氣體、燃爆氣體大量泄漏；在人口密集區(qū)化學毒氣人為釋放；重大污染事件影響面大，涉及人員傷亡、財產損失、政治影響比較大的事件，需要調度多部門協(xié)同處理的事件。
(2)緊急預案
緊急預案采用面向空間，面向對象的智能專家系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)重大污染事件類型、發(fā)生的空間位置、地形地勢、人口密度、交通道路、城市應急搶險隊伍、物質資源等預先制定的應急預案。當監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生報警，系統(tǒng)將立即啟動緊急預案；系統(tǒng)通過人機對話，以word文檔顯示預置1、2、3可選擇預案；指揮調度人員根據(jù)實時監(jiān)測、計算分析結果，選擇其中一個預案，并進行適當修改，保存、打印、分發(fā)職能領導批準，執(zhí)行。如污染事態(tài)發(fā)生變化，可根據(jù)實況重新選擇預案。系統(tǒng)具有預演、預防和快速反應功能，可以將發(fā)生的各種污染緊急事件損失降到最低。
(3)處理流程制定
計算機將按預先設定流程導引調度人員進行調度，如：接警、報告、呼叫(根據(jù)報警事件類型所預置通知的人員名單啟用短信群發(fā)功能，同時顯示緊急呼叫應通知的領導、部門、相關人員的名單、座機、手機電話號碼；由人工撥號呼叫)、調度、啟動預案、指揮中心與事件現(xiàn)場指揮協(xié)調、下達調度指令、事件處理結果報告、結案等；
(4)歷史查詢
系統(tǒng)提供每個污染報警監(jiān)測應急調度過程歷史回放，包括現(xiàn)流程記錄、場監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻圖像、擴散模式計算、調度預案、處理結果等查詢。供預案進一步修訂提供依據(jù)。
篇6
關鍵詞：水資源；監(jiān)測數(shù)據(jù)；管理平臺；研究
多年以來，我國水文部門對水資源的開發(fā)、利用、配置和保護工作中做出了建設性工作，上世紀80年代，第一次開展全國水資源和資源質量評價，基本明確了我國當前水資源質量的現(xiàn)狀，近年來，隨著計算機技術的高速發(fā)展，我國在水文系統(tǒng)中建立了科學的檢測數(shù)據(jù)管理平臺，經過不斷的探索和實踐，取得了可喜的成績，但是，在實際操作中依然存在一些問題，亟待解決，以提高管理水平。
一、目前水資源檢測數(shù)據(jù)管理中存在的問題
為了提高對水資源檢測力度，加大水文環(huán)境建設，國家水文水資源檢測局對我國水文資源實施檢測，并對數(shù)據(jù)進行有效管理，就目前而言，監(jiān)測數(shù)據(jù)管理一些環(huán)節(jié)主要依靠人工完成，管理效率普遍較低，表現(xiàn)為一下幾點：
（一）查詢統(tǒng)計手工操作繁重
在水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中，對站點、指標和時間對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行有效篩選，通過篩選環(huán)節(jié)將選擇的數(shù)據(jù)實行數(shù)理統(tǒng)計，主要內容包括求平均值、求極值、求比例值、求相關性等，另外，在統(tǒng)計中對河流、湖泊等不同地域的水質進行達標數(shù)量監(jiān)測和統(tǒng)計，對檢測過程中超標的項目進行統(tǒng)計，實現(xiàn)這些工作主要依靠EXECL電子表格功能進行，人工統(tǒng)計操作為輔，在數(shù)據(jù)的篩選和統(tǒng)計中人工任務繁重。
（二）分析評價手工繪制滯后
在對水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理中，數(shù)據(jù)分析內容應該包括水質類別、模型演算和畫出趨勢圖等，就目前而言，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行評價的主要評價標準包括地表水的評價標準和排污口的評價標準；根據(jù)水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)畫出趨勢圖的分析工作主要有對省界河流的監(jiān)測站點進行水質類別區(qū)分，要求作出比例圖，根據(jù)某個預項檢測值作出示意圖，對于同一流域內不同地段水質營養(yǎng)分布作出評分值比較圖，而這些繪圖工作的進行除了借助EXECL電子表格和Mapinf、Autocad等軟件進行輔助工作外，主要靠人工繪制完成，在繪圖的效率和精準度上較為滯后。
（三）信息共享效率偏低
水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理結果一般都是通過電子郵件的形式發(fā)送到上一級主管部門中，并根據(jù)需求與其他單位定期進行信息的交流與數(shù)據(jù)的共享，然而在這些數(shù)據(jù)管理過程中，無論是查詢統(tǒng)計還是評價方法主要還是依靠手工完成，這樣在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中容易出現(xiàn)差錯，而且工作效率普遍較低，尤其針對不同地質環(huán)境下監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理，對信息技術軟件提出了迫切的需求：必須完善水資源檢測數(shù)據(jù)庫，更好的便于資源的交流和分享；開發(fā)設計以水資源檢測數(shù)據(jù)庫為內容的管理平臺，能夠對數(shù)據(jù)進行準確的篩選、快速的計算、自動化統(tǒng)計分析等，可以實現(xiàn)電子地圖的繪制，并將電子地圖、圖標等實現(xiàn)圖文轉化，全面而靈活的提高人員的工作效率，高效而準確的進行數(shù)據(jù)處理。
二、水資源檢測管理平臺的應用探索
面對當前我國水資源環(huán)境破壞日益嚴重的現(xiàn)象，提高水文水資源監(jiān)測能力，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)分析迫在眉睫，為了確保工作效率和準確的數(shù)據(jù)處理，可以從以下幾個方面進行途徑開發(fā)管理平臺。
（一）多元管理平臺的設計與開發(fā)
計算機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設計和開發(fā)可以給水資源檢測數(shù)據(jù)管理帶來工作狀態(tài)的改革，為了提高監(jiān)測數(shù)據(jù)管理效率，可以研究開發(fā)的軟件有net、Oraelegi、XML技術、WebServieeS技術等比較先進的計算機應用技術和網絡即時，如果遇到野外環(huán)境，或者缺乏網絡環(huán)境中可以采用GIS技術和無線應用技術對水資源現(xiàn)場監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行有效管理；針對于急需數(shù)據(jù)庫的建設這一問題，可以圍繞數(shù)據(jù)庫開發(fā)應用服務系統(tǒng)，將水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)與用戶查詢、分析等功能融為一體，拓展數(shù)據(jù)庫的空間，實現(xiàn)便捷式數(shù)據(jù)管理；對于水資源檢測數(shù)據(jù)管理中手工繪圖問題，可以通過WebG工S平臺實現(xiàn)水資源監(jiān)測多維電子地圖功能，并實現(xiàn)遠程繪制，大大方面了數(shù)據(jù)管理。這些軟件功能的開發(fā)和利用無疑給水文水資源檢測數(shù)據(jù)管理注入了生機與活力，實現(xiàn)便捷、迅速、準確的數(shù)據(jù)管理，提供有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
（二）管理平臺設計功能
水文水資源檢測數(shù)據(jù)管理平臺的設計與開發(fā)應用程序中，主要功能包括查詢功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能、數(shù)據(jù)分析與評價功能、數(shù)據(jù)遠程管理功能和數(shù)據(jù)信息共享功能。從軟件的開發(fā)上來看，均采用中文界面，這樣的設計利于工作人員的管理和操作，開發(fā)系統(tǒng)并具有多層次體系，可以滿足不同任務需求。如空間數(shù)據(jù)庫的建設在逐步完善，而基于WebGIS數(shù)據(jù)應用服務系統(tǒng)的開發(fā)也得到有效應用，可以實現(xiàn)不同環(huán)境下對數(shù)據(jù)管理的要求，真正的實現(xiàn)水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲和處理分析一體化操作。另外，每一個系統(tǒng)的開發(fā)和設計都具有極強的針對性，以數(shù)據(jù)庫功能系統(tǒng)設計為例，數(shù)據(jù)庫技術要求實現(xiàn)共享性、易操作性、功能的擴展性、信息的安全性，所謂共享性即保證數(shù)據(jù)庫有良好的共享功能，利用數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)接口進行系統(tǒng)的應用；所謂管理性，即將監(jiān)測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫有效連接，并建立數(shù)據(jù)庫的自動存儲、手工錄入和數(shù)據(jù)備份功能；而擴展性指除了運用模塊化設計之外，數(shù)據(jù)庫可以與不同系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的對接，擴展使用范圍；信息安全管理也是管理系統(tǒng)設計的重要因素，因此，必須在系統(tǒng)設計中引入網絡安全設計。
三、水資源檢測數(shù)據(jù)管理平臺的發(fā)展趨勢
水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的信息一體化發(fā)展是提高水資源管理水平的十分有效的管理手段。在當前經濟全球化迅速發(fā)展，許多發(fā)達國家對于水資源管理的信息化利用程度已經很高，包括陸地與海洋水文檢測預報、水利規(guī)劃編制、水利工程的建筑管理、防洪抗旱減災指揮等，涉及領域廣泛，信息化利用率高，尤其是針對于水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺的開發(fā)和設計，投入了大量的科研人力資源和設備，務必保證給各個水資源信息利用部門提供最準確、最有效的數(shù)據(jù)信息，從而對工作的部署起到積極的促進作用。在我國，水文水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺依然處于探索與發(fā)展階段，雖然也取得了一定的進步，但是從技術開發(fā)和應用中與發(fā)達國家相比還存在很大的差距，需要更多的科研團隊不懈努力。
四、結束語
總之，建立健全水文水資源信息共享體系是今后一段時間內水文建設重要的工作內容，尤其是對水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺的開發(fā)和利用，可以利用信息技術與網絡優(yōu)勢實現(xiàn)資源共享，需要在實踐中不斷探索經驗，不斷更新，力爭開發(fā)更多、更好的系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)分析的準確性，減少工作人員的工作量，獲取準確的數(shù)據(jù)為水文建筑、環(huán)境預測等工作的順利開展提供必要的基礎保障。
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篇7
關鍵詞：泥石流災害 物聯(lián)網在線監(jiān)測 預警平臺
中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0151-01
隨著世界科學技術的發(fā)展，無線傳感器網絡技術被開發(fā)出來，并得到了迅速的發(fā)展，應用于社會的的各個行業(yè)和領域。近年來，無線傳感器網絡開始運用于生態(tài)環(huán)境地質監(jiān)測，其反饋結果良好。面向泥石流災害的物聯(lián)網在線監(jiān)測預警平臺，能夠有效地對研究區(qū)泥石流的發(fā)生情況進行監(jiān)測。
1 泥石流災害的物聯(lián)網在線監(jiān)測預警平臺的概述
我國是一個地質災害發(fā)生率比較高的國家，地質災害事件的發(fā)生和對災害區(qū)域人們的生活存在很大的威脅。地質災害的監(jiān)測預警是一個比較復雜的工作，其工作主要任務是對山體滑坡、泥石流、山洪暴發(fā)等地質災害進行研究和監(jiān)測預警。利用物聯(lián)網技術進行泥石流等地質災害進行監(jiān)測預警平臺設計，以無線傳感器網絡對研究土壤水分、溫濕度、土壤內部壓力、GPS等環(huán)境基本信息進行采集，并利用ZIGbee無線通信技術將采集的信息反饋到泥石流檢測中心，由檢測中心對接收到的數(shù)據(jù)進行分析和處理。該系統(tǒng)的主要功能有：數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)圖表顯示、歷史信息查詢、網絡拓補圖和傳感器網絡系統(tǒng)的全局管理等。
2 泥石流災害的物聯(lián)網在線監(jiān)測預警平臺的設計
泥石流災害的物聯(lián)網在線監(jiān)測預警平臺主要分為無線傳感器網絡系統(tǒng)和泥石流災害監(jiān)測系統(tǒng)兩部分。泥石流災害監(jiān)測預警系統(tǒng)從設計到開發(fā)是一個極為復雜的過程，其設計范圍很廣，工程量巨大。在設計時需要對其開發(fā)平臺進行選擇，并對其內部功能和結構框架進行設計。
2.1 無線傳感器網絡的泥石流檢測
基于物聯(lián)網的泥石流在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計主要分為：數(shù)據(jù)采集、信息輸出和處理、上位機監(jiān)控控制三個部分?；谖锫?lián)網的泥石流在線監(jiān)測系統(tǒng)首先由無線傳感器進行數(shù)據(jù)自動采集、自動定位以及將采集數(shù)據(jù)自動數(shù)據(jù)存儲上傳。由數(shù)據(jù)采集終端進行自動定位、自動計量、本地顯示存儲等工作。傳感器還需要實現(xiàn)安全保護功能，具有自動運行、通電保護、通電自行恢復運行、狀態(tài)測試等能力，能夠讓系統(tǒng)進行自我保護，并方便其維修和故障處理。同時，其自動定位功能，需要能夠顯示設備的投放，并收集附近的地理信息，將其反饋到監(jiān)控中心。傳感器還需要能夠進行自動檢測，自行對研究區(qū)的土壤水分、溫濕度、土壤內部壓力、GPS等環(huán)境基本信息進行記錄。本地顯示存儲主要是用于產看當前歷史水質信息，能夠存儲本地數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理主要是對泥石流監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行分析和處理，計算出地質的參數(shù)改變，并給供用戶提供相關數(shù)據(jù)。
2.2 監(jiān)測預警平臺的設計
（1）系統(tǒng)開發(fā)平臺。泥石流災害監(jiān)測預警系統(tǒng)可選擇J2EE開放臺進行系統(tǒng)開發(fā)，在進行系統(tǒng)界面設計時，為其功能擴展提供方便。對該系統(tǒng)開發(fā)原因和需求進行分析，數(shù)據(jù)庫使用ExtJS4.1、Java以及Oracle ll相較于其他開發(fā)軟件較為合適，能夠加快泥石流災害監(jiān)測預警系統(tǒng)開發(fā)的速度。（2）檢測系統(tǒng)的結構框架設計。系統(tǒng)開發(fā)需遵循實用、可靠、簡潔易懂、功能可擴展、整體規(guī)劃分層實施五大原則。系統(tǒng)開發(fā)用于泥石流災害監(jiān)測預警，實用性是其基本原則，直接決定著系統(tǒng)質量的好壞，系統(tǒng)不僅需要滿足泥石流災害的監(jiān)測、將其動態(tài)數(shù)據(jù)反饋到監(jiān)測中心，還需要對泥石流災害的發(fā)生進行預警，讓災害區(qū)居民能夠及時得到消息并撤離，減少人們的財產損失。系統(tǒng)可靠性保證其安全、順利運行，讓用戶得到信息的準確性和及時性得到保障，讓系統(tǒng)為泥石流的檢測和預警提供可靠數(shù)據(jù)。
以SSH的服務器端體系結構設計為例。按照系統(tǒng)的開發(fā)要求，服務器端采取總體規(guī)劃和分層實施的方式進行設計。將其分為以下三個層次：Action層、Service業(yè)務邏輯層和DAO數(shù)據(jù)。這種分層能夠在很大程度上降低結構的耦合性，提高團隊開發(fā)工作的協(xié)調性，縮短系統(tǒng)開發(fā)的時間，并降低其開發(fā)過程中出現(xiàn)的風險。系統(tǒng)的后臺邏輯框架具體如圖1。其中BaseAction的主要作用在于實現(xiàn)系統(tǒng)代碼的可重復運行；業(yè)務Action繼承自BaseAction；PcServiceTemplatelf作為Serwice層的常用接口，主要用于該層次的業(yè)務封裝等。該系統(tǒng)中的DAO層的作用是完成數(shù)據(jù)持久，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資料的修改和查詢；Serwice層主要用于設計系統(tǒng)業(yè)務的邏輯，實現(xiàn)接口之間與類之間的聯(lián)系，方便接口調用。Action層的主要作用在于控制業(yè)務流程并展示前臺頁面。
3 結語
泥石流是一種自然災害，會給災害區(qū)域人們的生活帶來很大的負面影響?；谖锫?lián)網在線監(jiān)控預警平臺對泥石流災害進行實時檢測，運用了無線傳感器網絡、GIS技術、GPS技術、RS技術等高新技術，相較于傳統(tǒng)的監(jiān)測方式具有節(jié)省時間、人力、物力等優(yōu)勢。物聯(lián)網在線監(jiān)控預警平臺將成為環(huán)境監(jiān)測的主要研究方向。
參考文獻
篇8
關鍵詞：UML；MVC；LINQ；WebService；設計模式
中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2013）005-0074-03
0、引言
根據(jù)貴州省經濟社會發(fā)展的特點，相關部門建立的能夠全面、準確反映全省經濟及其發(fā)展變化整體狀態(tài)的指標體系，以大量第一手經濟數(shù)據(jù)為基礎，建設了經濟監(jiān)測預警信息系統(tǒng)，依靠數(shù)量經濟模型及其它分析預測方法，通過對經濟數(shù)據(jù)的深入分析，全面掌握國民經濟運行情況，及時發(fā)現(xiàn)突出問題和潛在風險，準確預測經濟走勢，正確判斷發(fā)展方向，并對重要經濟指標和經濟走勢的非正常變化及時做出預警，為政府準確判斷把握經濟發(fā)展趨勢、采取相應決策提供依據(jù)和參考。
因此，筆者采用微軟.NET開發(fā)技術，設計開發(fā)了基于MVC架構，便于使用、技術先進、界面友好、高效穩(wěn)定的瀏覽器/服務器模式的經濟監(jiān)測預警信息系統(tǒng)。把管理人員從手工操作中解放出來，方便、準確、快速地提供信息，系統(tǒng)對涉及貴州省經濟社會發(fā)展的重要經濟監(jiān)測預警指標進行管理，發(fā)揮計算機網絡的優(yōu)勢，利用信息系統(tǒng)獲取信息快、分析能力強、系統(tǒng)容量大的特點，實現(xiàn)協(xié)同工作和信息共享，讓管理工作達到規(guī)范化、現(xiàn)代化及科學化。
1、系統(tǒng)應用目標
經濟監(jiān)測預警信息系統(tǒng)是對指標信息相關各單位的數(shù)據(jù)進行集中式存儲和管理基礎上，提供一個獲取個性化指標信息的統(tǒng)一入口，一個基于網絡和Web開發(fā)技術的工作平臺。能夠提供信息交流、協(xié)同工作及信息共享的服務，并通過個性化的用戶界面，為不同地區(qū)的各使用方提供一個高效監(jiān)管工具和易用的信息溝通環(huán)境。
根據(jù)經濟監(jiān)測預警指標管理、監(jiān)管方面的信息化管理要求，系統(tǒng)應滿足下述需要：①滿足省級各廳局相關單位不同層次，不同范圍對經濟監(jiān)測預警指標信息的關注點；②設計開發(fā)高效率、穩(wěn)定可靠的指標信息數(shù)據(jù)庫，支持多部門和多層次的應用需求；③滿足電力建設、交通、農業(yè)、水利、環(huán)保、制造、能源、房地產等不同行業(yè)的指標管理信息化需求。
2、系統(tǒng)分析與設計
通過與業(yè)務部門相關工作人員的溝通交流，針對經濟監(jiān)測預警指標信息系統(tǒng)的實際需要，按功能進行設計，共分為市場物價指標管理模塊、經濟監(jiān)測預警指標管理模塊、政府相關單位管理模塊、行業(yè)及行政區(qū)域管理模塊、系統(tǒng)日志管理模塊及用戶管理模塊等。
本系統(tǒng)采用統(tǒng)一建模語言UML進行分析與設計，其綜合了多種面向對象的建模語言、方法和過程，系統(tǒng)建模時從用戶角度使用用例圖進行描述功能和需求，給出系統(tǒng)內部的各種用例之間和系統(tǒng)外部各類角色之間的關系。
本系統(tǒng)兩種類型的角色，各單位指標維護人員、系統(tǒng)管理員。各單位指標維護人員主要對本單位涉及的相關指標信息進行維護，如填報、修改及查詢等。而系統(tǒng)管理員可對涉及的全部指標數(shù)據(jù)進行管控，例如增加新指標、查詢、修改和刪除指標等，同時還能完成統(tǒng)計分析、日志管理功能和進行導出Excel，并能對指標的填報授權進行指派。兩種用戶角色對已審核的歷史月度指標數(shù)據(jù)不允許修改、刪除。
根據(jù)經濟監(jiān)測預警指標信息系統(tǒng)的實際業(yè)務需求，同時結合具體管理的需要，用戶要在線進行數(shù)據(jù)信息的管理維護，有必要時可以對指標信息進行補交和延時處理，并在各階段都可對指標數(shù)據(jù)信息查詢和統(tǒng)計分析，指標管理用例如圖1。
具體指標單位管理員每月需填報本單位涉及的月度和季度指標數(shù)據(jù)的當月數(shù)、環(huán)比增長（%）、同比增長（%）、累計同比增長（%）等信息，對已提交的月度及季度指標數(shù)據(jù)需提出修改申請，獲準后方可進行修改。
3、關鍵技術及實現(xiàn)
本系統(tǒng)利用面向對象的思想及方法來分析和設計，從系統(tǒng)資源的整合和可維護性的角度來思考。經濟監(jiān)測預警信息系統(tǒng)基于微軟的IIS應用服務器和SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[2]，編程實現(xiàn)使用C Sharp程序設計語言，依照MVC三層模式設計，將系統(tǒng)界面展現(xiàn)和業(yè)務數(shù)據(jù)處理分開，也就是將設計系統(tǒng)的輸入、處理和輸出部分按照模型層（Model）、視圖層（View）、控制層（Controller）的方式分為三層。在具體到的程序設計中，控制器獲取視圖里提交的數(shù)據(jù)和產生的事件，調用不同模型來實際處理，每個視圖都需對應著一個控制器?？刂破魇且粋€中間層，介于視圖和模型之間。用戶瀏覽器、視圖、控制器、模型、數(shù)據(jù)庫之間的應用模型如圖2所示。
3.1 模型的實現(xiàn)
該部分展現(xiàn)由控制器所控制的數(shù)據(jù)，封裝了核心業(yè)務邏輯和功能的復雜計算關系，獨立于具體的界面表達和I/O操作，包含業(yè)務邏輯與數(shù)據(jù)庫連接和交互的公共操作。在系統(tǒng)開發(fā)建設中，定義命名空間，分別用Model、BLL、DAL和設計模式中的Factory來對應實現(xiàn)。BLL是對業(yè)務邏輯的實現(xiàn)，從控制器接收請求，執(zhí)行業(yè)務邏輯處理，并將處理結果返回給控制器，以供視圖顯示。BLL的業(yè)務處理通過設計模式Factory創(chuàng)建對象接口，直接調用DAL的方法實現(xiàn)。DAL主要是為BLL操作數(shù)據(jù)提供支持，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫連接和交互的公共操作。
（1）指標信息模型封裝的是指標數(shù)據(jù)中的當月數(shù)、環(huán)比增長（%）、同比增長（%）、累計同比增長（%）基礎信息，下面是代碼片段描述：
namespace Model{
public class Index{//指標數(shù)據(jù)
private decimal thisMonth；//本月值
private decimal thisMonthRiseGrowth；//本月環(huán)比增長
private decimal thisMonthRPK；//本月同比增長
private decimal cumulate；//累計值
private decimal cumulateRPK；//累計同比增長
}
}
（2）業(yè)務邏輯層BLL封裝的是系統(tǒng)對指標月度數(shù)據(jù)，物價指數(shù)信息，還有各類高級檢索、統(tǒng)計和報表等業(yè)務邏輯相關操作。其中的每個業(yè)務邏輯都存在相關的業(yè)務功能類與之對應。下面就是業(yè)務邏輯層指標管理所對應類的代碼片段描述：
namespace Bll{
public sealed class IndexManager{//指標操作
public static IListgetAll（ ）//獲取所有指標信息
{return DataProvider.GetlndexDefinelnstance（ ）.getAll（ ）；}
}
（3）數(shù)據(jù)訪問層（DAL）采用微軟的LINQ數(shù)據(jù)庫訪問技術實現(xiàn)，存儲了包括指標數(shù)據(jù)、物價數(shù)據(jù)、單位、管理人員等多個數(shù)據(jù)表及視圖信息。定義了一組實體類，每個實體類皆對應著物理數(shù)據(jù)庫里一個具體的表或實際的視圖，主要用于接收調用數(shù)據(jù)訪問層（DAL）處理方法之后返回內容。以下是代碼片段描述：
namespace IDal{
public interface Ilndex{//指標操作
IList%Index>getAll（int year，int month）；//按年月獲取指標信息
IListgetByMonth（int month，int index-Id）；//指定指標獲取該指標某月全部年份數(shù)據(jù)
}
}
（4）工廠模式（Factory）是創(chuàng)建型設計模式，等同于創(chuàng)建對象實例new的過程，目的是面向接口編程，減少模塊之間的耦合程度，在設計時，只針對接口而非實現(xiàn)，不關心具體實現(xiàn)，也不關心實際的類型。用工廠模式的設計可帶來靈活的可擴展性和盡量少的代碼修改量，使得排錯和維護都比較容易。在本項目中應用反射機制實現(xiàn)工廠設計模式。下面為代碼片段描述：
namespace DalFactory{
public class DataProvider{
public static IIndex GetIndexInstance（ ）{//指標數(shù)據(jù)接口
string className=path+“.IndexImpl”：
return（Ilndex）Assembly.Load（path）.CreateIn-stance（className）；
}
}
3.2 視圖的實現(xiàn)
視圖是用于信息的展現(xiàn)，提供給用戶可視的交互界面。在開發(fā)設計時，視圖的設計非常簡單，就像開發(fā)Windows應用程序的界面一樣可直接在集成開發(fā)環(huán)境下，所見即所得地通過拖動部件完成大部分設計。
3.3 控制器的實現(xiàn)
控制器（Controller）是模型（Model）與視圖（View）之間對話的紐帶，可根據(jù)用戶的操作來選擇適當?shù)囊晥D用于響應并分發(fā)請求。
在上述實例中，類封裝了指標的數(shù)據(jù)對象，數(shù)據(jù)訪問接口定義用IDal類封裝，獲取數(shù)據(jù)的操作用DalFactory類封裝，提交頁面的數(shù)據(jù)模型在indexList.aspx文件中封裝，視圖的管理機制和權限檢查機制在indexList.aspx.cs類中封裝。用戶在指標列表頁面的統(tǒng)合查詢框中，根據(jù)對指標數(shù)據(jù)關注的重點不一樣，在選擇查詢組合條件，提交給控制器列表頁面，這些類又有序地和控制器進行交互，完成了客戶端數(shù)據(jù)被業(yè)務邏輯模型處理之后，再被視圖顯示的完整處理過程。
篇9
>> 基于JSP的家政服務管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 基于.NET平臺的經濟監(jiān)測預警信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 基于WEB的農產品質量追溯平臺的設計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網的環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測預警平臺的研究與實現(xiàn) 基于JSP 的自測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 基于JSP的流媒體播放的設計與實現(xiàn) 基于JSP的在線考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 基于JSP在線考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 基于JSP的教材評價系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 基于JSP的在線考試系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 基于JSP的網上書店設計與實現(xiàn) 基于JSP的校園新聞系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 共和縣2009年兒童免疫規(guī)劃4種疫苗免疫效果監(jiān)測分析 基于云架構的山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 基于Android的水雨雪情實時監(jiān)測預警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 基于WebGIS的山洪地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網的農產品質量安全可追溯平臺的設計與實現(xiàn) 基于Web Services服務平臺的設計與實現(xiàn) 基于Web服務的Communication Portal平臺設計與實現(xiàn) 基于JSP的《計算機專業(yè)英語》網絡輔導平臺的分析與實現(xiàn) 常見問題解答 當前所在位置：.2006，3.
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篇10
關鍵詞： HoneyGate； 入侵誘控； 入侵監(jiān)測； 數(shù)字化網絡平臺
中圖分類號： TN926?34； TP393.08 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）20?0133?05
Abstract： In view of the complex network environment， the traditional intrusion detection method only responds to the intrusion behavior passively， and also exists some great defects that it can′t detect the dynamic and random attack. In order to improve the network security performance， the HoneyGate?based digital network platform monitored with invasion deception and control was design and implemented. The platform is composed of packet acquisition， cheat network， cheat host， dynamic configuration and other modules. The WinPcap packet capture module is used to gather the data link package to realize ARP deception of intrusion behavior. The tree?form data structure is used to construct the virtual routing in deception network module to accomplish the network?level deception function against intrusion behavior. The dynamic configuration method of fusing active detection and passive detection is adopted to deal with the fluctuation of the internal network state， update the network configuration timely， and enhance the network adaptability. The experimental results indicate that the designed network platform can lure the intruder effectively， control its intrusion behavior， and maintain the network security.
Keywords： HoneyGate； invasion deception and control； invasion monitoring； digital network platform
0 引 言
隨著互聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，互聯(lián)網受到入侵攻擊的事件逐漸增加。因此，尋求高效的網絡入侵檢測技術，是網絡安全領域研究的重點[1?3]。傳統(tǒng)的入侵檢測方法只會被動地響應入侵行為，無法檢測到動態(tài)、隨機攻擊，存在較大的缺陷。而網絡入侵誘控能夠檢測并分析網絡入侵行為，對入侵攻擊進行主動管理。設計依據(jù)網絡入侵誘控的網絡安全監(jiān)控平臺，具有重要的應用價值[4?5]。
現(xiàn)存的網絡入侵檢測方法存在較多的問題，如文獻[6]提出的依據(jù)主機的入侵檢測系統(tǒng)，同操作系統(tǒng)共同監(jiān)測主機網絡的運行情況，但是其對主機網絡的穩(wěn)定性要求較高，存在一定的局限性。文獻[1]分析了依據(jù)網絡的入侵檢測方法，對網絡數(shù)據(jù)包進行監(jiān)測，采集有價值數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)包同設置的相關規(guī)范一致，則進行報警，并終止網絡通信。該方法需要監(jiān)測大量的數(shù)據(jù)，效率較低。文獻[7]采用已知的攻擊方法按照設置的入侵模式，分析是否產生網絡入侵事件，該方法按照具體的特征進行檢測，具有較高的檢測精度，但是，僅能檢測到己知的入侵攻擊。文獻[8]提出基于行為的網絡入侵檢測方法，其按照網絡用戶的行為或資源使用狀態(tài)，分析是否存在網絡入侵攻擊，但是該方法無法對總體網絡的全部用戶行為進行分析，存在較高的誤檢率。針對上述分析的相關問題，為了增強網絡安全性能，設計并實現(xiàn)了基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平臺，該平臺由封包采集、欺騙網絡、欺騙主機以及動態(tài)配置等模塊構成。
1 基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平
臺的設計與實現(xiàn)
網絡入侵誘控技術可確保網絡系統(tǒng)的安全。融合網絡誘騙技術、主機誘騙技術以及動態(tài)配置技術，設計并實現(xiàn)一種基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化的網絡平臺，增強網絡入侵誘控的性能。
1.1 網絡平臺總體框架結構設計
基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平臺的總體結構如圖1所示。
圖1描述的網絡平臺設置在內外網中的主機中，該主機存在三個網絡接口，平臺包括封包截獲模塊、欺騙網絡模塊、欺騙主機模塊以及動態(tài)配置模塊。封包截獲模塊對HoneyGate配置的IP地址空間的網絡傳輸信息進行配置和傳遞，欺騙網絡模塊以及欺騙主機模塊分別實現(xiàn)網絡級誘騙以及主機級誘騙，動態(tài)配置模塊探測內部網絡信息，對HoneyGate模型的的信息庫進行配置，完成總體網絡平臺的動態(tài)配置。
1.2 封包截獲模塊設計與實現(xiàn)
HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平臺，通過風波截獲模塊采集傳遞到相應網絡地址區(qū)域中的地址網絡數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)對入侵攻擊的ARP欺騙。
1.2.1 WinPcap封包截獲
WinPcap是依據(jù)WIN32平臺的封包截獲與網絡分析體系結構，其由包過濾器、低層動態(tài)鏈接庫（packet.dll）以及高層系統(tǒng)無關庫（wpcap.dll）組成，如圖2所示。
包過濾器從網卡上捕獲、傳輸以及過濾原始數(shù)據(jù)包，將滿足過濾規(guī)范的數(shù)據(jù)包保存在核心緩沖區(qū)內。其通過函數(shù)對數(shù)據(jù)鏈路層內的數(shù)據(jù)進行讀寫，設置網卡為混雜模式。如果原始網絡數(shù)據(jù)包傳遞到網絡適配器中，則通過網卡驅動程序采集數(shù)據(jù)包，NDIS中間層驅動程序將數(shù)據(jù)包反饋到低層動態(tài)鏈接庫中，再傳輸?shù)絝ilter內進行過濾處理，將滿足規(guī)范的數(shù)據(jù)包保存在高層系統(tǒng)無關庫內。通過用戶級的應用程序從高層系統(tǒng)無關庫中采集數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)鏈路層封包的截獲。
1.2.2 封包截獲模塊工作流程
封包截獲模塊的工作包括接收和發(fā)送兩部分，具體流程如圖3所示。
封包截獲模塊的接收過程為：從配置信息數(shù)據(jù)庫中，采集HoneyGate設置的虛擬誘騙環(huán)境的IP地址信息，捕獲傳遞到該IP地址的網絡原始數(shù)據(jù)包。若捕獲到某IP地址的ARP申請報文，則反饋準確的ARP欺騙報文，否則向欺騙網絡模塊反饋原始數(shù)據(jù)包。持續(xù)分析網絡配置信息是否變動，如果沒有變動，則重復進行原始數(shù)據(jù)包的捕獲工作，否則采集新的監(jiān)控IP地址，再實施原始數(shù)據(jù)包的捕獲工作。封包截獲模塊的發(fā)送過程，將欺騙網絡模塊反饋的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)酵獠烤W絡中。
1.3 欺騙網絡模塊的設計
HoneyGate入侵誘控監(jiān)測模型通過欺騙網絡模塊中劃分出虛擬路由模塊對網絡拓撲結構進行虛擬設計，實現(xiàn)入侵行為的網絡級誘騙功能，
1.3.1 欺騙網絡模塊的運行過程
欺騙網絡模塊的運行過程主要是虛擬路由模塊的運行過程如圖4所示。
欺騙網絡模塊通過虛擬路由模塊先從配置信息數(shù)據(jù)庫中采集HoneyGate需要模擬的網絡拓撲結構，按照該結構信息塑造虛擬路由拓撲；然后欺騙網絡模塊從封包截獲模塊采集數(shù)據(jù)包并反饋給虛擬路由模塊，虛擬路由模塊采集IP數(shù)據(jù)包后對虛擬路由拓撲入口點進行檢索，獲取入口路由器IP地址、延遲、丟包率等信息；最后虛擬路由模塊分析IP數(shù)據(jù)包的目標IP是否同此刻虛擬路由器處于相同的本地網絡內，若不是，則從虛擬路由器的路由表內檢索后續(xù)虛擬路由節(jié)點，執(zhí)行路由虛擬拓撲過程，實現(xiàn)網絡級誘騙；否則停止虛擬路由的工作，向欺騙主機模塊反饋IP數(shù)據(jù)包，完成主機級誘騙。
1.3.2 欺騙網絡模塊具體實現(xiàn)
欺騙網絡模塊的關鍵過程通過虛擬路由模塊完成，重點是通過樹形結構塑造虛擬路由拓撲，其中的關鍵數(shù)據(jù)結構為：
（1） 虛擬路由拓撲樹
如果傳送到某目標IP的數(shù)據(jù)包被接收，則后續(xù)的數(shù)據(jù)包也會傳遞到同一目標IP。通過伸展樹網的方式規(guī)劃虛擬路由拓撲樹，提高路由的檢索效率。
1.4 欺騙主機模塊以及動態(tài)配置模塊的設計與實現(xiàn)
1.4.1 欺騙主機模塊設計
網絡平臺中的HoneyGate模型將主機系統(tǒng)功能的模擬在欺騙主機模塊中進行處理，完成主機級誘騙。采用數(shù)據(jù)包劃分模塊、協(xié)議操作模塊和應用服務操作模塊，模擬主機網絡協(xié)議棧內的網絡層、傳遞層和應用層的服務過程，完成在網絡協(xié)議棧層次對入侵進行誘控，增強網絡平臺處理深度入侵攻擊的能力。
1.4.2 動態(tài)配置模塊的內部結構
網絡平臺的動態(tài)配置模塊融合主動檢測以及被動檢測技術，對HoneyGate模型中的其他模塊進行配置。動態(tài)配置模塊的內部結構圖如圖5所示。
主控中心是動態(tài)配置模塊的關鍵，網絡平臺開始通過HoneyGate入侵誘控模型進行入侵行為的檢測時，主控中心通過主動檢測模塊對內部網絡主機的地址、主機端口號和支撐不同服務的協(xié)議等信息進行分析，得到HoneyGate入侵誘控監(jiān)測的原始配置策略，采用配置調整模塊將配置策略信息存儲配置信息數(shù)據(jù)庫中。主動檢測模塊停止運行，主控中心按照設定的時間對新網絡進行檢測，并對被動檢測模塊進行檢測。主控中心對比分析主動與被動檢測結果中臨時文件中的信息，若分析得到內部網絡狀態(tài)存在波動，則通過配置調整模塊對配置信息數(shù)據(jù)庫進行調整。
1.4.3 動態(tài)配置模塊關鍵數(shù)據(jù)結構
動態(tài)配置模塊的數(shù)據(jù)結構可確保主動和被動檢測模塊，依據(jù)數(shù)據(jù)結構將檢測信息反饋給主控中心。網絡端口中的信息有端口號、協(xié)議以及相關的服務，檢測網絡平臺中主機的結果不僅有網絡端口信息，還有主機地址以及開放端口數(shù)。主控中心讀取拓撲結構后得到主機的檢測結果，再對主機的狀況進行對比，判斷是否存在入侵攻擊行為。詳細的傳遞數(shù)據(jù)結構為：
（1） 存放各端口信息的結構
2 實驗分析
通過實驗測試驗證所設計的網絡平臺的準確性，平臺預防網絡攻擊的效果。采用本文設計的網絡平臺檢測到的入侵事件如圖6所示。
圖6通過面板呈現(xiàn)出入侵事件信息，通過“Summary”能夠獲取入侵事件的起始和終止時間以及入侵動作等信息，獲取的入侵事件的IP地址以及主機名通過“Visitor”呈現(xiàn)。因此能夠看出本文設計的網絡平臺是有效的，可準確獲取入侵事件。
2.1 ARP欺騙功能測試
本文設計的網絡平臺中的HoneyGate模型在宿主機上配置封包截獲模塊，對10.10.1.2～10.10.1.5地址段的申請進行監(jiān)控，并傳達出相關的應答報文。由封包截獲模塊運行狀態(tài)可知，封包截獲模塊運行前，在入侵者主機（10.10.39.58）上對目標地址空間10.10.1.2～10.10.1.5發(fā)起的全部申請報文都無法收到反饋，入侵主機無法向網絡接入目標地址區(qū)域的主機，使得傳遞到該網絡地址區(qū)域的數(shù)據(jù)包出現(xiàn)缺陷，導致對應的虛擬誘騙環(huán)境運行中斷。但是當所設計網絡平臺中的封包截獲模塊運行后，其可反饋10.10.1.2～10.10.1.5地址區(qū)間的申請，將HoneyGate宿主機的MAC地址當成源主機地址，并傳達相關的反饋申請信息，將入侵者主機辨別地址區(qū)域內的系統(tǒng)連接到網絡中，使得網絡數(shù)據(jù)包可向HoneyGate宿主機傳遞，封包截獲模塊采集到數(shù)據(jù)包反饋給虛擬誘騙環(huán)境，確保該地址區(qū)域中的虛擬誘騙環(huán)境的順利運行，完成入侵行為的誘騙。
2.2 虛擬路由功能測試
通過探測程序tracert分析入侵主機（10.10.39.58），進而檢測HoneyGate中的虛擬誘騙環(huán)境 （10.10.1.4）的路由，結果如圖7所示。通過圖7能夠看出，向虛擬誘騙環(huán)境傳遞的ICMP申請報文直接向10.10.1.5傳遞。而本文設計的網絡平臺通過設置HoneyGate虛擬路由功能，可塑造中間路由器10.10.1.1和10.10.2.1，并通過tracert程序對10.10.1.5的路由信息進行檢測，結果如圖8所示。
對比分析圖7和圖8中的虛擬路由檢測結果可得，本文設計的網絡平臺通過HoneyGate入侵誘控模塊中的虛擬路由功能，塑造了兩個虛擬路由器，欺騙了入侵路由探測，保證了網絡的安全。綜合分析上述實驗結果可得，未采用HoneyGate入侵誘控的網絡平臺中，入侵者的檢測程序會采集到內部網絡中的敏感信息，同時使得網絡母板主機系統(tǒng)被入侵的程度增強。而采用HoneyGate入侵誘控的網絡平臺中，入侵者的探測程序tracert獲取實際信息同誘騙信息混淆，使得入侵者無法準確分析實際目標地址，說明所設計的基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平臺對入侵者具有較強的誘騙和控制作用，保證了目標主機的安全。
3 結 論
為了提高網絡安全性能，設計并實現(xiàn)基于HoneyGate入侵誘控監(jiān)測數(shù)字化網絡平臺。該平臺由封包采集、欺騙網絡、欺騙主機以及動態(tài)配置等模塊構成。通過WinPcap封包截獲模塊采集數(shù)據(jù)鏈路包，實現(xiàn)入侵行為的ARP欺騙。采用樹形數(shù)據(jù)結構塑造欺騙網絡模塊中的虛擬路由，融合主動探測與被動探測的動態(tài)配置方法，處理內部網絡狀態(tài)波動，對網絡配置進行及時更新，增強網絡適應性。實驗結果說明，所設計網絡平臺可有效地誘騙入侵者，控制入侵行為，維護網絡安全。
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