一种环境监测gis信息传输单元的制作方法
【专利摘要】为了提高环境监测应用相关的GIS信息的传输效率，本发明提供了一种环境监测单元，其设置于环境监测点并用于监测环境参数；数据通信单元，其设置于所述环境监测单元并用于将所述环境参数传输到服务器；服务器，用于接收来自数据通信单元的数据并处理这些数据以及GIS地图数据，其中，所述服务器包括环境监测GIS信息传输单元，其用于向移动监测端传输环境监测GIS信息。本发明有针对性地考虑到环境监测GIS信息的随机性强、变化慢的特点，从而能够相比现有的其他GIS信息传输方法提高GIS信息编码效率，提高基于WebGIS的环境监测移动端用户的用户体验。
【专利说明】
一种环境监测GIS信息传输单元
技术领域
[0001] 本发明涉及环境监测技术领域，更具体地，涉及一种环境监测GIS信息传输单元。
【背景技术】
[0002] 要控制和减少突发性环境污染事件造成的危害，一个有效的方法是利用地理信息 系统(Geographical Information System，GIS)进行监测、分析和评估，以采取有效的应急 措施和整治方案，并在必要时提供预警。在GIS发展初期，其仅适用于C/S结构(客户机/服务 器)架构，使用者或监控者需要在服务器等设备上安装专门的应用程序才能够实现与各个 GIS信息提供方的通信接口。一旦变动到某个未经安装相应GIS应用程序的计算机或服务器 上则无法使用GIS的相应监测、分析和评估功能，这给远程使用者或监控者带来了使用上的 不便。
[0003] 20世纪90年代，随着互联网技术的发展，互联网为地理信息系统提供了新的操作 平台，互联网与地理信息系统结合，发展成为WebGISJebGIS的产生改变了人们对空间地理 信息获取、共享、发布以及分析的手段和方式，人们可以直接通过Internet浏览和获取各种 地理空间数据、图像、文件并进行地理空间分析，WebGIS这种通过网络向人们提供超媒体、 交互式、分布式地理数据的方式，是传统GIS所不具备的。
[0004] 尽管人们使用的网络接入带宽越来越大，但需要监测的信息种类以及数据量也越 来越大。这对于环境监测领域的GIS开发者不断地提出着新的、越来越高的要求，即期望的 是实现使用者使用智能手机、平板电脑等智能设备也能够快速地远程访问环境监测GIS信 息。
【发明内容】
[0005] 为了提高环境监测应用相关的GIS信息的传输效率，本发明提供了一种供移动监 测端进行环境监测的远程环境监测监控系统，包括：
[0006] 环境监测单元，其设置于环境监测点并用于监测环境参数；
[0007] 数据通信单元，其设置于所述环境监测单元并用于将所述环境参数传输到服务 器；
[0008] 服务器，用于接收来自数据通信单元的数据并处理这些数据以及GIS地图数据，其 中，所述服务器包括环境监测GIS信息传输单元，其用于向移动监测端传输环境监测GIS信 息。
[0009] 进一步地，所述环境监测GIS信息传输单元包括：
[0010] 分块单元，用于对GIS数据信息进行分块；
[0011] 编码单元，用于计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
[0012] 压缩传输单元，用于基于该编码对数据进行压缩传输。
[0013]进一步地，所述分块单元包括：
[0014]地图数据获取子单元，用于获得GIS地图的矢量数据；
[0015] 划分子单元，用于根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据 是否异常，并根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
[0016] 标注子单元，用于以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合 到所述矢量数据中。
[0017] 进一步地，所述编码单元包括：
[0018] 方差值计算子单元，用于根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属 性信息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2， B3,…，Bn，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的 灰度值的方差值Cl，C2，C3，…，Cn;
[0019] 第一矢量数据计算子单元，用于计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
[0020] 第二矢量数据计算子单元，用于对所述各个块，相对应地以其各自的方差值C1， C2，C3,…，Cn为半径，以其几何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的 各块对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据， 作为第二矢量数据；
[0021] 第三矢量数据计算子单元，用于对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余 面积最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
[0022]欧式距离计算子单元，用于计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何 中心之间的欧式距离d;
[0023]标准矢量数据确定子单元，用于第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数 据作为标准矢量数据；
[0024]链表建立子单元，用于计算所述各块Bl，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准 矢量数据的矢量差值D1，D2，D3,…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值 和附加信息建立链表；
[0025]编码信息生成子单元，用于对所述矢量差值01，02,03，"_，011按照如下转换公式进 行转换，得到与所述各块对应的矢量数据(UO相对应的编码信息：
[0028]进一步地，所述压缩传输单元包括：
[0029] 压缩子单元，用于对所述编码信息进行压缩；
[0030] 传输子单元，用于将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
[0031] 进一步地，所述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行压缩:垂距限值 法或 DouglasPeucker 法。
[0032] 进一步地，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行压缩。
[0033] 进一步地，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表数组，并 传输该链表数组。
[0034] 本发明的有益效果是:本发明有针对性地考虑到环境监测GIS信息的随机性强、变 化慢的特点，从而能够相比现有的其他GIS信息传输系统提高GIS信息编码效率，提高基于 WebGIS的环境监测移动端用户的用户体验。根据本发明，经过试验验证，一旦由WebGIS服务 器生成了各块的上述信息，则由于上述信息中|f|的变化频率或变化速度仅为上述欧式距 离d的变化频率或变化速度的3%-8%，因此对于后续环境监测GIS数据库的编码操作仅需 要计算X、Y坐标与d的比值即可快速而相对准确地将包括环境监测数据、地图GIS信息、地理 定位信息等在内的环境监测GIS信息传输给WebGIS的移动客户端，极大地减少了运算量。
【附图说明】
[0035] 图1示出了根据本发明的环境监测GIS信息传输方法的流程图。
[0036] 图2示出了根据本发明的环境监测GIS信息传输方法相对应的环境监测GIS信息传 输单元组成框图。
[0037] 图3示出了根据本发明的远程环境监控系统的组成框图。
【具体实施方式】
[0038] 如图1所示，本发明的环境监测GIS信息传输方法适用于移动监测端进行远程环境 监测，包括如下步骤：
[0039] (1)对GIS数据信息进行分块；
[0040] (2)计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
[0041 ] (3)基于该编码对数据进行压缩传输。
[0042]根据本发明的优选实施例，所述步骤(1)包括：
[0043] (11)获得GIS地图的矢量数据；
[0044] (12)根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据是否异常，并 根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
[0045] (13)以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合到所述矢量数 据中，即作为矢量数据的一种附属信息。
[0046] 所述步骤(2)包括：
[0047] (21)根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属性信息的灰度值对应 的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2，B3,…，Bn，并基于所 述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的灰度值的方差值C1， C2，C3,…，Cn;
[0048] (22)计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
[0049] (23)对所述各个块，相对应地以其各自的方差值Cl，C2，C3，…，Cn为半径，以其几 何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的各块对应的正六边形发生重 叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第二矢量数据；
[0050] (24)对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余面积最大的块对应的GIS地 图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
[0051] (25)计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何中心之间的欧式距离 d；
[0052] (26)第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数据作为标准矢量数据；
[0053] (27)计算所述各块B1，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准矢量数据的矢量 差值D1，D2，D3,…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值和附加信息建立 链表；
[0054] (28)对所述矢量差值D1，D2，D3,…，Dn按照如下转换公式进行转换，得到与所述各 块对应的矢量数据(Xi，Yi)相对应的编码信息：
[0057]所述步骤(3)包括：
[0058] (31)对所述编码信息进行压缩；
[0059] (32)将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
[0060] 根据本发明的一些实施例，上述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行 压缩：垂距限值法或DouglasPeucker法。
[0061] 根据本发明的另一些实施例，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行 压缩。
[0062] 上述步骤(32)中，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表数 组，并传输该链表数组。
[0063] 对应地，如图2所示，本发明的环境监测GIS信息传输单元适用于移动监测端进行 远程环境监测，包括：
[0064] 分块单元，用于对GIS数据信息进行分块；
[0065] 编码单元，用于计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码；
[0066] 压缩传输单元，用于基于该编码对数据进行压缩传输。
[0067] 根据本发明的优选实施例，所述分块单元包括：
[0068] 地图数据获取子单元，用于获得GIS地图的矢量数据；
[0069] 划分子单元，用于根据预设阈值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据 是否异常，并根据超出预设阈值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块；
[0070] 标注子单元，用于以灰度值标注所述各块，该灰度值以第一属性信息的形式结合 到所述矢量数据中。
[0071] 所述编码单元包括：
[0072]方差值计算子单元，用于根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属 性信息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块B1，B2， B3,…，Bn，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的 灰度值的方差值Cl，C2，C3，…，Cn;
[0073] 第一矢量数据计算子单元，用于计算块B1的矢量数据，作为第一矢量数据；
[0074] 第二矢量数据计算子单元，用于对所述各个块，相对应地以其各自的方差值C1， C2，C3,…，Cn为半径，以其几何中心为中心做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的 各块对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据， 作为第二矢量数据；
[0075]第三矢量数据计算子单元，用于对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余 面积最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第三矢量数据；
[0076]欧式距离计算子单元，用于计算第二矢量数据的几何中心和第三矢量数据的几何 中心之间的欧式距离d;
[0077]标准矢量数据确定子单元，用于第一矢量数据除以所述欧式距离d得到的矢量数 据作为标准矢量数据；
[0078]链表建立子单元，用于计算所述各块Bl，B2，B3，…，Bn的矢量数据相对于所述标准 矢量数据的矢量差值D1，D2，D3,…，Dn，并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值 和附加信息建立链表；
[0079]编码信息生成子单元，用于对所述矢量差值01，02,03，"_，011按照如下转换公式进 行转换，得到与所述各块对应的矢量数据(UO相对应的编码信息：
[0082]所述压缩传输单元包括：
[0083]压缩子单元，用于对所述编码信息进行压缩；
[0084] 传输子单元，用于将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。
[0085] 根据本发明的一些实施例，上述对编码信息进行压缩包括采用如下压缩算法进行 压缩：垂距限值法或DouglasPeucker法。
[0086] 根据本发明的另一些实施例，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变换法进行 压缩。
[0087] 上述传输子单元中，将所述链表进行传输包括根据所述链表创建与之对应的链表 数组，并传输该链表数组。
[0088] 如图3所示，本发明的供移动监测端进行环境监测的远程环境监测监控系统包括：
[0089] 环境监测单元，其设置于环境监测点并用于监测环境参数；
[0090] 数据通信单元，其设置于所述环境监测单元并用于将所述环境参数传输到服务 器；
[0091] 服务器，用于接收来自数据通信单元的数据并处理这些数据以及GIS地图数据，其 中，所述服务器包括上述环境监测GIS信息传输单元，其用于向移动监测端传输环境监测 G IS信息。
[0092] 其中，环境监测单元可以采用C0D检测等水质检测设备、酸性气体污染物检测设备 等。数据通信单元可以选用基于4G或者GPRS的数传模块。
[0093] 以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精 确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能 的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在 实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。
【主权项】
1. 一种供移动监测端进行环境监测的远程环境监测监控系统，包括： 环境监测单元，其设置于环境监测点并用于监测环境参数； 数据通信单元，其设置于所述环境监测单元并用于将所述环境参数传输到服务器； 服务器，用于接收来自数据通信单元的数据并处理运些数据W及GIS地图数据，其中， 所述服务器包括环境监测GIS信息传输单元，其用于向移动监测端传输环境监测GIS信息。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境监测GIS信息传输单元包括： 分块单元，用于对GIS数据信息进行分块； 编码单元，用于计算各所述块的属性值，并据此对所述各块进行编码； 压缩传输单元，用于基于该编码对数据进行压缩传输。3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述分块单元包括： 地图数据获取子单元，用于获得GIS地图的矢量数据； 划分子单元，用于根据预设阔值判断所述GIS地图区域内的各环境监测点的数据是否 异常，并根据超出预设阔值的程度对所述GIS地图的矢量数据分块； 标注子单元，用于W灰度值标注所述各块，该灰度值W第一属性信息的形式结合到所 述矢量数据中。4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述编码单元包括： 方差值计算子单元，用于根据所述第一属性信息，对所述矢量数据按照与第一属性信 息的灰度值对应的块进行排序，得到按照第一属性信息从大到小排列的多个块BI, B2， B3,…，化，并基于所述第一属性信息的灰度值的平均值计算各个块相对于第一属性信息的 灰度值的方差值Cl，C2，C3，…，化； 第一矢量数据计算子单元，用于计算块Bl的矢量数据，作为第一矢量数据； 第二矢量数据计算子单元，用于对所述各个块，相对应地W其各自的方差值Cl，C2， C3,…，化为半径，W其几何中屯、为中屯、做正六边形，并对于最终所述GIS地图区域内的各块 对应的正六边形发生重叠的频率最高者，计算该块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为 第二矢量数据； 第=矢量数据计算子单元，用于对于上述重叠后减掉重叠部分的面积得到的剩余面积 最大的块对应的GIS地图子区域的矢量数据，作为第=矢量数据； 欧式距离计算子单元，用于计算第二矢量数据的几何中屯、和第=矢量数据的几何中屯、 之间的欧式距离d; 标准矢量数据确定子单元，用于第一矢量数据除W所述欧式距离d得到的矢量数据作 为标准矢量数据； 链表建立子单元，用于计算所述各块Bl，B2，B3，…，化的矢量数据相对于所述标准矢量 数据的矢量差值Dl，D2，D3,…，Dn,并为各块的所述方差值、所述矢量差值、第一属性值和附 加信息建立链表； 编码信息生成子单元，用于对所述矢量差值Dl，D2，D3，…，化按照如下转换公式进行转 换，得到与所述各块对应的矢量数据(Xi，Yi)相对应的编码信息：5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述压缩传输单元包括： 压缩子单元，用于对所述编码信息进行压缩； 传输子单元，用于将所述链表和经过压缩后的编码信息进行传输。6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述对编码信息进行压缩包括采用如下压 缩算法进行压缩:垂距限值法或DouglasPeucker法。7. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述对编码信息进行压缩包括利用小波变 换法进行压缩。8. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，将所述链表进行传输包括根据所述链表创 建与之对应的链表数组，并传输该链表数组。
【文档编号】G06Q50/26GK105913365SQ201610218561
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】易飞, 缪达瑞, 钱志
【申请人】成都嘉泽兴业科技有限责任公司