技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及
水域管理技术领域，尤其涉及一种湖泊信息管理系统。
背景技术
[0002] 湖泊是江河水系的重要组成部分，全国现有水面面积1平方公里以上的天然湖泊2865个，总面积7.8万平方公里，
淡水资源量约占全国水资源量的8.5％。这些天然湖泊是蓄洪储水的重要空间，在防洪、供水、航运、生态等方面具有不可替代的作用。然而长期以来，一些地方围垦湖泊、侵占水域、超标排污、违法养殖、非法采砂，造成湖泊面积萎缩、水域空间减少、水质恶化、
生物栖息地破坏等问题突出，湖泊功能严重退化。根据2016年全国118个重要湖泊监测评价的结果显示，总体水质为I-III类的比例为23.7％，IV-V类的比例为
58.5％，劣V类的比例是17.8％，情况不容乐观。因此，如何有效加强湖泊管理保护、改善湖泊生态环境、维护湖泊健康生命、实现湖泊功能永续利用则是当前亟须推进的重点工作之一。
[0003] 与河流相比，湖泊
水体流动相对缓慢，水体交换更新周期长，生态平衡易受到自然和人类活动的影响，更容易发生水质污染、
水体富营养化，在被污染后也更难修复。
现有技术中仍采用人工实地监测的方式对湖泊情况进行监测管理，导致湖泊信息管理效率较低，耗费人
力成本。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供一种湖泊信息管理系统，以提高湖泊信息管理的效率，降低人力成本。
[0005] 本发明实施例提供了一种湖泊信息管理系统，该系统包括：
[0006]
云服务端，用于对接收的湖泊监测视频数据进行识别处理，确定湖面存在物，并根据所述湖面存在物向终端和/或移动端发送预警信息，其中，所述预警信息用于指示用户根据所述湖面存在面采取预警措施；
[0007] 所述云服务端，还用于接收湖泊水质监测数据，对所述湖泊水质进行分析，并结合所述湖面存在物，确定所述湖泊水质的评估结果；
[0008] 所述终端和所述移动端，用于接收所述预警信息。
[0009] 本发明实施例提供的湖泊信息管理系统中借助云服务端对湖泊监测视频数据进行识别处理，确定湖面存在物，然后向终端或移动端发送预警信息，以提示用户根据不同的湖面存在物采取相应的预警措施；同时，云服务端还用于对接收的湖泊水质监测数据进行分析，确定湖泊水质，并结合识别的湖面存在物，确定湖泊水质的评估结果，实现了对湖泊信息的自动化监测，提高了湖泊信息的管理效率，降低了人力成本。
附图说明
[0010] 图1是本发明实施例提供的一种湖泊信息管理系统的结构示意图；
[0011] 图2是本发明实施例提供的另一种湖泊信息管理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0013] 实施例
[0014] 图1是本发明实施例提供的一种湖泊信息管理系统的结构示意图，本实施例可适用于对湖泊信息进行自动化监测与高效管理的情况，具体的，本实施例可以是一种基于湖长制的湖泊信息管理系统。本实施例中，云服务端可以采用云服务端集群的形式实现；终端(或称为PC端)包括台式电脑和笔记本等便携性较低的具有计算能力的设备；移动端可以是任意的智能移动终端，例如手机和
平板电脑等便携设备。
[0015] 如图1所示，本实施例提供的湖泊信息管理系统包括云服务端110、终端120和移动端130，其中：
[0016] 云服务端110，用于对接收的湖泊监测视频数据进行识别处理，确定湖面存在物，并根据湖面存在物向终端120和/或移动端130发送预警信息；其中，预警信息用于指示用户根据湖面存在面采取预警措施；云服务端110发送预警信息的方式可以包括以下至少一种：邮件、短信和即时通讯信息，本实施例对此不作具体限定，可以根据实际情况进行设置；
[0017] 云服务端110，还用于接收湖泊水质监测数据，对湖泊水质进行分析，并结合湖面存在物，确定湖泊水质的评估结果；
[0018] 终端120和/或移动端130，用于接收预警信息。
[0019] 其中，湖泊监测视频数据可以利用任意的安装有高清摄像头的自动化设备在湖泊上空进行航拍采集，例如
直升机或者无人机等，还可以利用湖岸区域设置立杆式监控摄像头进行采集；湖泊水质监测数据可以利用安装在各个监测
站点的水质监测
传感器进行采集，
数据采集之后，可以通过数据传输发送至云服务端110，以进行数据分析。
[0020] 具体的，该系统还包括数据采集装置，数据采集装置包括视频采集装置和水质监测传感器；其中，视频采集装置包括搭载于无人机上的摄像头和湖岸区域设置的监控摄像头，用于实时采集湖泊监测视频数据，对于无人机上的摄像头而言，当采集到视频数据后，可以利用无人机上的通信装置将该视频数据实时发送至云服务端110，对于湖岸区域设置的监控摄像头而言，可以利用该
位置处安装的通信装置将视频数据实时发送至云服务端110；水质监测传感器用于实时采集湖泊水质监测数据，并可以利用该监测站点安装的通信装置将湖泊水质监测数据实时发送至云服务端110，从而实现对湖泊信息的实时监测。
[0021] 可选的，湖面存在物包括但不限于船只、人和漂浮物体等，其中，漂浮物体包括任意的具有特定形状的物品；通过识别湖面存在物不仅可以判断湖面是否存在违禁行为，是否存在破坏湖岸线行为，还可以协助分析湖泊水质的变化。
[0022] 进一步的，云服务端110具体用于：接收湖泊水质监测数据，对湖泊水质进行分析，并结合确定的湖面存在物，预测湖泊水质的变化趋势以及确定湖泊水质的变化原因，将该变化趋势和变化原因作为评估结果。例如，某湖泊区域内存在较多的漂浮物体，而且当前湖泊水质监测结果显示水质并不理想，可以预测该湖泊区域的水质可能进一步下降，并且水质下降原因与湖面漂浮物体存在较大关联。
[0023] 可选的，当湖面存在物包括船只、人和漂浮物体时，云服务端110具体用于：
[0024] 分别对接收的不同湖泊区域的湖泊监测视频数据进行分
帧处理；
[0025] 针对不同湖泊区域的每一帧视频图像，通过图像特征提取与匹配，确定湖面上存在船只；和/或
[0026] 利用
人脸识别技术确定湖面上存在人；和/或
[0027] 利用预先训练的神经网络模型确定湖面上存在漂浮物体。
[0028] 本实施例中，湖泊监测视频数据可以是按照不同的湖泊分区进行采集，例如禁止船只驶入的湖泊区域和禁止人为活动(如游泳)的湖泊区域。通过对不同湖泊区域的监测视频数据分别进行分析，确定每个湖泊区域的湖面情况。在对监测视频数据分别进行分析之前，如果识别到视频数据的格式不属于云服务端110可识别的视频格式，可以利用视频格式转化工具对监测视频数据的格式进行转化。优选的，云服务端110可识别的视频格式包括现有的任意视频格式，例如：MPEG/MPG/DAT、AVI、ASF、MOV、WMV、NAVI、3GP、RM/RAM、MKV、FLV、F4V、RMVB、WebM、SWF、DIVX、XVID、H264等。
[0029] 示例性一，针对禁止渔船驶入的湖泊区域的每一帧视频图像，可以通过在预先建立的船只图像库中进行图像特征提取与特征匹配，如果匹配成功，确定湖面上存在船只，从而确定该禁止渔船驶入的湖泊区域发生了违禁行为，进一步的，还可以具体识别船只信息，将船只信息与视频数据的采集时间进行关联保存，然后将该保存信息以预警信息的形式发送至终端120和/或移动端130，以便收到该预警信息的用户进行人为干预与禁止。
[0030] 示例性二，针对禁止游泳的湖泊区域的每一帧视频图像，利用人脸识别技术，确定湖面上存在游泳的人，然后将向终端120和/或移动端130发送预警信息，以便接收到该预警信息的用户进行人为干预与禁止。
[0031] 示例性三，针对任意湖泊区域的每一帧视频图像，利用预先训练的神经网络模型确定湖面上存在漂浮物体。该漂浮物体可以是任意的具有特定形状的物品，包括已经建立相关图像资料库和尚未建立相关图像资料库的物品，例如，可以是上述船只图像库中尚未收录的船只等。具体的，本实施例中所用的神经网络模型可以是基于深度
卷积神经网络的识别模型，可以将预先采集并进行拆帧处理后的图像数据作为数据集，将数据集以0.2：0.8的比例划分为测试集和训练集，搭建包含一个预处理层、三个Inception模
块、全连接层和Softmax层的深度置信网络，经过训练学习，得到基于深度卷积神经网络的湖面存在物识别模型。对于禁止渔船驶入的湖泊区域，湖面上如果出现尚未被收录入船只图像库的渔船，也可以利用神经网络模型进行识别。
[0032] 本实施例借助公有云平台支持资源空间的动态扩容以及计算能力强的优势，对湖泊监测视频数据和湖泊水质监测数据进行存储与分析处理，实现了对湖泊信息的自动化监测与管理，并且云服务端110可以集群的形式实现，可以进一步实现业务负载的均衡，提高
数据处理效率。云服务集群大小和云存储的容量可以根据用户规模进行自适应动态调整和业务流的负载均衡。并且，相比于
服务器的本地化部署，采用云服务端可以降低湖泊信息管理系统的建设成本和运维成本。
[0033] 在上述技术方案的
基础上，可选的，终端120和/或移动端130还用于：
[0034] 根据用户处理需求，向云服务端110发送湖泊信息处理
请求，并将接收的云服务端110返回的湖泊信息处理结果进行
可视化展示，其中，湖泊信息处理请求可以是基于用户的实际处理需求而产生的任意处理请求。
[0035] 进一步的，终端120和移动端130中分别安装湖泊信息管理客户端；相应的，终端120和移动端130具体用于：通过客户端响应于用户处理请求，并触发向云服务端110发送的湖泊信息处理请求，其中，客户端的可视化界面上集成多个功能控件，不同功能控件用于触发不同的湖泊信息处理请求。例如，用户对客户端界面上显示的功能控件进行点击或者触控操作，终端根据用户点击或者触控的功能控件触发相应的湖泊信息处理请求。
[0036] 本实施例中，湖泊信息管理客户端可以用终端120和移动端130分别支持的浏览器的形式实现，即云服务端110与终端120以及云服务端110与移动端130，可以基于浏览器/服务器模式(或称为B/S结构)进行通信交互。此外，湖泊信息管理客户端也可以基于公众平台客户端的形式实现，也可以是一种可安装在终端120和移动端130中的独立开发的客户端，本实施例对此不作具体限定。
[0037] 安装有湖泊信息管理客户端的终端120所支持的功能包括用户(例如湖长)工作首页、一湖一档、一湖一策、巡查管理、在线监测、考核监督、工程管理和系统管理等功能。具体介绍如下：
[0038] 示例性一，用户处理需求包括湖泊档案创建和湖泊
整治方案记录；相应的，终端120包括：
[0039] 湖泊分档管理模块，用于响应于用户的档案创建请求，基于一湖一档的策略，为每个湖泊创建单独的信息管理档案；具体的，该湖泊分档管理模块支持按照一湖一档对每个湖泊信息管理档案的内容编辑、
修改和发布；
[0040] 湖泊分策管理模块，用于响应于用户的方案记录请求，基于一湖一策的策略，为每个湖泊单独记录对应的整治方案；具体的，该湖泊分策管理模块支持按照行政区划分和湖泊名称划分记录一湖一策方案，以供用户查看，同时支持在湖泊分布地图(即
地理信息系统地图，Geographic Information System，GIS地图)上显示用户当前查看的湖泊区域内(例如湖长管辖范围内)的湖泊概况、公示牌、存在问题、湖泊水质、污染源、排污口、视频监控、水位站和治理方案等信息，也可以展示相关的湖泊监测数据。当然，用户能够查看前述各种湖泊信息的前提是云服务端110中已经存储有相关数据源并下发至终端120，也即云服务端110中存储的数据并不限于湖泊监测视频数据和湖泊水质监测数据。并且，每个湖泊的信息管理档案以及每个湖泊的整治方案在创建之后均会存储在云服务端110。
[0041] 示例性二，用户处理需求包括湖泊工程查询；相应的，终端120包括：工程管理模块，用于响应于用户的湖泊工程查询请求，展示云服务端110下发的各种湖泊工程的施工进度或者施工详情，例如可以具体展示用户查询的湖泊工程的施工
进度条以及湖泊工程的详细进度信息和相关文档。其中，终端120收到用户的湖泊工程查询请求后，可以将该请求继续发送至云服务端110，以请求云服务端110下发相关数据。
[0042] 示例性三，用户处理请求包括湖泊监测站点信息查询，相应的，终端120包括：监测站点展示模块，用于响应于用户的泊监测站点查询请求，将云服务端110下发的各监测站点的实时水质信息展示在湖泊分布地图上对应湖泊的位置处，其中，云服务端110接收到水质监测传感器实时采集的湖泊水质监测数据后可以进行实时的水质分析，并将水质分析结果、水质监测数据的采集时刻与分析时刻进行关联存储。通过将各类监测站点与GIS地图相结合，以“一张图”的方式进行综合性可视化展示，同时还可以用不同
颜色表示不同的水质级别。湖泊监测站点信息查询支持按照行政区划和湖泊名称的方式进行分类查看各监测站点的相关信息。监测站点包括水质监测站、水位站、排污口和饮水源地监测站等。上述功能模块均可以客户端中的功能控件形式实现。
[0043] 对于湖长用户而言，安装有湖泊信息管理客户端的移动端130支持湖长查询管辖区域湖泊实时信息、湖泊巡查事件上报、接收并处置湖长办的待办事项等功能。湖长可以利用移动端130记录实地巡湖的巡查开始时间、巡查结束时间以及巡查过程中发现的问题，关于巡查问题的记录可以通过拍摄视频或者图像并上传至云服务端110来实现，并且，在湖长巡查过程中，移动端130可以利用
定位装置自动获取湖长的位置信并上传至云服务端110进行存储。当湖长结束巡查后，移动端130可以基于获取或记录的信息自动生成巡查日志。
[0044] 图2作为示例，示出了本实施例提供的另一种湖泊信息管理系统的结构示意图。如图2所示，云服务端110的
数据中心可以包括多种
数据库，每种数据库用于存储不同类型的湖泊数据，这与湖泊信息的管理需求有关；并且云服务端110中包括多个功能模块，每个功能模块执行相应的数据处理后，可以根据移动端130和终端120的请求，将数据处理结果下发至移动端130和终端120中进行可视化展示；数据采集模块可以利用各种方式获取湖泊监测数据，例如自动采集、人工采集、外部接入以及与其他数据平台的离线交换等，并传输至云服务端110进行存储；移动端130和终端120可以通过与云服务端110的交互，向用户反馈所需的信息。
[0045] 其中，云服务端110支持对接其他的数据库平台，例如水利数据大平台、环保数据平台、国土数据平台、气象数据平台、农业数据平台和林业数据平台等，可以与这些数据库平台进行数据共享，使得云服务端110在数据处理过程中，若涉及到水利、环保、国土、气象、农业和林业方面的数据需求时，能够得到相应的原始数据支持。
[0046] 本发明实施例提供的湖泊信息管理系统中借助云服务端对湖泊监测视频数据进行识别处理，确定湖面存在物，然后向终端或移动端发送预警信息，以提示用户根据不同的湖面存在物采取相应的预警措施；同时，云服务端还用于对接收的湖泊水质监测数据进行分析，确定湖泊水质，并结合识别的湖面存在物，确定湖泊水质的评估结果，实现了对湖泊信息的自动化监测，提高了湖泊信息的管理效率，降低了人力成本，实现了实时的机器智能监控与判别替代传统的人工值守查看，实现了动态治湖与管治合一的综合湖泊信息化管控；并且，通过终端、移动端和云服务端之间的通信交互，可以为用户的湖泊管理工作提供极大的便利性，具有较大的推广应用价值。
[0047] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的
权利要求范围决定。
