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一、平臺介紹

水情監測數據大屏

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平臺首頁

日均水位

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日均水速

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二、論文內容

摘要（中文）

本文針對河道水情監測領域的數據管理和可視化分析需求，設計并實現了一套河道水情大數據可視化分析平臺。該平臺基于自研的低代碼開發框架，采用前后端分離架構，實現了水情數據的采集、存儲、分析和可視化展示功能。平臺集成了日均水位、日均水速監測、數據完整性評估、河流管理等核心功能，并提供了數據大屏、實時水情日報等直觀的可視化界面，為水務管理部門提供決策支持。本文詳細闡述了系統的需求分析、架構設計、數據庫設計、功能實現及測試過程，并對系統的應用效果進行了評估。實踐表明，該平臺能夠有效提升水情監測的信息化水平，為防洪減災和水資源管理提供有力支持。

關鍵詞：水情監測；大數據可視化；低代碼開發；前后端分離

摘要（英文）

This thesis designs and implements a river water condition big data visualization and analysis platform to address the data management and visualization analysis needs in river water monitoring. Based on a self-developed low-code development framework, the platform adopts a front-end and back-end separation architecture to realize the collection, storage, analysis, and visualization of water condition data. The platform integrates core functions such as daily average water level monitoring, daily average flow velocity monitoring, data integrity assessment, and river management. It also provides intuitive visualization interfaces such as data dashboards and real-time water condition daily reports to support decision-making for water management departments. This thesis elaborates on the system’s requirement analysis, architecture design, database design, function implementation, and testing process, and evaluates the application effects of the system. Practice shows that the platform can effectively improve the information level of water condition monitoring and provide strong support for flood control, disaster reduction, and water resource management.

Keywords: Water Condition Monitoring; Big Data Visualization; Low-Code Development; Front-end and Back-end Separation

第一章 緒論

1.1 研究背景與意義

隨著全球氣候變化的加速，水資源管理和防洪減災工作面臨著前所未有的挑戰。河道水情監測作為水資源管理的重要環節，對于保障城市安全、防范洪澇災害、優化水資源調配具有重要意義。傳統的水情監測方式主要依靠人工觀測和簡單的數據記錄，存在數據獲取不及時、分析手段單一、信息共享困難等問題，難以滿足現代水務管理的需求。

隨著物聯網、大數據、云計算等信息技術的快速發展，河道水情監測正在向數字化、智能化方向轉變。通過建立完善的水情監測網絡，實時采集水位、流速等關鍵數據，并結合大數據分析和可視化技術，可以實現水情數據的全面感知、智能分析和直觀展示，為水務管理決策提供科學依據。

在深圳市龍崗區等城市化程度高、河網密集的地區，建立高效的河道水情監測平臺尤為重要。一方面，該地區降雨集中，易發生暴雨洪澇災害；另一方面，城市化進程導致河道自然調蓄能力下降，增加了防洪壓力。因此，開發一套功能完善、性能穩定的河道水情大數據可視化分析平臺，對于提升水情監測能力、增強防災減災能力具有重要的現實意義。

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 國外研究現狀

國外發達國家在水情監測領域起步較早，已形成較為完善的技術體系和應用模式：

1. 美國：美國地質調查局(USGS)建立了全國水情信息系統(NWIS)，覆蓋全美超過1.5萬個監測站點，實現了水文數據的實時采集、傳輸和共享。該系統采用分布式架構，支持多源數據融合和復雜水文模型計算，為防洪預警和水資源管理提供支持。

2. 歐盟：歐盟水框架指令(WFD)推動了跨國水情監測網絡的建設，如歐洲洪水預警系統(EFAS)整合了多國水文氣象數據，提供7-10天的洪水預警。該系統注重數據可視化和決策支持功能，采用WebGIS技術實現空間數據展示。

3. 日本：日本建立了高密度的水情監測網絡，結合雷達降雨監測系統，實現了分鐘級的洪水預警。其水情監測系統強調實時性和可靠性，廣泛應用物聯網技術和邊緣計算技術提升數據處理效率。

國外水情監測系統的特點是覆蓋范圍廣、監測精度高、數據處理自動化程度高，并注重數據可視化和決策支持功能。然而，這些系統多為定制開發，系統擴展性和適應性有限，且建設和維護成本較高。

1.2.2 國內研究現狀

我國水情監測信息化建設起步相對較晚，但發展迅速：

1. 國家層面：水利部建立了全國水情信息管理系統，構建了覆蓋全國的水情監測網絡。"十三五"期間，我國加快了水利信息化建設，初步形成了水情監測、預報、預警的信息化體系。

2. 地方實踐：各省市結合本地特點，開發了多種水情監測系統。如長江水利委員會的長江流域水情監測系統，珠江水利委員會的珠江流域水情信息系統等，這些系統在區域水情監測和防洪減災中發揮了重要作用。

3. 技術發展：近年來，我國在水情監測領域積極應用物聯網、大數據、人工智能等新技術，如基于北斗衛星的水情監測系統、基于深度學習的水情預測模型等，技術水平不斷提升。

國內水情監測系統存在的主要問題包括：系統間數據共享不足、數據分析能力有限、可視化展示不夠直觀、系統開發效率低等。特別是在低代碼開發、大數據分析和可視化方面，與國外先進水平相比仍有差距。

1.3 研究內容與目標

本文旨在設計并實現一套基于自研框架的河道水情大數據可視化分析平臺，主要研究內容包括：

1. 自研低代碼開發框架：設計一套適用于水情監測領域的低代碼開發框架，提高系統開發效率和可維護性。

2. 水情數據采集與存儲：研究水情數據的采集、傳輸、存儲機制，實現對多源異構數據的統一管理。

3. 水情數據分析與可視化：研究水情數據的分析方法和可視化技術，實現數據的多維分析和直觀展示。

4. 系統架構與功能設計：研究適合水情監測的系統架構和功能模塊，實現系統的高可用性和可擴展性。

研究目標：

1. 構建一套基于自研低代碼框架的河道水情大數據可視化分析平臺，實現水情數據的采集、存儲、分析和可視化展示。

2. 提供日均水位、日均水速、數據完整性評估、河流管理等核心功能，滿足水情監測的業務需求。

3. 實現數據大屏、實時水情日報等可視化界面，提升數據展示的直觀性和交互性。

4. 建立完善的系統管理功能，包括用戶管理、角色管理、菜單管理、定時任務等，保障系統的安全性和可維護性。

5. 通過系統應用，提升水情監測的信息化水平，為防洪減災和水資源管理提供決策支持。

1.4 論文結構安排

本文共分為六章，各章內容安排如下：

第一章 緒論：介紹研究背景與意義、國內外研究現狀、研究內容與目標，明確論文的研究范圍和方向。

第二章 相關技術介紹：介紹系統開發所涉及的關鍵技術，包括自研低代碼開發框架、前端技術棧、后端技術棧、數據可視化技術等。

第三章 系統需求分析：分析系統的業務需求、功能需求和非功能需求，明確系統開發的目標和范圍。

第四章 系統設計：詳細闡述系統的架構設計、數據庫設計、功能模塊設計和接口設計，為系統實現奠定了基礎。

第五章 系統實現與測試：介紹系統的開發環境、核心功能實現、數據可視化實現、系統部署過程以及系統測試，展示系統的實現效果并驗證系統的功能性和性能。

第六章 總結與展望：總結系統開發的成果和創新點，分析存在的不足，提出未來的改進方向。

第二章 相關技術介紹

2.1 自研低代碼開發框架

本系統采用自研的低代碼開發框架，該框架是一套面向企業級應用的開發平臺，具有以下特點：

1. 低代碼開發：通過可視化設計器和豐富的組件庫，減少手工編碼量，提高開發效率。

2. 前后端分離：采用前后端分離架構，前端負責界面展示和用戶交互，后端負責業務邏輯和數據處理，實現了前后端的解耦。

3. 組件化設計：系統功能以組件形式封裝，支持組件的復用和擴展，提高了系統的可維護性。

4. 插件化機制：支持功能插件的動態加載和卸載，便于系統功能的擴展和定制。

5. 代碼生成器：提供強大的代碼生成功能，能夠根據數據庫表結構自動生成前后端代碼，大幅提高開發效率。

6. 權限管理：內置完善的權限管理機制，支持細粒度的權限控制，保障系統安全。

該框架采用現代化的技術棧，前端基于Vue.js和Ant Design Vue，后端基于Spring Boot和MyBatis-Plus，數據庫支持MySQL、Oracle等主流數據庫，為系統開發提供了堅實的技術基礎。

三、主要流程圖

日均水位監測

實時水情日報

水位-流速年對比

河流管理

數據大屏

四、論文目錄

基于開源框架的河道水情大數據可視化分析平臺設計與實現 3
封面和聲明頁 3
摘要（中文） 3
摘要（英文） 4
第一章 緒論 4
1.1 研究背景與意義 4
1.2 國內外研究現狀 5
1.3 研究內容與目標 6
1.4 論文結構安排 7
第二章 相關技術介紹 7
2.1 自研低代碼開發框架 7
2.2 前端技術棧 8
2.3 后端技術棧 9
2.4 數據可視化技術 10
2.5 本章小結 11
第三章 系統需求分析 11
3.1 業務需求分析 11
3.2 功能需求分析 12
3.3 非功能需求分析 14
3.4 本章小結 15
第四章 系統設計 15
4.1 系統架構設計 15
4.2 數據庫設計 17
4.3 功能模塊設計 20
4.4 接口設計 33
4.5 本章小結 37
4.2 數據庫設計 38
數據庫表結構設計 38

1. 系統管理相關表 38
   1.1 用戶表（sys_user） 38
   1.2 角色表（sys_role） 39
   1.3 菜單表（sys_menu） 39
   1.4 用戶角色關聯表（sys_user_role） 40
   1.5 角色菜單關聯表（sys_role_menu） 40
   1.6 數據字典表（sys_dict） 40
   1.7 數據字典項表（sys_dict_item） 40
2. 業務相關表 41
   2.1 河流表（river_info） 41
   2.2 監測站點表（monitor_station） 41
   2.3 水位數據表（water_level_data） 42
   2.4 流速數據表（water_flow_data） 42
   2.5 數據源表（data_source） 43
   2.6 定時任務表（sys_quartz_job） 43
   4.3 功能模塊設計 44
   功能流程圖設計 44
3. 日均水位監測 44
4. 日均水速監測 47
5. 實時水情日報 50
6. 水位-流速年對比 53
   功能流程圖設計 56
7. 河流管理 56
8. 監測站點管理 58
9. 數據源管理 60
10. 數據完整性評估 62
    功能流程圖設計 65
11. 數據大屏 65
12. 統計圖表 68
13. GIS地圖 71
14. 專題分析 73
    功能流程圖設計 76
15. 用戶管理 76
16. 角色管理 78
17. 菜單管理 80
18. 數據字典 82
19. 定時任務 84
20. 日志管理 87
21. 性能監控 89
    功能描述 89
    4.4 接口設計 92
    4.5 本章小結 96
    第五章 系統實現 96
    5.1 開發環境搭建 96
    5.2 核心功能實現 99
    5.3 系統部署 133
    5.4 系統測試 138
    5.5 本章小結 140
    第六章 總結與展望 141
    6.1 研究總結 141
    5.3 系統部署 152
    5.4 系統測試 157
    5.5 本章小結 160
    第六章 總結與展望 160
    6.1 研究總結 160
    6.2 創新點 161
    6.3 未來展望 162
    o 提供開放API接口，支持第三方系統集成 162
    參考文獻 162

五、實現代碼

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