基于Flask、Bootstrap及深度學習的水庫智能監測分析平臺

項目介紹

本項目是基于Flask框架構建的水庫智能監測分析平臺，集水庫數據管理、實時監測預警、可視化分析和智能預測功能于一體。
預測水位的預警級別：藍色預警沒有超過正常水位且接近正常水位1米內、橙色預警超過正常水位1米以內、紅色預警超過1米以上。

主要技術與框架

• 核心框架：

  • Flask：輕量級Web應用框架，提供MVC架構支持

  • SQLAlchemy：ORM數據庫管理系統，支持SQLite/MySQL

• 前端技術：

  • Bootstrap 5：響應式前端框架

  • Chart.js：動態數據可視化圖表

  • SweetAlert2：交互式提示組件

  • Jinja2：模板引擎實現頁面動態渲染

• 數據存儲：

  • SQLite：輕量級關系型數據庫

  • Pandas：數據處理與分析工具

• 前端技術：

  • HTML/CSS/JavaScript：用于構建用戶界面。

  • Jinja2 模板引擎：用于動態生成 HTML 頁面。

• 其他工具：

  • Flask-Login：用戶認證與會話管理

  • NumPy：科學計算基礎庫

  • Dateutil：時間日期處理

  • …等其他庫

主要功能

• 📊 智能監測預警
  • 多維度數據采集（水位/降雨/溫濕度/出入庫流量）
  • 三級預警體系（紅/橙/黃）實時監測異常數據
  • 預警記錄管理（篩選/查看詳情/批量刪除）
• 📈 數據可視化分析
  • 交互式圖表展示水位變化趨勢
  • 多維度數據對比分析
  • 支持36個月歷史數據回溯
• 🧠 智能預測系統
  • LSTM神經網絡水位預測模型
  • 可視化預測結果與正常水位對比
  • 預測數據異常值自動標注
• 🔒 分級權限管理
  • 管理員：用戶管理/模型訓練/數據維護
  • 普通用戶：數據查詢/可視化分析
  • 個人設置（密碼修改/郵箱綁定）
• 📦 數據管理中心
  • 水庫數據CRUD操作
  • 智能表單驗證（日期格式/數值范圍）
  • 數據分頁瀏覽與條件篩選
• 🛠? 模型訓練中心
  • 在線啟動LSTM模型訓練
  • 實時顯示訓練日志與進度

環境說明

參考以下環境（已跑通），可按順序安裝庫的版本：

Windows10及以上（操作系統）Flask==3.0.3Flask_Login==0.6.3flask_sqlalchemy==3.1.1joblib==1.4.2keras==2.7.0matplotlib==3.8.3numpy==1.23.5pandas==2.0.3prophet==1.1.6python_dateutil==2.8.2scikit_learn==1.3.1tensorflow==2.7.4Werkzeug==2.0.3openpyxlPyQt5conda install -c conda-forge tcl=8.6.9 tk=8.6.9

目錄說明

水庫智能監測分析平臺/
├── data/                         # 存放水庫數據集（用于數據庫初始化數據）
├── images/                       # 存放運行train_model.py產生的訓練損失圖和預測水位結果圖
├── instance/                     # 存放初始化后的數據庫
├── models/                       # 存放訓練后的模型
├── static/                       # 靜態資源文件
│   ├── css/                      # 存放頁面樣式
│   └── js/                       # 存放JavaScript頁面交互
├── templates/                    # HTML 模板文件
│   ├── add_reservoir.html        # 數據管理菜單 - 添加水庫信息頁面
│   ├── alert_management.html     # 預警管理菜單
│   ├── auth_base.html            # 登錄注冊認證基礎頁面
│   ├── base.html                 # 系統主布局基礎樣式頁
│   ├── dashboard.html            # 系統儀表盤 - 首頁
│   ├── data_management.html      # 數據管理菜單
│   ├── data_visualization.html   # 數據可視化菜單
│   ├── edit_reservoir.html       # 數據管理菜單 - 編輯水庫信息頁面
│   ├── login.html                # 登錄頁面
│   ├── model_training.html       # 模型訓練菜單
│   ├── profile_setting.html      # 個人設置菜單
│   ├── register.html             # 注冊頁面
│   ├── user_management.html      # 用戶管理菜單
│   └── water_forecast.html       # 水位預測菜單
├── README.md                     # 項目說明文檔
└── requirement.txt               # 項目依賴列表
├── run.py                        # Flask 應用主程序（運行啟動項目）
└── train_model.py                # 模型訓練

右鍵運行 run.py 后，瀏覽器輸入地址：127.0.0.1:5000 訪問系統。

視頻演示（效果圖）