[发明专利]去中心微服务化区域洪水预警水信息系统及其集成方法

说明书

本发明公开了一种去中心微服务化区域洪水预警信息系统及其集成方法，该系统综合组织了数据采集处理、机器学习洪水预警、洪水淹没地图展示等功能，包含了数据采集层、数据集成层、微服务层、服务注册中心集群、API Gateway集群、终端用户层六个部分；该方法具有较强的系统容错能力和可靠性，且将系统应用扩展演变为对细粒度服务的扩展，编程语言选择范围广且部署简易化，能够整合实时水信息数据、模型模拟分析及结果可视化，进而为决策者提供即时的基于GIS地图洪水淹没范围及深度资讯。

技术领域

本发明涉及洪水预警技术领域，具体为一种去中心微服务化区域洪水预警信息系统及其集成方法

背景技术

近几十年来，随着气候的变化，洪涝灾害的程度和规模急剧增加，大规模的山洪暴发给全球带来了快速流动和上升的水资源，造成了巨大的生命财产损失和社会破坏。实时访问、分析处理和交互式可视化对于更好地理解洪水相关问题至关重要。

物联网、互联网技术、移动通信等科学与技术的进展，目前已获取了大量的实时水信息数据，包括遥感数据、气象数据、雨量数据、水位数据、水流流量数据以及各种摄像终端、移动终端产生的分布式实时数据。并且基于计算机分布式处理能力也大大的提高。利用这些新工具，有利于提前预测区域洪水和开发高可用一站式水信息集成系统。

然而，传统洪水预警水信息系统是以数据存储、业务逻辑为一体的中心整体式架构应用程序。主要存在如下问题:

(1)传统洪水预警水信息系统整体式架构应用开发系统，尽管也采用模块化方法，但随着应用功能变更越来越频繁，由于整体式应用的限制性，如模块单元紧耦合、开发语言单一、可扩展性不强、配置复杂、高并发等问题，使得整体式应用敏捷开发和部署举步维艰、可靠性与可扩展性都大大的降低。

(2)随着新技术的应用，水信息采集传感器种类越来越多，如雨量、水位、水流流量、遥感等实时数据采集传感器。而传统的洪水预警水信息系统在实时水信息数据采集处理和即时洪水预警建模及交互式可视化等方面的能力有限，如无法实时采集处理数据和利用实时数据以足够的提前期依次提供可靠和准确的区域洪水淹没范围及深度预测且预警结果无法以友好的交互式地图展示给洪水影响区域用户。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可用的区域洪水预警智能水信息系统及其集成方法。利用分布式技术，通过物联网、互联网以及移动通信技术采集实时水信息数据，并且对数据进行实时处理、机器学习建模及交互式可视化，为区域洪水提前预警提供技术支撑。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种去中心微服务化区域洪水预警信息系统，包括数据采集层、数据集成层、微服务层、服务注册中心集群、API Gateway集群、终端用户层六个部分；

所述数据采集层：通过物联网、互联网以及移动通信技术采集各种传感器监控的实时水信息数据；

所述数据集成层：包括洪水预警数据库的关系数据库和非关系数据库，定义并持久化存储了用户管理数据、实时水信息数据、模型信息数据和空间数据四类数据；所述用户管理数据包括用户名、密码、授权权限数据；所述实时水信息数据包括水位数据、流量数据、降雨数据；所述空间数据包括行政区划信息和地理数据信息；所述模型信息数据包括构建和执行洪水预报模型所需的流域信息数据和模型参数数据；

所述微服务层：由五种不同功能的微服务组件构成，五种微服务分别为：数据处理微服务、数据引擎微服务、洪水预警微服务、洪水地图展示微服务、用户权限微服务；数据引擎微服务提供关系数据库与非关系数据库的统一连接接口，其它微服务通过数据引擎微服务访问洪水预警数据库，获取查询数据、存储数据和预报洪水数据信息，并获取洪水预报模型的模型参数；各个微服务通过REST协议与服务注册中心通信，且定时向服务注册中心发送心跳进行健康检查；