地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測系統(tǒng)用戶需求說明書

1、 文件標(biāo)識： 當(dāng)前版本： 密級 作者： 評審： 批準(zhǔn) 日期： 日期： 日期 地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測系統(tǒng) -重慶邁遠(yuǎn)科技（開發(fā)研究說明書） 用戶需求說明書 修訂版 變更記錄 注：變更分三種： A增加，M修改，D一一刪除 目錄 1前言-3- 1.1編寫目的-3- 1.2術(shù)語定義-3- 1.3參考資料-4- 2概述-5- 2.1業(yè)務(wù)范圍-5- 2.2業(yè)務(wù)目標(biāo)-5- 3業(yè)務(wù)流程及業(yè)務(wù)處理描述 -6- 3.1信息發(fā)布-6- 3.1.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 -6- 3.1.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 -9 - 3.1.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 -10- 3.2數(shù)據(jù)采集-10 - 3.2.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 -10 - 3.2

2、.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 -10 - 3.2.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 -10 - 3.3實時監(jiān)測-11 - 3.3.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 -11 - 3.3.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 -13 - 3.3.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 -13 - 3.4統(tǒng)計分析-13 - 3.4.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 -13 - 3.5實時告警 -14 - 3.5.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 -14 - 4功能性需求-15 - 5非功能性需求 -15 - 附錄A:用戶需求調(diào)查報告 -16 - A.1初步需求采集 -16 - A.2需求確認(rèn) -16 - 、八 、, 1刖言 1.1編寫目的 概況用戶所提需求，列出用戶功能需求和功能流程定義，為系統(tǒng)概

3、要設(shè)計提 供支持。 1.2術(shù)語定義 詞匯/縮略詞 含義 GNSS GNSS的全稱是全球 導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigati on SatelliteSystem)，它是泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括全 球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國的GPS俄羅斯的Glonass、 歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及相關(guān)的增強(qiáng) 系統(tǒng) 全站儀 全站儀，即全站型電子測距儀（Electronic Total Station ）, 是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、 垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀 器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，

4、所以稱之為全站儀。廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工 等精密工程測量或變形監(jiān)測領(lǐng)域。 HTML5 HTML5是用于取代1999年所制定的HTML4.01和XHTML1.0 標(biāo)準(zhǔn)的HTML1（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個應(yīng)用）標(biāo)準(zhǔn)版 本；現(xiàn)在仍處于發(fā)展階段，但大部分瀏覽器已經(jīng)支持某些 HTML5技術(shù)。HTMI5有兩大特點(diǎn)：首先，強(qiáng)化了 Web網(wǎng)頁的 表現(xiàn)性能。其次，追加了本地數(shù)據(jù)庫等 Web應(yīng)用的功能。廣 義論及HTML5寸，實際指的是包括HTML CSS和JavaScript 在內(nèi)的一套技術(shù)組合。 合成孔徑雷達(dá) 合成孔徑雷達(dá)就是利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對運(yùn)動把尺寸較小的 真實天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成

5、一較大的等效天線孔徑 的雷達(dá)，也稱綜合孔徑雷達(dá)。合成孔徑雷達(dá)的特點(diǎn)是分辨率 咼，能全天候工作，能有效地識別偽裝和穿透掩蓋物。所得 到的咼方位分辨力相當(dāng)于一個大孔徑天線所能提供的方位分 辨力。 傳感器 傳感器（央文名稱：tran sducer/se nsor ）是一種檢測裝置， 能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律 變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的 傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自 動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 1.3參考資料 地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測方需求.doc 2概述 2.1業(yè)務(wù)范圍 重慶市是全國地質(zhì)災(zāi)害極為發(fā)育的地區(qū)之一，以滑坡、危巖和崩

6、塌為主， 每年特別是雨季都有多起地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生， 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類工程活動的 增加，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生呈逐年增長趨勢。 滑坡、危巖等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有隱蔽性、突發(fā)性和危害巨大性。受限于 經(jīng)費(fèi)的不足，目前還不能對所有的地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行根本的工程治理，為了預(yù)防地 質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時對人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失和危害，通過合理的監(jiān)測手段對 災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測是行之有效的手段。 滑坡、危巖、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測包括變形監(jiān)測、影響因素監(jiān)測和前兆 異常監(jiān)測等，傳統(tǒng)方法是專業(yè)人員到現(xiàn)場進(jìn)行各種監(jiān)測數(shù)據(jù)采集，這種方式的弊 端是一次監(jiān)測數(shù)據(jù)所需的時間較長，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理量大，受天氣影響較大，很難 及時捕捉到突發(fā)的災(zāi)害體

7、形變信息，因此對一些潛在的具有突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害變 形體采用實時、自動化監(jiān)測系統(tǒng)很有必要。 目前已經(jīng)有一些單位對地質(zhì)災(zāi)害體的自動化監(jiān)測進(jìn)行了研究和應(yīng)用，但多 是根據(jù)項目需要臨時將多個廠家的產(chǎn)品簡單組合，集成度不高，造價貴，可靠性 差。由于有些產(chǎn)品本身并不是為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測開發(fā)的， 其數(shù)據(jù)的處理缺乏專業(yè)針 對性。因此很有必要開發(fā)一套成熟可靠、具有很大推廣價值的地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān) 測系統(tǒng)。 2.2業(yè)務(wù)目標(biāo) 本地質(zhì)災(zāi)害自動監(jiān)測系統(tǒng)是針對多種地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測的變形監(jiān)測系統(tǒng)。 該系統(tǒng)由GNSS變形監(jiān)測模塊、全站儀變形監(jiān)測模塊、合成孔徑干涉雷達(dá)模塊和 傳感器變形監(jiān)測模塊組成。該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將 GNSSt收

8、機(jī)、自動化全站 儀（測量機(jī)器人）、合成孔徑干涉雷達(dá)、傳感器等連接至監(jiān)測控制中心服務(wù)器， 自動監(jiān)測軟件處理系統(tǒng)將自動完成周期變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、實時評價變形監(jiān)測成 果、實時顯示變形趨勢、監(jiān)測預(yù)警信息發(fā)布等智能化的功能合為一體，可廣泛應(yīng) 用于滑坡、危巖等地質(zhì)災(zāi)害體及大壩、大橋、高邊坡、深基坑等大型建構(gòu)筑物的 自動化變形監(jiān)測。 3業(yè)務(wù)流程及業(yè)務(wù)處理描述 基于基礎(chǔ)構(gòu)件拼裝，具有特定業(yè)務(wù)功能的業(yè)務(wù)模塊。主要包含：信息發(fā)布、 數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析、實時告警。 3.1信息發(fā)布 3.1.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 信息管理 信息發(fā)布的基礎(chǔ)管理模塊，提供新聞分類、文件上傳、審核等系統(tǒng)功能。 3.1

9、.1.2新聞發(fā)布 使用所見即所得網(wǎng)頁編輯控件，發(fā)布相關(guān)新聞、資料文件等。 示范點(diǎn)監(jiān)測 可按數(shù)據(jù)類型和區(qū)域位置信息展示監(jiān)測數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)圖表展示采用HTML赫準(zhǔn)，客戶端瀏覽器需求為ie9+、Firefox、Google Chrome 后臺設(shè)置好可發(fā)布的示范點(diǎn)，信息發(fā)布系統(tǒng)即可展示。首先展示所有監(jiān)測 點(diǎn)的樹形菜單，菜單按區(qū)域和類型兩種分類，如下圖所示，直接勾選傳感器，即 可加入右邊分析區(qū)域。 |按區(qū)域|按糞型 口項目1 項目2 匚區(qū)域 傳刼血 出傳感載口 日 IZJS2 g）傳想器叫 隔呦 ID 1 2013-12-08 11:32:1 0.002m 2 2013-126 11：32：

10、1； 0,001m 3 2O13-12-OB 11：32;1； 006m 斗 2013-12七ft 11:32:1； 0.001m 口勲蜒 水平氈移 匚6W53 傳愛器叩 gj傳想器2 全協(xié) Q （專恵器如 0使恵器叫 雨雖 高程 ID 時間 數(shù)聒 1 2013-12-03 11:32:1； 0.002 m 2 2OH-12-O0 ll：32：i： 0,001m 3 201S42-08 11:32:1 0.006m 4 Z0I342-0S 112:1； OWlm 點(diǎn)擊菜單樹上的項目名稱，即可展現(xiàn)該項目的詳細(xì)信息 B項目3 |賺型 1按區(qū)煎 項目詳情 CX 門餐L一 口晶名稱 I _ Q傅恿器1

11、 區(qū)域己 酉傳感器孔 傅想睪斗口 口頂目3 項目筒介 yZJ項目狷關(guān)悟息刖妄 :Mi靖示右亙 2O13-12-OB 11:32:1 0.001m 點(diǎn)擊區(qū)域名稱，即可展現(xiàn)該區(qū)域的詳細(xì)信息和傳感器的分布圖以及剖面圖 |按區(qū)域按類聖 口項目1 包項目2 穿_ _ 一 , C點(diǎn)缶區(qū)昵館 傳恿器2 I _ |區(qū)城2 傳恿器刃 W傳懸器4 2013-12-06 11:32:1 0.001m 項目3 點(diǎn)擊傳感器名稱，即可展現(xiàn)該傳感器的歷史數(shù)據(jù)分析圖和歷史數(shù)據(jù) 按區(qū)域 碎型 傳感器詳情 敎據(jù)分忻 rj項目1 項目2 _區(qū)城1 也二點(diǎn)擊倩感器 匚I區(qū)陀 甘傳SSa3 傳恿器4 頂目3 10 肘問 1 2013-

12、12-08 11；3 0.002m 2 2013-1-06 11:3 0.001m 3 2013*12*06 11:3 0,006m 4 2013-1Z-08 11；3 0.001m 2013-1206 11：32J： 0.001m 耦合分析 用于發(fā)布管理員編輯的耦合分析報告。 根據(jù)變形監(jiān)測成果，繪制（含平面圖和剖面圖）變形云圖 綜合分析 用于發(fā)布管理員編輯的綜合分析報告 3.1.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 業(yè)務(wù)對象 使用部門 對應(yīng)電子檔編號 新聞瀏覽 公眾 示范點(diǎn)展示 公眾 信息管理 管理員 3.1.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 3.2數(shù)據(jù)采集 3.2.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 321.

13、1采集前置程序 從現(xiàn)有3個系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)，包括地表位移、高度位移、裂縫、應(yīng)力、雨 量。3個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫類型分別為 sqlserver2000、sqlserver2005、access。分 別建立3個采集程序，分析數(shù)據(jù)變更，并采集數(shù)據(jù)，推送到采集中心服務(wù)器。 采集中心 接收前置采集程序推送的數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按類型存入不同的表 中。并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，產(chǎn)生統(tǒng)計中間結(jié)果表。 3.2.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 業(yè)務(wù)對象 使用部門 對應(yīng)電子檔編號 數(shù)據(jù)采集 管理員 中心服務(wù)器 管理員 3.2.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 3.3實時監(jiān)測 3.3.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 管理監(jiān)測項目的配置情況，并可設(shè)置是

14、否展示到信息發(fā)布系統(tǒng)中。 項目管理 可建立多個監(jiān)測項目，可編輯項目基本屬性。并可在圖片中標(biāo)注項目位置 和轉(zhuǎn)入鏈接。 區(qū)域管理 可在項目中配置多個區(qū)域，區(qū)域為監(jiān)測點(diǎn)的上級屬性，監(jiān)測點(diǎn)可以沒有該 級屬性。 可在圖片中標(biāo)注區(qū)域位置和轉(zhuǎn)入鏈接。 監(jiān)測點(diǎn)管理 在地圖區(qū)域中配置各個監(jiān)測點(diǎn)的屬性，標(biāo)注監(jiān)測點(diǎn)位置。也可通過上傳區(qū) 域圖片，再標(biāo)記各監(jiān)測點(diǎn)。 類型分組管理 傳感器有分組的，可設(shè)置傳感器分組，并可上傳剖面圖，標(biāo)準(zhǔn)傳感器具體 位置。該級可不配置。 傳感器管理 配置傳感器信息，和采集的數(shù)據(jù)的id必須對應(yīng)。配置傳感器采集數(shù)據(jù)后的 分析展

15、現(xiàn)形式及數(shù)據(jù)來源。可配置多個傳感器數(shù)據(jù)在同一個展示圖形中展示。 監(jiān)測展示 展現(xiàn)形式同信息發(fā)布中示范點(diǎn)的展示 數(shù)據(jù)干涉 設(shè)置數(shù)據(jù)異常數(shù)據(jù)模型，將異常數(shù)據(jù)標(biāo)注出來。在管理頁面可以編輯異常 數(shù)據(jù)，使之成為可以發(fā)布的數(shù)據(jù)。 測量數(shù)據(jù)奇異值剔除、數(shù)據(jù)濾波、回歸分析、閾值設(shè)置判定(方法附后) (1) 測量數(shù)據(jù)奇異值剔除 燉J-觀測數(shù)據(jù)序列卅.”勺；，描述該序列數(shù)擬的變化特紅為 dj =2xj (x川十補(bǔ)丄)(J = 2, 3t 4P V 1 )(4-32) 這樣由川個觀測數(shù)據(jù)3lbh則認(rèn)為是奇井值，以舎養(yǎng)_ (2) 有效變形值取值依據(jù) 二、三級及部分一級變形測量，相鄰兩期觀測點(diǎn)

16、的變動分析可通過比較觀測 點(diǎn)相鄰兩期的變形量與最大測量誤差(取兩倍中誤差)來進(jìn)行。當(dāng)變形量小于最 大誤差時，可認(rèn)為該觀測點(diǎn)在這兩個周期間沒有變動或變動不顯著。 特級及有特殊要求的一級變形測量，當(dāng)觀測點(diǎn)兩期間的變形量復(fù)核公式 是，可認(rèn)為該觀測點(diǎn)在這兩個周期間沒有變動或變動不顯著： ：2SQ 式中一一單位權(quán)中誤差，可取兩個周期平差單位權(quán)中誤差的平均值; Q觀測點(diǎn)變形量的協(xié)因數(shù)； (3) 回歸分析 (4) 閾值設(shè)置判定 數(shù)據(jù)發(fā)布 審核完的數(shù)據(jù)，可以選擇發(fā)布，發(fā)布后，按發(fā)布時間點(diǎn)信息發(fā)布平臺即可 展示新的數(shù)據(jù)。 3.3.2相關(guān)業(yè)務(wù)對象 業(yè)務(wù)對象 使用部門 對應(yīng)電子檔編號 實時監(jiān)測 管理員

17、 3.3.3業(yè)務(wù)規(guī)則及關(guān)鍵算法 3.4統(tǒng)計分析 3.4.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析 趨勢變化 可選擇多個同類型傳感器數(shù)據(jù)，在選定時間范圍內(nèi)，用折線圖的方式按天 展示最大值，最小值，平均值。用于預(yù)測各類數(shù)據(jù)的趨勢變化。 變化率統(tǒng)計 選擇單個傳感器數(shù)據(jù)，在選定時間范圍內(nèi)，用折線圖的方式按天展示變化 加速度，用于對變化率的分析。 3.5實時告警 3.5.1功能描述及結(jié)構(gòu)組成 閥值設(shè)置 針對傳感器類型設(shè)置告警閥值，超過或低于某個該閥值時將觸發(fā)告警?？?配置手機(jī)號碼和email接收告警。 領(lǐng)導(dǎo)號碼管理 配置接收告警的領(lǐng)導(dǎo)號碼和em

18、ail，可手工編輯短信或郵件直接發(fā)送給領(lǐng) 導(dǎo)。 短信通道配置 支持邁遠(yuǎn)短信接口配置，以便接收告警短信。 企業(yè)郵件配置 配置企業(yè)郵件相關(guān)信息，便于發(fā)送告警郵件 4功能性需求 系統(tǒng)由前置采集模塊、采集中心服務(wù)器、管理系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)四部分 組成。 5非功能性需求 序號 項目 描述 1 開發(fā)標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用軟件的開發(fā)遵循.net架構(gòu)、c#技術(shù)、C/S、B/S模式以及 XML技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 2 部署方式 機(jī)房單服務(wù)器部署。 3 應(yīng)用軟件底層 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件適用于Win dows操作系統(tǒng)、sqlserver 數(shù)據(jù)庫、PC服 務(wù)器、Windows、IE9+ 4 應(yīng)用架構(gòu) 應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)

19、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊細(xì)化，授權(quán)管理，靈活組裝，松散耦 合,以便用戶按需選擇的核心思想。 5 軟件上下游對 接 應(yīng)用軟件應(yīng)能與下游的現(xiàn)有采集系統(tǒng)對接。 6 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 指信息（數(shù)據(jù)）元格式、屬性標(biāo)準(zhǔn)，接口標(biāo)準(zhǔn)，通信標(biāo)準(zhǔn)，信 息目錄標(biāo)準(zhǔn)等，有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有的要經(jīng)過充 分論證后建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本系統(tǒng)要求建立字段數(shù)據(jù)庫、對象數(shù) 據(jù)庫、程序數(shù)據(jù)庫。 7 模塊細(xì)化 要求系統(tǒng)按照系統(tǒng)、子系統(tǒng)、功能、子功能等逐步細(xì)化，直到 單一功能模塊為止。 8 單一功能模塊 僅具有一個功能，該功能僅處理一個對象。該模塊與管理工作 流程中的一個步驟對應(yīng)。 9 授權(quán)管理 要求本系統(tǒng)能實現(xiàn)對本系統(tǒng)的各部分，包括系統(tǒng)、子系統(tǒng)、

20、功 能、子功能以及單一功能模塊授權(quán)，賦予角色使用。 10 靈活組裝 本系統(tǒng)能實現(xiàn)按照管理工作中的工作流程，通過單一功能模塊 組裝，形成完成管理工作的程序，并提交前臺應(yīng)用人員使用。 11 功能模塊基本 要求 能實現(xiàn)增、刪、改、查、顯示、打印、分類統(tǒng)計、綜合統(tǒng)計、 數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)（參數(shù)配置、權(quán)限設(shè)置）。 12 數(shù)據(jù)增、刪、改 界面友好，操作簡便，具有防誤、糾錯處理功能。 13 查詢 對管理數(shù)據(jù)能實現(xiàn)單項、組合、列表查詢，界面友好，操作簡 便，效率高，支持所見即所得打印。 14 數(shù)據(jù)傳送 能實現(xiàn)定向獲取和發(fā)送、可復(fù)用的數(shù)據(jù)傳送功能模塊。 15 界面 統(tǒng)一界面風(fēng)格，最終由用戶確定。 16 字段庫 建立標(biāo)準(zhǔn)化的字段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。 17 對象庫 以管理中的帳、卡、表、單、冊、文本文件為對象，建立數(shù)據(jù) 庫。 18 程序庫 以應(yīng)用程序的基本功能模塊為單位建立程序庫。 19 應(yīng)用數(shù)據(jù)庫 從邏輯上可以把數(shù)據(jù)庫部署為四級來存放對象。桌面應(yīng)用系統(tǒng) 庫針對業(yè)務(wù)部門中的用戶設(shè)置，第一是考慮使用頻率較高，為 了提高效率；第二為了避免部門中的用戶使用數(shù)據(jù)庫時誤操作 對部門整體數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重影響；第三桌面應(yīng)用系統(tǒng)庫與部門應(yīng) 用數(shù)據(jù)庫形成互備。業(yè)務(wù)部門設(shè)置部門級數(shù)據(jù)庫，