基于Flask、Bootstrap及深度学习的水库智能监测分析平台

基于Flask、Bootstrap及深度学习的水库智能监测分析平台

项目介绍

本项目是基于Flask框架构建的水库智能监测分析平台,集水库数据管理、实时监测预警、可视化分析和智能预测功能于一体。

预测水位的预警级别:蓝色预警没有超过正常水位且接近正常水位1米内、橙色预警超过正常水位1米以内、红色预警超过1米以上。

主要技术与框架

  • 核心框架:

    • Flask:轻量级Web应用框架,提供MVC架构支持

    • SQLAlchemy:ORM数据库管理系统,支持SQLite/MySQL

  • 前端技术:

    • Bootstrap 5:响应式前端框架

    • Chart.js:动态数据可视化图表

    • SweetAlert2:交互式提示组件

    • Jinja2:模板引擎实现页面动态渲染

  • 数据存储:

    • SQLite:轻量级关系型数据库

    • Pandas:数据处理与分析工具

  • 前端技术:

    • HTML/CSS/JavaScript:用于构建用户界面。

    • Jinja2 模板引擎:用于动态生成 HTML 页面。

  • 其他工具:

    • Flask-Login:用户认证与会话管理

    • NumPy:科学计算基础库

    • Dateutil:时间日期处理

    • ...等其他库

主要功能

  • 📊 智能监测预警
    • 多维度数据采集(水位/降雨/温湿度/出入库流量)
    • 三级预警体系(红/橙/黄)实时监测异常数据
    • 预警记录管理(筛选/查看详情/批量删除)
  • 📈 数据可视化分析
    • 交互式图表展示水位变化趋势
    • 多维度数据对比分析
    • 支持36个月历史数据回溯
  • 🧠 智能预测系统
    • LSTM神经网络水位预测模型
    • 可视化预测结果与正常水位对比
    • 预测数据异常值自动标注
  • 🔒 分级权限管理
    • 管理员:用户管理/模型训练/数据维护
    • 普通用户:数据查询/可视化分析
    • 个人设置(密码修改/邮箱绑定)
  • 📦 数据管理中心
    • 水库数据CRUD操作
    • 智能表单验证(日期格式/数值范围)
    • 数据分页浏览与条件筛选
  • 🛠️ 模型训练中心
    • 在线启动LSTM模型训练
    • 实时显示训练日志与进度

环境说明

参考以下环境(已跑通),可按顺序安装库的版本:

复制代码
Windows10及以上(操作系统)
    Flask==3.0.3
    Flask_Login==0.6.3
    flask_sqlalchemy==3.1.1
    joblib==1.4.2
    keras==2.7.0
    matplotlib==3.8.3
    numpy==1.23.5
    pandas==2.0.3
    prophet==1.1.6
    python_dateutil==2.8.2
    scikit_learn==1.3.1
    tensorflow==2.7.4
    Werkzeug==2.0.3
    openpyxl
    PyQt5
    conda install -c conda-forge tcl=8.6.9 tk=8.6.9

目录说明

commandline 复制代码
水库智能监测分析平台/
├── data/                         # 存放水库数据集(用于数据库初始化数据)
├── images/                       # 存放运行train_model.py产生的训练损失图和预测水位结果图
├── instance/                     # 存放初始化后的数据库
├── models/                       # 存放训练后的模型
├── static/                       # 静态资源文件
│   ├── css/                      # 存放页面样式
│   └── js/                       # 存放JavaScript页面交互
├── templates/                    # HTML 模板文件
│   ├── add_reservoir.html        # 数据管理菜单 - 添加水库信息页面
│   ├── alert_management.html     # 预警管理菜单
│   ├── auth_base.html            # 登录注册认证基础页面
│   ├── base.html                 # 系统主布局基础样式页
│   ├── dashboard.html            # 系统仪表盘 - 首页
│   ├── data_management.html      # 数据管理菜单
│   ├── data_visualization.html   # 数据可视化菜单
│   ├── edit_reservoir.html       # 数据管理菜单 - 编辑水库信息页面
│   ├── login.html                # 登录页面
│   ├── model_training.html       # 模型训练菜单
│   ├── profile_setting.html      # 个人设置菜单
│   ├── register.html             # 注册页面
│   ├── user_management.html      # 用户管理菜单
│   └── water_forecast.html       # 水位预测菜单
├── README.md                     # 项目说明文档
└── requirement.txt               # 项目依赖列表
├── run.py                        # Flask 应用主程序(运行启动项目)
└── train_model.py                # 模型训练

右键运行 run.py 后,浏览器输入地址:127.0.0.1:5000 访问系统。

视频演示(效果图)

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