计算机毕业设计：Python智慧水文监测与流量预测系统 Flask框架 多元线性回归 数据分析 可视化 水网 流量预测 水位预测（建议收藏）✅

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1、项目介绍

技术栈

采用 Python 语言开发，基于 Flask 框架搭建后端服务，使用 MySQL 数据库进行数据存储，通过 requests 爬虫从长江水文网获取水文数据，运用多元线性回归预测算法和 scikit-learn 库进行机器学习预测分析，前端结合 Echarts 可视化库与 Layui 框架实现数据展示与界面开发。

功能模块

· 用户登陆注册模块

· 水文数据管理模块

· 水文数据可视化模块

· 水文数据预测模块

· 公告模块

项目介绍

本系统利用爬虫技术从长江水文网自动获取水文监测数据，经处理后存入 MySQL 数据库。系统提供用户登录注册、水文数据管理与可视化、水文预测分析及公告等功能。通过 Echarts 展示水源地实时流量分布、历史水位与流量变化趋势，并基于多元线性回归算法建立预测模型，对未来水位和流量进行预测。系统采用 Flask 构建数据接口服务层，为水文学研究和水资源管理提供精确的数据支持与决策依据。

2、项目界面

（1）数据概况

该页面为水文数据分析系统的实时水文分析页，展示各水源地数据量统计卡片、水文监测站点的水位流量数据表格，以及水源地实时流量分布环形图，呈现实时水文监测数据与流量分布情况。

（2）历史水文分析

该页面为水文数据分析系统的历史水文分析页，提供站点筛选与搜索功能，通过流量变化分析面积折线图和水位变化分析面积折线图，直观呈现所选站点历史流量与水位的时间变化趋势。

（3）水文预测分析

该页面为水文数据分析系统的水文预测分析页，通过水位变化预测折线图和未来24小时流量变化预测折线图，直观呈现水文数据的未来变化趋势，为水文预警与决策提供数据支撑。

（4）水文数据

该页面为水文数据分析系统的水文数据页，提供站点和水源地的搜索功能，以表格形式展示各监测站点的水文数据，支持数据的添加、删除、编辑操作，实现水文数据的管理与维护。

（5）爬虫日志

该页面为水文数据分析系统的爬虫日志页，提供内容搜索功能，以表格形式展示爬虫的运行日志，包含爬虫启动记录、运行结果、执行时间等信息，支持日志的批量删除与单条删除操作，用于监控爬虫运行状态。

（6）主页

该页面为水文数据分析系统的主页，展示管理员登录欢迎信息与当前时间，提供启动爬虫和退出系统的操作按钮，同时呈现系统版本、服务器地址、运行环境等详细系统信息，方便用户了解系统状态与执行核心操作。

（7）注册登录界面

该页面为水文数据分析系统的登录页，提供账号和密码的输入框，设有立即登录按钮与注册账号入口，用于验证用户身份，是进入系统的权限入口，保障系统访问安全。

3、项目说明

一、技术栈简要说明

本系统采用 Python 语言开发，基于 Flask 框架搭建后端服务，使用 MySQL 数据库进行数据存储，通过 requests 爬虫从长江水文网获取水文数据，运用多元线性回归预测算法和 scikit-learn 库进行机器学习预测分析，前端结合 Echarts 可视化库与 Layui 框架实现数据展示与界面开发。

二、功能模块详细介绍

· 用户登陆注册模块

该模块提供系统的身份验证功能。用户通过注册页面创建账号，注册信息存储到 MySQL 数据库中。登录页面设有账号和密码输入框，配备立即登录按钮与注册账号入口，用于验证用户身份，是进入系统的权限入口，保障系统访问安全。

· 水文数据管理模块

该模块负责水文数据的后台维护与管理。水文数据页面提供站点和水源地的搜索功能，以表格形式展示各监测站点的水文数据，涵盖水位、流量等核心指标，支持数据的添加、删除、编辑操作，实现水文数据的完整管理与维护。爬虫日志页面提供内容搜索功能，以表格形式展示爬虫的运行日志，包含爬虫启动记录、运行结果、执行时间等信息，支持日志的批量删除与单条删除操作，用于监控爬虫运行状态。主页展示管理员登录欢迎信息与当前时间，提供启动爬虫和退出系统的操作按钮，同时呈现系统版本、服务器地址、运行环境等详细系统信息，方便用户了解系统状态与执行核心操作。

· 水文数据可视化模块

该模块通过图表形式直观展示水文数据。数据概况页面为实时水文分析页，展示各水源地数据量统计卡片、水文监测站点的水位流量数据表格，以及水源地实时流量分布环形图，呈现实时水文监测数据与流量分布情况。历史水文分析页面提供站点筛选与搜索功能，通过流量变化分析面积折线图和水位变化分析面积折线图，直观呈现所选站点历史流量与水位的时间变化趋势。

· 水文数据预测模块

该模块基于多元线性回归算法构建预测模型。水文预测分析页面通过水位变化预测折线图和未来24小时流量变化预测折线图，直观呈现水文数据的未来变化趋势。系统利用 scikit-learn 库对历史水文数据进行训练建模，输入时间序列特征后输出未来水位和流量的预测值，为水文预警与决策提供数据支撑。

· 公告模块

该模块用于发布系统相关通知和信息。管理员可通过后台发布水文预警、系统维护、政策法规等公告内容，用户登录后可在系统内查看最新公告，确保重要信息及时传达。

三、项目总结

本系统利用爬虫技术从长江水文网自动获取水文监测数据，经处理后存入 MySQL 数据库。系统提供用户登录注册、水文数据管理与可视化、水文预测分析及公告等功能模块，为用户提供完整的水文数据管理和使用服务。通过 Echarts 展示水源地实时流量分布、历史水位与流量变化趋势，让用户直观了解水文动态。基于多元线性回归算法建立预测模型，对未来水位和流量进行预测，为防洪减灾、水资源调度提供科学依据。系统采用 Flask 构建数据接口服务层，具备良好的可扩展性和可维护性，为水文学研究和水资源管理提供了精确的数据支持与决策依据，在水文监测、预警和调度领域具有重要的应用价值。

4、核心代码

from flask import Flask as _Flask, redirect
from flask import request, session
from flask import render_template
from flask.json import JSONEncoder as _JSONEncoder
import decimal
import os

from flask_apscheduler import APScheduler

from service import user_service, spider_service, notice_service, slog_service, data_service, \
    predict_service, water_level_service

from utils.JsonUtils import read_json
import datetime

from utils.Result import Result

base = os.path.dirname(__file__)
directory_path = os.path.dirname(__file__)
json_path = directory_path + '/static/api/'


class JSONEncoder(_JSONEncoder):
    def default(self, o):
        if isinstance(o, decimal.Decimal):
            return float(o)
        if isinstance(o, datetime.datetime):
            return o.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        if isinstance(o, datetime.date):
            return o.strftime("%Y-%m-%d")
        super(_JSONEncoder, self).default(o)


class Flask(_Flask):
    json_encoder = JSONEncoder


import os

app = Flask(__name__)
app.config['SESSION_TYPE'] = 'filesystem'
app.config['SECRET_KEY'] = os.urandom(24)
app.config['PERMANENT_SESSION_LIFETIME'] = datetime.timedelta(days=1)


# ----------------------------------------------页面加载模块开始----------------------------------------------
# 加载系统json文件
@app.route('/api/<string:path>/')
def api_json(path):
    if path == 'init.json' and session.get('user') and session.get('user')['type'] == 1:
        path = 'custom_init.json'
    return read_json(json_path + path)


# 加载page下的静态页面
@app.route('/page/<string:path>')
def api_path(path):
    return render_template("page/" + path)


# 系统默认路径后台跳转
@app.route('/admin')
def admin_page():
    session['user'] = user_service.get_user(1)
    session['site_list'] = water_level_service.get_site_list()
    if session.get('user') and session.get('user')['id'] > 0:
        return render_template("index.html")
    else:
        return redirect("/login")


# 系统默认路径前台跳转
@app.route('/')
def main_page():
    return render_template("page/login.html")


# 系统登录路径
@app.route('/login')
def login_page():
    return render_template("page/login.html")


# 系统退出登录路径
@app.route('/logout')
def logout_page():
    session.clear()
    return redirect("/login")


# 系统注册用户
@app.route('/register', methods=['get'])
def register_page():
    return render_template("page/register.html")


# ----------------------------------------------页面加载模块结束----------------------------------------------


# ----------------------------------------------用户相关模块开始----------------------------------------------
# 用户注册
@app.route('/register', methods=['post'])
def register_user():
    form = request.form.to_dict()  # 获取值
    result = user_service.insert_user(form)
    return result.get()


# 用户登录
@app.route('/login', methods=['post'])
def login_user():
    form = request.form.to_dict()  # 获取值
    result = user_service.select_user_by_account_password(form)
    session['user'] = result.data
    return result.get()


# ----------------------------------------------用户相关模块结束----------------------------------------------

# ----------------------------------------------水文相关模块开始----------------------------------------------
# 水文数据分页
@app.route('/page/water/level/add', methods=['get'])
def page_water_level_add():
    site_list = water_level_service.get_site_list()
    water_source_list = water_level_service.get_water_source_list()
    return render_template("page/waterLevel/add.html", site_list=site_list, water_source_list=water_source_list)


# 添加水文数据
@app.route('/add/water/level', methods=['post'])
def add_water_level():
    form = request.form.to_dict()
    result = water_level_service.insert_water_level(form)
    return result.get()


# 水文数据编辑页面
@app.route('/page/water/level/edit', methods=['get'])
def page_water_level_edit():
    id = request.args.get('id')
    water_level = water_level_service.select_water_level_by_id(id)
    site_list = water_level_service.get_site_list()
    water_source_list = water_level_service.get_water_source_list()
    return render_template("page/waterLevel/edit.html", site_list=site_list, water_source_list=water_source_list,
                           water_level=water_level)


# 编辑水文接口
@app.route('/edit/water/level', methods=['post'])
def edit_water_level():
    form = request.form.to_dict()
    result = water_level_service.edit_water_level(form)
    return result.get()


# 单个删除水文接口
@app.route('/del/water/level/<int:id>', methods=['post'])
def del_water_level(id):
    result = water_level_service.del_water_level(id)
    return result.get()


# 批量删除水文接口
@app.route('/del/water/level', methods=['post'])
def del_water_level_list():
    ids = request.args.get('ids')
    result = water_level_service.del_water_level_list(ids)
    return result.get()


# 水文数据分页
@app.route('/list/water/level', methods=['get'])
def water_level_list():
    page = request.args.get('page')
    limit = request.args.get('limit')
    where = request.args.get('searchParams')
    result = water_level_service.select_water_level_list(page, limit, where)
    return result.get()


# ----------------------------------------------水文相关模块结束----------------------------------------------


# ----------------------------------------------用户相关模块开始----------------------------------------------
# 用户数据分页
@app.route('/page/user/add', methods=['get'])
def page_user_add():
    return render_template("page/user/add.html")


@app.route('/add/user', methods=['post'])
def add_user():
    form = request.form.to_dict()
    result = user_service.insert_user(form)
    return result.get()


# 用户修改密码
@app.route('/user/reset/password', methods=['post'])
def reset_password_user():
    form = request.form.to_dict()  # 获取值
    result = user_service.reset_password(form['old_password'], form['new_password'], form['again_password'])
    return result.get()


# 用户编辑页面
@app.route('/page/user/edit', methods=['get'])
def page_user_edit():
    id = request.args.get('id')
    user = user_service.get_user(id)
    return render_template("page/user/edit.html", user=user)


# 编辑用户接口
@app.route('/edit/user', methods=['post'])
def edit_user():
    form = request.form.to_dict()
    result = user_service.edit_user(form)
    return result.get()


# 单个删除用户接口
@app.route('/del/user/<int:id>', methods=['post'])
def del_user(id):
    result = user_service.del_user(id)
    return result.get()


# 批量删除用户接口
@app.route('/del/user', methods=['post'])
def del_user_list():
    ids = request.args.get('ids')
    result = user_service.del_user_list(ids)
    return result.get()


# 用户数据分页
@app.route('/list/user', methods=['get'])
def user_list():
    page = request.args.get('page')
    limit = request.args.get('limit')
    where = request.args.get('searchParams')
    result = user_service.select_user_list(page, limit, where)
    return result.get()


# ----------------------------------------------用户相关模块结束----------------------------------------------


# ----------------------------------------------公告相关模块开始----------------------------------------------
# 公告添加页面
@app.route('/page/notice/add', methods=['get'])
def page_notice_add():
    return render_template("page/notice/add.html")


@app.route('/add/notice', methods=['post'])
def add_notice():
    form = request.form.to_dict()
    result = notice_service.insert_notice(form)
    return result.get()


# 数据公告编辑页面
@app.route('/page/notice/edit', methods=['get'])
def page_notice_edit():
    id = request.args.get('id')
    notice = notice_service.get_notice(id)
    return render_template("page/notice/edit.html", notice=notice)


# 编辑公告接口
@app.route('/edit/notice', methods=['post'])
def edit_notice():
    form = request.form.to_dict()
    result = notice_service.edit_notice(form)
    return result.get()


# 单个删除公告接口
@app.route('/del/notice/<int:id>', methods=['post'])
def del_notice(id):
    result = notice_service.del_notice(id)
    return result.get()


# 批量删除公告接口
@app.route('/del/notice', methods=['post'])
def del_notice_list():
    ids = request.args.get('ids')
    result = notice_service.del_notice_list(ids)
    return result.get()


# 公告数据分页
@app.route('/list/notice', methods=['get'])
def notice_list():
    page = request.args.get('page')
    limit = request.args.get('limit')
    where = request.args.get('searchParams')
    result = notice_service.select_notice_list(page, limit, where)
    return result.get()


# 公告数据分页
@app.route('/get/notice/new', methods=['get'])
def get_new_notice():
    result = notice_service.get_notice_by_new()
    return result.get()


# ----------------------------------------------公告相关模块结束----------------------------------------------

# ----------------------------------------------日志相关模块开始----------------------------------------------

# 单个删除日志接口
@app.route('/del/slog/<int:id>', methods=['post'])
def del_slog(id):
    result = slog_service.del_slog(id)
    return result.get()


# 批量删除日志接口
@app.route('/del/slog', methods=['post'])
def del_slog_list():
    ids = request.args.get('ids')
    result = slog_service.del_slog_list(ids)
    return result.get()


# 日志数据分页
@app.route('/list/slog', methods=['get'])
def slog_list():
    page = request.args.get('page')
    limit = request.args.get('limit')
    where = request.args.get('searchParams')
    result = slog_service.select_slog_list(page, limit, where)
    return result.get()


# ----------------------------------------------日志相关模块结束----------------------------------------------


# ----------------------------------------------分析相关模块开始----------------------------------------------

# 历史水文数据分析
@app.route('/data/history/water', methods=['post', 'get'])
def data_history():
    site = request.args.get('site')
    flow_data = data_service.flow_data(site)
    level_data = data_service.level_data(site)
    return {"flow_data": flow_data, "level_data": level_data}


# 实时数据分析
@app.route('/data/current/water', methods=['post', 'get'])
def data_current_water():
    return data_service.top_page_data()


# 水文数据预测
@app.route('/data/water/predict', methods=['post', 'get'])
def data_predict():
    site = request.args.get('site')
    return predict_service.predict(site)


# ----------------------------------------------分析相关模块结束----------------------------------------------


# ----------------------------------------------爬虫相关模块开始----------------------------------------------


from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor


# 爬虫自动运行
def job_function():
    print("爬虫任务执行开始！")
    executor = ThreadPoolExecutor(2)
    executor.submit(spider_service.main_spider())


def task():
    scheduler = APScheduler()
    scheduler.init_app(app)
    # 定时任务，每隔600s执行1次
    scheduler.add_job(func=job_function, trigger='interval', seconds=3600, id='my_cloud_spider_id')
    scheduler.start()


# 后台调用爬虫
@app.route('/spider/start', methods=["POST"])
def run_spider():
    executor = ThreadPoolExecutor(2)
    executor.submit(spider_service.main_spider())
    return Result(True, '指令已发送，静默爬取中，请稍后查看爬虫日志，查看运行情况').get()


# 写在main里面，IIS不会运行
task()
# run_spider()#启动项目就运行一次爬虫
# ----------------------------------------------爬虫相关模块结束----------------------------------------------
if __name__ == '__main__':
    # 端口号设置
    app.run(host="127.0.0.1", port=5000)

5、项目列表

6、源码获取方式

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