《水利行业防灾减灾决策支持系统平台》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水利行业防灾减灾决策支持系统平台（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水利行业防灾减灾决策支持系统平台水利行业防灾减灾决策支持系统平台项目概述项目概述水利行业防灾减灾决策支持系统平台采用先进的计算机网络技术、数据库技术、地理信息系统和信息可视化技术，建立适用于多媒体的 GIS 和 RS 一体化管理、面向空间层次体系的数据结构以及便于不断更新发展的开放式系统结构，提供功能完善的信息查询和决策支持。可广泛应用于全国及各省、市水利灾害各类信息网络化的传输处理、存储、调用、查询、发布及管理；并可对汛情信息、工情信息、旱情信息、防汛调度、防污调度信息等进行分析，为进一步建立洪水预报、河道洪水演进、洪水调度、洪涝旱灾评估模型、水文水质模型等模拟分析系统搭建系统条件，为省及各
2、级水利指挥部门提供准确实时的决策支持信息，为防洪抢险、抗旱防污、救灾指挥提供科学依据。项目的意义及必要性项目的意义及必要性我国水资源短缺问题引起越来越多人的关注。工业化、城市化对水资源的需求增加，使我国水资源问题将日益突出，并成为社会经济可持续发展的制约因素。我国水问题可归结为三个方面：一是水资源供需矛盾加剧，缺水态势日盛；二是洪涝灾害频繁，给国民经济和人民生命财产造成的损失加大；三是水质污染加剧，直接影响人民的生活，水污染问题将是我国未来年内影响最大的问题。我国的水旱灾害经常与其他灾害同时发生，或引发其他灾害出现形成灾害链。多年来，我国平均每年受旱面积高达.亿亩，约占全国播种面积的，由旱灾造
3、成的直接粮食损失平均在亿公斤以上，由涝灾造成的粮食损失平均在亿公斤以上。以安徽省为例，安徽省处于南北气候过渡带，又有长江、淮河两大江河横穿全省，极易发生洪涝、干旱等自然灾害。全省有50%的耕地、60%的人口和75%以上的国民生产总值处于江河洪水威胁之下；80%的土地经常处于干旱缺水状况。八五期间五年中，安徽省就有四年受灾，尤其是1991年水灾，全省经济损失275亿元。相当于“七五”期间全省财政收入的总和。1994年夏秋大旱，农作物因旱受灾面积达5200万亩，导致当年粮食减产300多万吨，棉花减产50多万担，油料减产11万吨，农业直接经济损失超过60亿元。2000年的旱灾造成绝收面积达37.3万
4、公顷，占播种面积的10.1%。自2001年4月中旬以来，淮河流域和巢湖水质呈日趋恶化的态势，水质越来越差。为了解决好新世纪水的问题， 全国水利发展“十五”计划和到2010年规划中确定了调整治水思路、转变治水方针的原则，要实现从工程水利向资源水利的转变，从传统水利向现代化水利、可持续发展水利转变。在这个历史性转变过程中，水利防灾减灾决策支持系统平台作为水利信息化的重要内容，是实现水资源科学管理、高效利用和有效保护的基础和前提。最近水利部和各省水利厅正在制定总体规划，拟建设洪水预测预报决策支持系统和泵站、水闸、水库的实时监控系统等。水利部十五规划中明确指出“建设水利信息系统时要以地理信息系统 (G
5、IS) 为框架” 、 “利用水利信息化推动水利现代化” ，张基尧副部长在南京水资源实时监控系统技术研讨会上讲话指出，水利信息系统要积极借鉴国外成功的经验，积极引进国外先进适用的技术，注重应用最新的技术和手段，在水利规划、设计及系统建设的各方面都力求高起点。即：系统要以数学模型和决策分析为支撑； 系统要能够管理海量数据； 要统一规划分步实施。近十几年来，国家在水利防灾减灾决策支持系统建设方面作了大量的工作。但现有的系统在功能上不尽完善，结构上不尽合理，一些核心软件只是提出了框架，内容不多，作业范围小。未能把信息的采集、传送、处理、汛情分析、预报、调度等工作环节有机地组合起来，远不能满足防灾减灾各
6、项工作的需要，急需用现代技术加以改造和完善。同时由于分散建设，导致重复投资，平台不统一，系统的兼容性和扩展性较差。因此，建成一个适合我国国情的水利防灾减灾决策需要的通用支持系统平台具有十分重要的战略意义。而在十五期间，金水工程建设将重点进行水利公用信息平台建设，即：基本建成覆盖全国水利系统的水利信息网络；建设和完善全国水文数据库、基础水利工程数据库，水利空间数据库等基础数据库；制定和完善一批水利信息化建设与管理的技术标准和规范；建成全国水利信息网络管理中心。因此，作为一个科学工具，基于计算机和信息技术的建模软件将在水力资源和环境现代化的建设和发展中扮演重要的角色。国内外现状和技术发展趋势国内外
7、现状和技术发展趋势我国水利信息化工作“七五”期间起步， “九五”期间启动金水工程，取得了可喜的成绩，主要表现在：全国水利系统初步实现了从水情雨情信息的采集、传输、接收、处理、监视到联机洪水预报；在全国范围内开始建设“国家水文数据库”并取得了部分成果；水利部门办公自动化的水平也在逐步提高，开始实行远程文件传输、公文管理和档案联机管理；一些水利部门建立了网站并进入了互联网络；建成了连接全国流域机构和各省(市、区)的水情计算机广域网，并相继进行了一些流域和地方的防洪减灾、水资源管理的决策支持系统的研究开发工作。但数字化、网络化技术应用不够，开发应用水平较差，低水平重复开发和重复建设问题仍很突出，条块
8、分割现象依然存在。目前，欧盟几国和美国目前正在联合开发的集成的河流洪水管理空间决策支持系统（ANFAS）集数据库、数学模型、GIS和遥感等技术，结构包括空间数据库管理、模拟模型、灾情评估、决策规划以及系统用户界面等模块，试图建成一个空间分布式的长期洪水风险管理决策支持系统。尽管国外在水资源管理方面有了一些建模软件，如DHI的MIKE系列软件，但尚无一个商用的水利防灾减灾决策支持系统平台软件。随着科技的发展，水利行业的防灾减灾决策支持系统应逐步建设成为：一是以水资源的实时监测为基础。监测的内容既包括水量和水质等水资源信息，也包括水资源配置有关的用水信息。二以地理信息系统(GIS)为框架。该系统除
9、了采集水资源信息外，还广泛采集流域或地区内的气象、墒情等自然信息，水利工程等基础设施信息，经济与社会发展的基本信息以及需水部门的需水信息，既包括标量性的信息数据，也包括矢量性的信息数据，同时还需要进行图形叠加等复杂数据的处理。三以数学模型和决策系统为支撑。数学模型和决策调度系统是水资源实时监控系统的指挥中枢。 四是以高新技术为手段。水资源实时监控系统的运行包括监测采集数据、处理数据、决策反馈、自动控制等环节。对高新技术的应用体现在每个环节上。 有关的高新技术包括监测技术、通讯、网络、数字化、遥感、地理信息系统（GIS） 、全球定位系统（GPS） 、计算机辅助决策支持系统、人工智能、远程控制等先
10、进技术。项目主要内容及用途项目主要内容及用途水利防灾减灾决策支持平台是针对减灾、防灾及救灾的需要研制开发的一个决策支持系统，该系统不仅能对灾害实施动态跟踪，并对灾害发展趋势进行预测，提供快速测评与计算机辅助决策信息，而且为研究人员提供一个水利灾害测评决策问题的综合集成环境。本系统为跨平台的Client/Server/Browse体系结构的分布式计算机网络系统环境，设计开发过程中采用了先进的遥感、GIS、数据库、计算机网络、软件工程、信息工程、多媒体、Web技术，使系统平台具有“实用、先进、实时、可靠、开放、规范，界面友好和便于扩展”等突出特点。其基本框架结构分为三个层次：即人机交互层、应用分析
11、层和系统支撑层。其中，应用分析层是决策支持系统的核心，由信息接收处理、气象产品应用、洪水预报、防洪调度、灾情评估、信息服务、汛情监视、会商支持、防汛抗旱管理、防污调度处理等功能子系统构成，通过人机交互接口与决策分析人员及决策者进行交互，在系统支撑层的数据、模型、方法、知识、图形、图像和GIS等资源的支持下，完成决策过程中各个阶段、各个环节的信息处理、综合分析和辅助决策处理功能。人机交互层是系统使用者与系统之间的人机接口，主要作用是通过建立总控程序构筑系统运行的软件环境，控制应用软件运行、运行控制参数的输入和运行结果的表达等，提供良好的系统运行界面和人机交互环境；系统支撑层存储和管理防汛决策过程
12、中系统应用层各功能子系统共用的数据信息，既包括实时和历史的不同时期的数据，也包括数据表和数据文件，以及文本、图形、图像、程序、音频、视频资料等不同的信息类型的数据，分别形成以实时水雨情库、工情库、社会经济信息库、图形库、动态影像库、历史大洪水库、超文本库、水文数据库等信息库，组成系统的综合数据库。按数据的来源，可分为省地级水情中心、工情中心、国家气象局等数据源。接收决策支持系统输出信息的主要用户有：国家防总、流域机构、流域内各省防指、系统一般用户和公众用户等大类。总体结构框架信息流程技术特点及与现有技术比较所具有的优势技术特点及与现有技术比较所具有的优势首先，水利灾害这样的问题，由于变数多、涉
13、及面广，需要把各方面的专家及专门知识、各种分析方法、各种模型和工具、各种数据和信息，综合集成起来，才能有利于在过程中不断地根据当前的状况对问题进行描述和分析，最终有利于对问题的解决。第二，水利灾害研究涉及的领域非常广泛。研究一个测评问题，要涉及到水利、气象、经济等很多领域，需要许多方面的专家的共同合作，协作和探讨将是系统所支持的基本工作方式。对于环境系统来说，就要为之提供相应的通信、网络、人机接口等技术支持，为他们之间的交互以及他们与系统的交互提供方便。第三，由于研究的问题可能涉及到的因素很多，需要外围的许多数据库系统等的支持，研究人员、系统运行可能要访问这些外围的系统。这样，环境系统就必须具
14、有多种模型交互的能力。第四，在决策过程中，对信息资料的查找和检索将是研究人员必需的过程。因此，环境系统提供一个可以满足各种资料检索手段和适当规模的开放资料库是必需的。第五，水利灾害决策支持这一类研究是一个长期的过程，需要长期的积累，因此，支持其研究的环境系统就必须是一个能够不断积累学习、自我增长的系统。从以上的分析来看，任何传统的DSS系统都无法支撑这样一个决策环境。我们研究开发的体系结构，就是用“综合集成”各类系统的功能于一体，达到国内先进水平。其技术特点如下： 可伸缩的体系结构防灾减灾决策支持系统平台采用的是全面的、可伸缩集成的体系结构，可提供多层次的产品解决方案。这样用户可以综合考虑需求
15、、资金、技术等因素，根据不同应用阶段和层次的需求配置多层次的产品方案。由于防灾减灾决策支持系统平台系列产品具备相同的核心技术，其应用界面、开发环境、底层COM 对象库等与高端完全一致，可用内置的VBA 或VB、VC+等开发平台对其进行二次开发，为系统资源的共享、系统规模的无缝升级、数据和应用功能的平滑移植提供了有力的保障，从而充分地保护用户的前期投资和前期工作，保证系统的分步实施不会因为平台的提升和系统规模及功能需求的扩展而陷入两难的境地，使构建的系统平台从整体上具有极大的延展性和灵活性。 系统功能强大防灾减灾决策支持系统平台除支持各种水文数据的输入、输出、编辑，防汛风险图、流域分布图土壤侵蚀
16、图等专题图制作，地图分层叠加显示、多种方式查询统计等基本功能外还提供了大量专业的针对水利行业的分析功能，例如：动态分段技术、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、三维分析、栅格分析等。同时防灾减灾决策支持系统平台也提供了适用于水利行业的专业算法和水利数值模型，如：流域模型、扩散模型、洪水淹没模拟、河道剖面分析、河流追溯分析、坝址分析等。此平台在国内首先实现将水文历史和实时数据的无缝链接，并在GIS中显示原始数据、统计查询分析结果、预测（利用多相关分析、逐步回归、平稳时间序列、周期分析和周期叠加等模型）结果，绘制过程线、等值线、等值面等。能自动划分降水（干旱）时段，完成模型与数据、模型与文本、模型与表格的结合，自动读表、以屏幕显示、打印、文件的形式输出。平台中所应用的全面描述水灾分布、灾情模拟和分析的模型，是应用遥感、遥测、GPS、微波等技术获取系统提供的实时数据和在本系统平台研究开发中获得的完善的三维计算机视觉，动态流体建模、气象模拟预测模型、暴雨分析模型、降雨径流预报模型、洪水过程计算模型、洪水演进模型、蓄滞洪区洪水调度模型、水库调度模型、灾害损
