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山洪灾害监测预警系统——苍穹数码水利应用

1.概述


        近几年以来,我国气候异常,强降雨引发的山洪泥石流滑坡灾害非常严重。


       党中央、国务院高度重视,决定先期启动山洪灾害防治县级非工程措施建设,计划用3年时间,初步建成覆盖全国1836个县级山洪灾害防治区的非工程措施体系,全面提高山洪灾害防御能力,最大程度地减轻人员伤亡。


       根据这一规划北京苍穹数码测绘有限公司旗下的北京苍穹蓝图数码技术有限公司利用自身优势,基于北斗卫星通信备用信道、高分辨率遥感数据和及世界先进计算模型等关键技术的制定了山洪灾害监测预警系统。


       本系统支持ARCGIS和KQGIS平台,能实现灾害的预警分析、灾害损失快速评估、数据的实时更新及分析结果统计报表的输出、专题图的制作等功能。将虚拟现实技术与三维可视技术相结合,通过洪灾模拟演示,实现了基于真实场景下的山洪监测预警,是集监测、预警、分析、查询、应急、反馈、统计为一体的完整解决方案。


2.系统框架


   山洪灾害监测预警系统包括:


   


3.系统功能介绍

   

 3.1监测


   山洪数据实时监测,监测对象主要是河道、水库、塘坝、提防、山洪易发区等,监测内容主要是水位、雨量、流量、视频等,监测手段是对手工输入数据和实时数据予以自动采集、分类存储、显示、传输,为山洪预警系统提供信息基础.具体实现功能如下:  


        自动接收、处理、存储手工输入数据和实时数据


        自动接收、处理、存储实时雨水情数据,同时自动检查接受信息的正确性


        采用双通道热备份模式,完成山洪数据远程通信功能,支持北斗卫星通讯


        具有遥测通信道判断和切换功能


        提供通过输入界面进行文字、图片输入及处理功能


        水雨情信息采集站点具有自动召测、巡测及自定义时段测报等功能


        对于无人职守监测站具有自动报警功能

 

       对视频采集设备具有远程自动控制功能

  


3.2预报


        山洪预警软件完成实时数据录入、管理、查询和预警、预报应用。


        主要包括:


        综合数据库、警预报软件


        (一)    综合数据库


        各类山洪信息经信息接受处理后,进行检错、分类、格式化、标准化等处理后存入综合数据库。综合数据库采用标准化结构,其结构、接口、 开发工具、管理软件、字段标识符、项目编码采用统一标准。


        1)    综合数据库按信息种类、数据获取的时间进行分类


        2)    各类数据库按信息表现形式可分为文本、图形、影像等数据库。


        3)    综合数据库除具有信息存贮、增加、删除、修改、查询、备份之功能外。


        4)    主要是为了水(雨)情信息、工情等信息进行数据、文本、图形、声像的信息管理,并相互联系。


        5)    为各子系统提供输入信息、存放其输出成果,完成子系统间的信息交换,使得信息处理实现自动化、综合化和形象化,给用户提供极大方便。


        (二)警预报软件


        数据管理


        1)    数据存储,在数据库中存储水情、工情、图片和报警等信息。


        2)    数据显示,显示各种实测、历史、人工输入数据和过程线。


        3)    数据打印,在打印机上输出各种报表和各种曲线。


        4)    数据库维护、检索和统计,管理和维护实时数据库和历史数据库,支持数据记录的形成、存盘、查询、修改、转贮、删除、统计等主要功能。


        5)    系统设置,设置各种系统运行基本参数等。


        6)    系统维护支持,系统的维护工具、功能和指南。


        告警处理、输出


        判断水位、雨量等数据越限状态,分析遥感站的工作状态和电池电压,实时告警显示。当主信道故障时,能够自动切换到备用信道,保证遥测数据可靠通讯。


       山洪预报、调度功能


        根据采集的实时雨量、水位、流量、气象等资料结合苍穹数码独有的技术条件,采用国外先进分析模型,实现实时联机山洪预报,结合“实时校正算法”,通过进一步率定各项参数,满足精度要求,系统具有一下特点:


        1)    使用数据便于收集;


        2)    模型经过反复验证,精度高;


        3)    基于国内外几十年的防灾积累;


        4)    计算速度快。


        3.3响应


        系统能够根据山洪灾害预案要求,预先制定的各种预警模型,自动的对外发布预警信息和疏散信息,同时启动群策群防体系来加大预警范围和扩充预警方式。在各级防汛指挥办公室的领导下,充分发挥群策群防组织防灾、治灾、救灾及突发事件和灾害应急作用,从而最大程度的减少人民群众的生命和财产损失。

        3.4 会商


       会商系统基于各种预警预报模型,并在监测系统的测量数据基础上,通过预报预案和模型进行反馈处理。预警预报模型包括境内流域产汇流模型,水文预报模型,洪水演变模型,长期天气预报模型,山体滑坡、坍塌、泥石流等地质灾害预演模型。该系统通过多媒体技术、地理信息系统等推演分析,监测预警。系统还包括防洪避灾预案(躲灾避险、搬迁转移、抢险救治计划),以及有关的灾害评价分析模型。


        4.系统特点


        1.系统严格按照国家防汛抗旱总指挥部最新要求进行调整,各功能模块、数据结构完全符合要求。


        2.基于数据共享的协同性


        系统采用面向服务的架构技术,实现用户对各种数据源(水雨情、工情、预报、社会经济信息等)的透明操作和共享,实现多级组织机构、多部门联动和防治处理工作的协同性,满足防汛指挥机构“联合作战”对信息共享的要求。


        3.简单、美观、高度互动的用户界面


      系统采用基于RIA(Rich internet application)技术的B/S结构.RIA技术使得即使客户端需要计算复杂、数据量大、实时性要求比较高的部分的功能,如洪水预报、淹没分析等,也都能在B/S模式下实现,真正做到无需安装、随需使用、维护简单。同时RIA具有高效的视频、语音和数据等多媒体处理能力,能创建高度交互的用户界面,极大提升用户使用系统的体验感。

        4.多层次雨、水情决策分析


       可查询时段、日、旬、月显示区域的雨量值、平均雨量值、最大雨量值、各站降雨过程柱状图数据表、雨量强度统计等。同时结合从国外引进的先进泛滥模型,能够快速准确模拟出洪水发生后的淹没情况,并基于GIS进行可视化的展示,为防洪设施的规划修建、灾区居民的转移方案、救灾路线的选择、灾害损失的评估以及灾害风险的制作等提供强大的支持。
       
        5.完善的预警责任体系


        建立县、乡、村三级预警责任人体系,短信、传真预警时可灵活选择接受人员。

        6.灵活的预警监测方式和智能化响应处理


        采用自动预警及人工预警两种方式,并建立了基于WBBGIS技术条件下的智能预警,预警按规划标准分类,分别在地图上以不同的形式展现。预警后提供智能化响应处理,可直接启动应急预案,进入应急响应处理流程。

        7.围绕预警核心应用,全面提供天地一体化监测预警整体解决方案。


         系统通过引入北斗星通信技术,提供应急远程通信的备用手段,为系统提供丰富的监测基础数据。


        8.针对县级用户特点,应用简单,高度产品化


        9.采用世界先进山洪预警预报模型       

 

 

 

 


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