黃島區(qū)水文信息應(yīng)用及公共服務(wù)系統(tǒng)研究

【摘要】黃島區(qū)水文信息應(yīng)用及公共服務(wù)系統(tǒng)是在水文基礎(chǔ)信息查詢處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用最新理念和先進(jìn)技術(shù)手段開(kāi)發(fā)的以水文信息深層次開(kāi)發(fā)利用和公共服務(wù)為特色的全新的水文信息化應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)信息的高效利用、提升水文在防災(zāi)減災(zāi)決策方面的服務(wù)能力。

【關(guān)鍵詞】黃島區(qū)；水文信息；公共服務(wù)

一、前言

黃島區(qū)（青島西海岸經(jīng)濟(jì)新區(qū)）隸屬于青島市，是全國(guó)第九個(gè)國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)新區(qū)。近幾年，黃島水文事業(yè)快速發(fā)展，基本建成了覆蓋全域、功能完善的水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系。

為了適應(yīng)西海岸經(jīng)濟(jì)新區(qū)快速發(fā)展的要求，滿足水文信息在防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急決策支持和公眾服務(wù)方面的需要，采用國(guó)內(nèi)外最新的理念，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)值模擬、多媒體應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)手段，研究開(kāi)發(fā)技術(shù)更加先進(jìn)、服務(wù)更加高效的水文信息應(yīng)用及公共服務(wù)系統(tǒng)十分必要。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.建設(shè)目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)區(qū)域水文數(shù)據(jù)信息的高效利用、提升水文在防災(zāi)減災(zāi)決策和公共服務(wù)方面的支撐能力。充分采用國(guó)內(nèi)外最新的理念，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)值模擬、多媒體應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)水文全要素進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行水文數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、管理規(guī)范化、傳輸信息化、調(diào)度智能化、展示可視化、服務(wù)共享化，實(shí)現(xiàn)水文信息應(yīng)用服務(wù)能力的全面提升。

2.設(shè)計(jì)原則

先進(jìn)性：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)值模擬、多媒體應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，保證系統(tǒng)的先進(jìn)性。

實(shí)用性：充分考慮政府部門和公眾對(duì)水文信息的需求，突出預(yù)報(bào)預(yù)警、決策支持、市民服務(wù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

開(kāi)放性：考慮部門間數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)交換操作，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，在保證系統(tǒng)和信息的安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)水文信息的社會(huì)化服務(wù)。

可擴(kuò)展性：系統(tǒng)建設(shè)必須立足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有高擴(kuò)展性的服務(wù)架構(gòu)和訪問(wèn)接口，便于后期與智慧城市平臺(tái)對(duì)接。

三、系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)改造

結(jié)合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行管理的需要，對(duì)黃島水文信息中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)進(jìn)行全面升級(jí)改造。

（1）歷史數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

嚴(yán)格按照《實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》（SL323-2005）要求，對(duì)區(qū)域水文歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。完成歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入，與原始數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行無(wú)縫銜接。

（2）分類信息數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

為了適應(yīng)海量數(shù)據(jù)整理與發(fā)布要求，構(gòu)建功能全面、技術(shù)先進(jìn)、更具科技感的水文信息化數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集群化部署，采用并行計(jì)算與邏輯優(yōu)化海量存貯數(shù)據(jù)庫(kù)。改變現(xiàn)有數(shù)據(jù)共享模式，加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享安全控制，遙測(cè)原始數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)分離，禁止原始數(shù)據(jù)庫(kù)直接參與業(yè)務(wù)分析應(yīng)用。

（3）云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建

搭建基于云計(jì)算的高效計(jì)算環(huán)境，滿足系統(tǒng)運(yùn)行和公共信息查詢的需要。以互聯(lián)網(wǎng)（或局域網(wǎng)）為中心，將各種資源虛擬化成資源池供系統(tǒng)使用。

2.防災(zāi)減災(zāi)決策支持

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)現(xiàn)水文數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析。在傳統(tǒng)水文頻率分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，更新歷史水文資料，進(jìn)行水文頻率分析計(jì)算。利用GIS空間分析能力，進(jìn)行雨情、旱情信息空間分析，分析結(jié)果支持地圖界面的可視化顯示。

（2）河道洪水自動(dòng)預(yù)報(bào)預(yù)警

系統(tǒng)將流域降雨產(chǎn)流模型、一維河網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型、實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)、降雨數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)等有機(jī)的結(jié)合在一起，建立、配置和模擬洪水預(yù)報(bào)模型。分別建立區(qū)域內(nèi)9條較大河道洪水預(yù)報(bào)模型，提供洪水演進(jìn)過(guò)程及淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值模擬，預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)成果三維可視化展示，重點(diǎn)河段水情自動(dòng)預(yù)警。

（3）水庫(kù)水情預(yù)報(bào)預(yù)警模擬

分別建立鐵山、陡崖子、吉利河、小珠山、孫家屯等5座中型水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)模型，提供水庫(kù)水情動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬，預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)成果三維可視化展示，水庫(kù)水情實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警。

（4）城市洪澇災(zāi)害預(yù)報(bào)模擬

兼容、引進(jìn)國(guó)際前沿城市洪澇模擬模型，基于1m分辨率DEM和地下排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，以潮汐預(yù)報(bào)的潮位作為下邊界，以產(chǎn)匯流流模型作為區(qū)間輸入，采用三維高分辨率水動(dòng)力學(xué)模擬方法，預(yù)測(cè)、模擬黃島區(qū)城市建成區(qū)高精度（如重要路段、廣場(chǎng)、地下通道等）的產(chǎn)匯流和積水情況。

對(duì)城市洪澇模擬成果進(jìn)行二維可視化展示，重點(diǎn)區(qū)域洪澇災(zāi)害動(dòng)態(tài)三維疊加顯示。支持地圖的交互，支持圖層的控制等?？梢暬晒С志W(wǎng)絡(luò)端和移動(dòng)端查詢、演示。

3.水文業(yè)務(wù)輔助應(yīng)用

（1）水文巡測(cè)調(diào)度支持

依據(jù)各水文測(cè)站分布、交通以及流域洪水特性，合理制定各水文站洪水巡測(cè)調(diào)度方案，對(duì)巡測(cè)調(diào)度方案數(shù)字化處理。開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)端的水文巡測(cè)調(diào)度支持軟件，實(shí)現(xiàn)水文巡測(cè)智能調(diào)度。

（2）水文設(shè)備智能巡檢

水文設(shè)備智能巡檢模塊通過(guò)后臺(tái)水文設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)，依據(jù)各類站點(diǎn)評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，分析接收到的水文實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，檢測(cè)確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)存在運(yùn)行異常的站點(diǎn)設(shè)備。通過(guò)與前臺(tái)數(shù)據(jù)管理的配合，提供異常數(shù)據(jù)的修復(fù)功能。

（3）信息公報(bào)輸出輔助

根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，基于簡(jiǎn)報(bào)模版，實(shí)現(xiàn)水文信息公報(bào)文檔自動(dòng)生成，提高信息公報(bào)編制、發(fā)布的時(shí)效性。

4.公共服務(wù)平臺(tái)

（1）移動(dòng)客戶端

開(kāi)發(fā)水文信息應(yīng)用移動(dòng)客戶端，利用移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)性，以及快捷的通訊、照相等便利功能，為用戶移動(dòng)方便快捷的水文信息展示與上報(bào)功能，提供多種水文要素信息查詢、水文簡(jiǎn)訊接收、水情預(yù)警信息接收、實(shí)時(shí)雨水情信息上傳、水文科普知識(shí)查詢、意見(jiàn)建議互動(dòng)反饋等功能。

（2）微信、微博數(shù)據(jù)同步

實(shí)現(xiàn)微信、微博數(shù)據(jù)同步更新。利用微博和微信的便利性以及廣泛的公眾參與性，將其與后臺(tái)的數(shù)據(jù)聯(lián)通，當(dāng)有預(yù)警或者其他的水文信息，可以通過(guò)微信和微博的方式發(fā)布，使得預(yù)警信息能快速被公眾所知道。

（3）分類信息推送

根據(jù)分類用戶需求，制定分區(qū)域、分類別信息推送標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)信息、預(yù)警信息定向推送功能，將各類水文應(yīng)用信息發(fā)送到相關(guān)的人員的移動(dòng)設(shè)備上。

四、結(jié)論

黃島區(qū)水文信息應(yīng)用及公共服務(wù)系統(tǒng)以提升水文信息綜合服務(wù)能力為主要目的，系統(tǒng)的建設(shè)將有效提升區(qū)域水文信息化水平，有利于水文信息歷史數(shù)據(jù)的安全保障，有利于水文信息數(shù)據(jù)的高效利用。系統(tǒng)的應(yīng)用，將為全區(qū)防洪抗旱工作提供及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)、形象的成果性、智能化的決策支持方案，能夠主動(dòng)性地為公眾用戶提供了及時(shí)可靠的信息查詢和預(yù)警服務(wù)，可使公眾廣泛地針對(duì)災(zāi)害情況及時(shí)采取必要的措施，對(duì)于提高防災(zāi)減災(zāi)決策能力作用顯著。系統(tǒng)建設(shè)完成后，通過(guò)融合對(duì)接，將成為黃島區(qū)“智慧城市”平臺(tái)的重要支撐部分。

作者簡(jiǎn)介：查治榮，男，1983.2，工程師，副局長(zhǎng)。