洪水預(yù)報系統(tǒng)——金水

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1、4.7洪水預(yù)報系統(tǒng)綜合考慮招標(biāo)書中的需求，我們推薦使用“中國洪水預(yù)報系統(tǒng)”作為本項目中的洪水預(yù)報軟件。“中國洪水預(yù)報系統(tǒng)”是在財政部和國家防辦的支持下，由水利部水利信息中心聯(lián)合國內(nèi)其他單位研制開發(fā)的洪水預(yù)報軟件。系統(tǒng)結(jié)合我國的實際情況，基于統(tǒng)一的實時水情數(shù)據(jù)庫、預(yù)報專用數(shù)據(jù)庫和客戶/服務(wù)器環(huán)境，采用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、先進的軟硬件環(huán)境及模塊化、開放性結(jié)構(gòu)，建立常用預(yù)報模型和方法庫，能方便地加入新的預(yù)報模型，快速地構(gòu)造多種類的預(yù)報方案，具有人工試錯和自動優(yōu)選相耦合的模型率定系統(tǒng)，可用圖形和表格方式干預(yù)任何過程的實時交互預(yù)報系統(tǒng)，提供通用的數(shù)據(jù)預(yù)處理

2、模塊和常用的實用模塊，以及完整的預(yù)報系統(tǒng)管理功能。系統(tǒng)具有通用性強、功能全面、操作簡便等特點，完全可以滿足招標(biāo)書中關(guān)于洪水預(yù)報軟件的要求。4.7.1洪水預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)要建設(shè)方便實用，預(yù)報精度滿足要求的洪水預(yù)報系統(tǒng)，我們認為需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)：1)預(yù)報模型庫的建立預(yù)報模型是預(yù)報系統(tǒng)的核心，預(yù)報系統(tǒng)各模塊均是圍繞預(yù)報模型而開發(fā)，通用的洪水預(yù)報系統(tǒng)必具有通用的預(yù)報模型庫，目前在實時洪水預(yù)報方面，比較實用的是確定性概念模型，按照模擬的對象不同可分為河道匯流模型、流域產(chǎn)流模型、流域匯流模型、經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷?。預(yù)報模型庫要解決以下問題：一是通用的預(yù)報模型庫

3、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。模型所需數(shù)據(jù)包括輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、模型參數(shù)、模型狀態(tài)等，不同種類模型需要不同種類數(shù)據(jù)，能否設(shè)計提出一通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口是建立預(yù)報模型庫的關(guān)鍵；二是預(yù)報模型庫的管理，主要是預(yù)報模型的調(diào)用、運行，以及修改和刪除等功能；三是用戶可任意在預(yù)報模型庫中增加所開發(fā)的模型，即預(yù)報模型庫具有很強的擴展性。2)預(yù)報方案的構(gòu)建預(yù)報方案是對預(yù)報目標(biāo)的具體實現(xiàn)，是預(yù)報模型在模擬區(qū)域的具體應(yīng)用。預(yù)報方案應(yīng)包含預(yù)報對象、預(yù)報要素、根據(jù)站點、選用模型、模型參數(shù)、方案評定等。由于預(yù)報對象所處的河段、流域和洪水千差萬別，根據(jù)站點類別、信息種類不同，造成預(yù)報

4、方案因預(yù)報對象不同而不同，因此提出一通用的構(gòu)建技術(shù)構(gòu)建不同的預(yù)報方案是問題的關(guān)鍵。1)通用的模型參數(shù)率定參數(shù)率定好壞直接影響到預(yù)報方案的精度。模型參數(shù)率定工作要求的專業(yè)性很強，需要具有深厚的相關(guān)理論知識和實踐經(jīng)驗，。解決的關(guān)鍵在于開發(fā)出人工試錯和自動優(yōu)選相耦合，多模型、多參數(shù)自動優(yōu)選，友好的率定平臺，使系統(tǒng)能簡便、快捷、高效地完成模型參數(shù)率定工作。2)實時交互式預(yù)報預(yù)報員的豐富經(jīng)驗及綜合分析是提高預(yù)報精度的保證。實時交互式預(yù)報就是把過去只能由預(yù)報員人工進行的洪水預(yù)報結(jié)果的綜合分析功能納入到洪水預(yù)報系統(tǒng)，依據(jù)有經(jīng)驗的預(yù)報員的分析、確定預(yù)報的

5、思路來建立對預(yù)報結(jié)果進行交互分析的基本模式。其關(guān)鍵問題在于能否把預(yù)報員的各種綜合分析手段以計算機人機交互界面的方式表現(xiàn)，使預(yù)報員方便地進行交互分析?！爸袊樗A(yù)報系統(tǒng)”在涉及時對以上關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，并分別實現(xiàn)了有針對性的解決方案。4.7.2洪水預(yù)報流程洪水預(yù)報流程大體分為兩大步驟：1)制作預(yù)報方案根據(jù)預(yù)報任務(wù)，及時收集降雨、蒸發(fā)、水位、流量等有關(guān)資料，根據(jù)洪水的形成規(guī)律和特點，建立由當(dāng)前采集的水文信息推算未來洪水大小和出現(xiàn)時間的一整套計算方法，即洪水預(yù)報方案，例如降雨徑流預(yù)報方法中的產(chǎn)流預(yù)報方案和匯流預(yù)報方案。為了保證預(yù)報精度和可

6、靠性，必須對制作的預(yù)報方案按允許誤差標(biāo)準(zhǔn)進行評定和檢驗。2)進行作業(yè)預(yù)報對正在發(fā)生洪水的地區(qū)進行水文氣象觀測，并通過報汛設(shè)備傳送到預(yù)報中心，運行制作好的預(yù)報方案分析計算即將發(fā)生的洪水大小、出現(xiàn)時間等，并及時提供給防汛指揮部門、社會公眾，為抗洪減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。為了提高預(yù)報制作的時效性和預(yù)報成果的精度，常常把遙感、遙測、信息傳輸和計算機運算聯(lián)成一個系統(tǒng)，由計算機根據(jù)實測數(shù)據(jù)直接按存儲的實時預(yù)報方案程序自動算出預(yù)報結(jié)果。總體預(yù)報流程如下圖所示：圖4.7.1洪水預(yù)報流程圖4.7.3系統(tǒng)功能描述4.7.3.1系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理提供用戶管理、模型

7、管理、方案管理、水位流量曲線、自動預(yù)報、站點管理、圖層管理、預(yù)報數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫設(shè)置等功能。1)用戶管理用戶分為系統(tǒng)管理員用戶和預(yù)報員兩種角色類型，用戶必須登陸且通過系統(tǒng)認證才能使用本系統(tǒng)。用戶管理提供修改密碼、修改用戶名、增加用戶、刪除用戶等功能，其中增加用戶、刪除用戶只有系統(tǒng)管理員才有權(quán)限進行操作。系統(tǒng)示例界面如下圖所示：圖07.2用戶管理界面示例圖1)模型管理模型管理用于對預(yù)報系統(tǒng)中使用中的模型進行管理，提供增加模型、刪除模型、保存模型等功能。系統(tǒng)支持的模型類型包括流域產(chǎn)匯流模型、流域產(chǎn)流模型、流域匯流模型、河道匯流模型、經(jīng)驗?zāi)Ｐ臀?/p>

8、種。系統(tǒng)界面示例如下圖所示：圖07.3模型管理界面示例圖2)方案管理方案管理用于定制洪水預(yù)報方案，提供的功能包括：方案修改、方案分配、方案輸出、方案輸入、方案壓縮等。每個預(yù)報方案可包括方案說明