智慧城市防汛抗洪综合运营管理平台建设方案

2019-09-23 18:26 管理员

第一章 项目概述

 

1.1 项目背景

 

在气象防汛防灾应急指挥工作期间,需要耗费较大的人力和时间 进行归集和汇总气象信息、水利水文信息和国土信息,以便进行科学、 高效的汛情监测预警监控系统、科学评估、综合研判和指挥调度,为气象防汛 防灾抢险救灾指挥调度工作提供全方位的技术和信息支持,提高防汛 指挥决策的准确性和时效性,从而最大限度地减轻台风洪涝灾害造成 的损失,达到防灾减灾目的。

随着市气象局防汛防灾业务的开展,为了满足气象防汛减灾工作 的需求,有必要建设气象防汛综合管理平台和气象防汛移动 APP  用系统,为全市气象防汛防灾工作构建统一的汇总和决策系统,为市 委市政府领导提供汛期的重要参考和决策依据。

 

1.2 建设目标

 

整合气象部门、水文部门和国土部门数据的基础上,建设一套集 综合门户、气象信息、水文信息、国土信息、预警信息、应急响应、 值班管理和系统管理的气象防汛综合管理平台,建设一个集汛情摘 要、天气预报、实时雨情、实时水情、预警信息、地质灾害、台风信 息、卫星云图、气象雷达、防汛预案、相关资料的气象移动 APP  用系统,实现气象防汛监测预警信息的共享与发布,从而满足气象防汛工作需求。

 

1.3   建设任务

 

本项目具体建设任务为:

 

1、综合数据库 建设标准数据库以及数据汇集平台,在遵循国家水利部颁布的行

业标准和国家防汛抗旱指挥系统综合数据库设计规范的基础上,结合 业主单位的实际业务需求进行综合数据库的建设,实现数据的标准化 存储。

2、应用支撑平台 结合系统的业务需求,建设应用支撑平台。该平台提供统一的

GIS 平台,为系统的运行提供基础业务支撑。

3、业务应用系统

基于 GIS 平台建设黄山市气象防汛综合管理平台,具体功能模块 包括综合门户、气象信息、水文信息、国土信息、预警信息、应急响 应、值班管理和系统管理。

建设气象防汛移动 APP 应用系统,包括客户端设计和服务端设 计,其中客户端设计的具体功能模块包括汛情摘要、天气预报、实时 雨情、实时水情、预警信息、地质灾害、台风信息、卫星云图、气象 雷达、防汛预案和相关资料,服务端设计的具体功能模块包括后台服 务管理、相关资料管理、数据服务和日志管理。


 

 

 

第二章 总体设计

 

2.1 总体设计原则

 

(1) 全局性和整体性 从实际需求出发,实现数据共享,把系统建成为一个有机的整体

和管理与决策的核心工具。

 

(2) 标准化与规范化 为确保系统的质量,系统建设要严格按照国家、地方和行业的有

关标准与规范,制定规范的管理流程,确保流程的高效性和操作的标 准化。

(3) 实用性 系统要尽量具有人性化的设计,做到易操作、数据调用迅速、界

面友好美观、易管理、查询与统计功能灵活完善、数据更新和维护简 便、系统升级容易等特点,减少工作人员的工作量,提高工作效率。

(4) 安全性 系统要具有完备的数据保护和备份机制,同时具备较强的容错能

力以及故障恢复能力。

 

(5) 稳定性与高效性 采取必要的技术手段从软、硬件等角度保证系统运行的稳定性。

提高运行、运算效率是提高工作效率的重要方面,系统应在适当的部 位做适当的优化。


 

 

(6) 开放性与兼容性 系统的开放性涉及到网络、数据库、应用软件等。按照开放性、

标准化原则来规划设计方案,使系统具有一定的适应性和可移植性。 (7) 可扩展性 随着计算机应用技术的不断发展,系统还具有良好的可升级性;

随着其它类别系统的建设内容增加,提供扩展性接口。

 

2.2 总体建设思路

 

按照“以防为主、安全第一,统一建设、分工协作,统一平台、 统分发布”的建设原则,充分整合气象、水文、国土等方面监测预警 信息,通过统一发布平台,实行统分结合方式发布预警信息,增强预 警信息的时效性、准确性、针对性和可靠性,扩大预警信息的覆盖面, 提高防汛指挥的科学性,促进防汛防台工作转型发展,最大程度减轻 灾害损失。


 

 

2.3 总体框架图

 

 

 

 

 

 

 

 

客户端设计

 

   

 

   

 

   

 

   

 

   

 

   

 

 

   

 

   

 

   

 

   

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

总体框架图


 

 

 

第三章 综合数据库

 

在遵循相关行业标准数据库设计规范的基础上,结合业务系统的 实际需要,汇集包括气象、水文、国土等部门信息数据,建立以关系 数据库为基础、多种数据形式共存的综合数据库。该数据库是系统的 信息支持层,存储和管理各子模块所需的数据,并实现各类数据逻辑 集中管理与利用。

 

3.1 标准数据库设计

 

本次需要设计的数据库包括基本资料库、基础地理信息库、监测 数据、预报数据库、预警数据库、台风数据库和气象信息库等。其中:

1、基本资料库 用于储存气象、水文、地质等基础信息,观测要素信息、预警阈

值、应急预案、应急物资、抢险队伍、避灾场所等业务基础数据。 2、基础地理信息库 用于储存包括黄山市电子地图、行政区划等。

3、监测数据库 用于储存气象站、水文站自动站、土壤墒情监测站等观测监测信

息。

 

4、预报数据库 用于储存短临预报、短期预报、中期预报等信息。 5、预警信息数据库


 

 

用于储存气象、水文、国土发布的预警信息,包括大风预警、寒 潮预警、大雾预警、暴雨预警、干旱预警等。

6、台风数据库 用于储存包括中国、台湾、香港、日本、美国各家预报机构的台

风数据。

 

7、气象信息库 用于储存风云二号等卫星云图、黄山本地单站雷达图。

 

3.2 数据汇集平台

 

实时监测数据由气象、水文、国土等部门提供信息采集处理组件 进行实时数据的采集、整理与更新,从而实现数据的交换与共享;系 统预留一定的扩展模块,保证后期自动监测站增加时系统能够顺利进 行数据的增加和自动采集,同时实现 7*24 小时不间断运行机制,及 确保灾害性天气下能稳定保障应用系统的对数据的实时要求。

通过网络实现气象、水文、国土等部门的数据进行汇集。数据汇 集内容如下:

1、气象数据汇集 气象数据汇集内容包括:风云二号等卫星云图、黄山本地单站雷

达图、台风数据、预报数据、气象雨量站要素实况数据等。 2、水文数据汇集 水文数据汇集内容包括:水位数据、雨量数据、旱情数据、流量

数据等。


 

 

3、国土数据汇集 国土数据汇集内容包括:地灾数据。


 

 

 

第四章 应用支撑平台

 

 

4.1 GIS 平台

 

系统将设计和开发统一的 GIS 系统,该平台支持天地图等主流地 图,支持显示高分辨率的数字地图,并提供灵活的业务应用配置功能, 同时对外提供丰富的应用接口供业务系统调用,具体功能如下:

(1)平台具备漫游,缩放,图元点的选取,比例尺显示和图例显示 等通用的 GIS 功能;

(2)平台支持动态图层的生成,并可根据设置条件动态生成各种专 题地图;

(3)矢量地图支持 SHP 文件;

(4)平台支持 BMPGIFJPGPNG 多种图片输出功能和遥感影 像图加载显示功能;

(5)支持电子地图与遥感图的互相切换显示; (6)平台支持业务数据的叠加和动画展示; (7)平台支持卫星云图、雷达图图片的投影转换功能。


 

 

 

第五章 业务应用系统

 

5.1 气象防汛综合管理平台

 

5.1.1 综合门户

 

本次气象防汛综合管理平台采用集成综合门户首页,将领导和工 作人员所关注的信息集成综合门户首页。综合门户界面主要发布气 象、水文、国土等部门的监测预警报产品。具体包括:

 

一、 台风路径

 

在电子地图上实时显示历史和最新台风实时路径信息、多家预报 台(中央、香港、台湾、美国、日本)的预报信息,并标注相应台风 十级风圈半径、七级风圈半径等。同时结合绘制在电子地图上的 24 小时警戒线、48 小时警戒线,实现对台风的预警。

 

二、 天气预报

 

以曲线、文字的方式发布降水、温度等气象信息的短临预报、短 期预报和中期预报。

 

三、 预警信息

 

在网站首页醒目位置以文字的形式展示气象、水利、国土等部门 发布的各类预警信息,使领导和工作人员能够方便查看已发布的预警


 

 

信息。

 

四、 水情信息

 

根据黄山所有水位站分析结果,基于电子地图直观地展示目前河 道超保证、河道超警戒、水库超正常、水库超汛限等站点相关位置及 统计相应站点个数,方便领导直观查看各辖区水情情况并做好防汛工 作。

 

五、 地质灾害

 

通过不同颜色的标识符展示黄山市内的地质灾害点分布情况,可 按市县级行政区划进行分区域定位查询,选择地质灾害点将以数据报 表展示灾害的详细信息。

 

六、 应急预案

 

根据预警类别、等级等情况查看应急预案的具体内容。

 

5.1.2 气象信息

 

一、 站点信息

 

 GIS 地图上叠加展示测站单要素的监测数据;点击某个测站, 显示测站最近 24 小时(逐小时)时序图,通过曲线或者柱状图形式 展现。实况监测分布等值线色块图的色标等级一致,颜色清楚,区分 明显,按《阈值管理》中 1-4 个级别分别以蓝、黄、橙、红 4 种颜色


 

 

显示等。展示的内容包括降水、温度、风力、能见度、湿度、气压等。

 

二、 预报信息

 

预报信息的内容包括短临预报、短期预报、中期预报。具体如下: 1、短临预报 通过文字列表的方式提供黄山市区及各县市未来三小时的短临

近天气情况,供公众参考。

 

2、短期预报

通过文字列表的方式提供黄山市区及各县市未来 24-72 小时的短 期天气情况,供公众参考。

3、中期预报 通过图文相结合的方式提供黄山市区未来四到十天的天气情况,

供公众参考。

 

三、 台风信息

 

本模块可在电子地图上直观显示台风路径详细信息并提供地图 切换功能。台风路径主要以图形的方式展示台风经过的路径信息和风 圈作用半径。点击每个台风名字的选项可以显示对应信息,包括台风 路径、台风编号、英文名、时间、维度、经度、中心气压、中心风速、 移动速度、移动方向、7 级风圈半径、10 级风圈半径等相关信息。同 时包括中国、台湾、香港、日本、美国等预报台预报路径。


 

 

四、 卫星云图

 

 


卫星云图

利用图片直观地展示卫星云图信息,支持卫星云图的选择查看; 可单张查看具体某一时间对应的云图;也可通过设置延时数值,实现 卫星云图的动态播放功能。

  五、 气象雷达

 

 

气象雷达

利用图片直观地展示气象雷达信息;支持单张查看具体某一时间 对应的雷达图;也可动画播放多张连续的雷达图,通过设置延时数值, 实现雷达图的动态播放功能。

 

5.1.3 水文信息

 

一、 水情信息

 

基于 GIS 平台,在电子地图上叠加水位站点信息,展示黄山市的 水位站网分布情况,以流量过程线、水位过程线、统计报表等方式进 行展示,使用户直观了解各站点水位变化情况。通过对历史数据进行 分析,使用户可以查询各监测站点历史极值以及出现的时间和均值。 拥有预警功能,不同汛期的警戒水位和汛限水位可根据设定自动更 换,当水位超汛限、超保证时,通过图标闪烁及声音提示的方式进行


 

 

预警,以便用户能够及时了解预警信息。可按流域、市县级行政区划 进行分区域查询。

 

二、 雨情信息

 

基于 GIS 平台,在电子地图上叠加雨量站点信息,展示黄山市的 雨量站网分布情况,以雨量柱状图和统计报表的展示方式,使用户直 观了解各站点雨量变化趋势。通过对历史数据进行分析,使用户可以 查询各监测站点历史极值(最大、最小值)、均值及出现的时间。拥 有预警功能,不同汛期的警戒值根据设定能够自动更换,当雨量超于 警戒值时,通过图标闪烁及声音提示的方式进行预警,以便用户能够 及时了解预警信息。可按流域、行政区划进行分区域查询。系统应通 过对实时采集的数据的前后数值进行比对分析,以得出当前测站所在 位置是否在下雨,对正在下雨的站点进行闪烁提示。

 

三、 旱情信息

 

基于 GIS 平台,在电子地图上叠加旱情监测站点分布情况、名称 和旱情分布信息,直观展示黄山市的旱情分布情况,包括干旱程度、 墒情类别、土色和土壤水分。根据地区的降雨情况和水库蓄水情况以 不同颜色标注该地区的旱情程度。用户可查询实时以及历史的旱情分 布信息。拥有预警功能,警戒阈值可根据设定自动更换,当土壤水分 低于预设阈值时,通过图标闪烁及声音提示的方式进行预警,以便用 户能够及时了解预警信息。


 

 

5.1.4 国土信息

 

系统能够将黄山市的地质灾害点信息叠加在电子地图上,通过不 同颜色的标识符展示黄山市内的地质灾害点分布情况,可按市县级行 政区划进行分区域定位查询,选择地质灾害点将以数据报表展示灾害 的详细信息。

 

5.1.5 预警信息

 

系统接收气象、水利、国土等部门发布的各类预警信息,包括大 风预警、寒潮预警、大雾预警、暴雨预警、干旱预警等,并通过列表、 图片的方式展示,包括预警图标、预警详细信息、防御指南等,提醒 相关部门及公众及时进行防范。

 

5.1.6 应急响应

 

提供不同预警类别、等级的防汛防台应急预案的查看,以及各部 门联系方式和组织架构展示,通过图形的方式直观展示减灾救灾部门 的组织架构,点击某个部门可以查看该部门的详细信息。在电子地图 上叠加展示黄山市物资仓库、抢险队伍、避灾场所的名称和分布情况, 并可以快速查询易受灾人员的转移情况。

 

5.1.7 值班管理

 

值班管理提供值班自动安排、值班信息查询、值班短信提醒、传 真收发、值班结果记录以及视频监控集成等应用服务。此外,防汛值


 

 

班管理还提供防汛机构各成员的通讯录信息,帮助实现对特定人员进 行短信、传真、电子邮件等文件的接收和发送。

值班人员能够对值班中的异常信息进行分类处理并登记,还可以 对来往电话、书面文件的收发及其处理情况以及当日发生的重要事 件、重要活动进行登记,并可以通过手机短信、传真、电话、电子邮 件等多种方式向有关人员发送信息。

 

5.1.8 系统管理

 

一、 用户权限管理

 

 

 

 

用户权限管理

该模块实现了对系统用户以及用户权限的维护和管理,管理员可 以实现用户个人信息的维护、系统用户管理以及角色与权限的配置。

 

二、 业务管理

 

管理员在该模块可以对系统信息进行维护和管理,实现了对前台 显示站点的配置、预报产品和应急预案的校核、编辑、修改等一系列


 

 

业务的管理工作,保证平台的正常运转。

 

三、 日志管理

 

记录系统中硬件、软件和系统问题的信息,同时还可以监视系统 中发生的事件。管理员可以通过它来检查错误发生的原因,或者寻找 系统受到攻击时攻击者留下的痕迹。

 

5.2 气象防汛移动 APP 应用系统

 

本次建设的气象防汛移动 APP 应用系统基于 Android  iOS 系统 进行设计和开发,提升观测预报产品的发布与共享能力,尤其是提高 灾害预警预报的发布与传播能力,为工作人员提供及时、准确、有效 的汛情信息服务。系统功能模块包括:汛情摘要、天气预报、实时雨 情、实时水情、台风信息、卫星云图、气象雷达、防汛预案和相关资 料。

 

5.2.1 客户端设计

 

一、 汛情摘要

 

本模块展示黄山市范围内雨情、水情及气象预报等信息的综合情 况,对各县整体的汛情情况形成摘要,快速直观地反映当前的汛情信 息,供领导决策。


 

 

二、 天气预报

 

该模块主要是显示黄山市内的天气情况,包括温度、风力、风向、 等信息,为用户提供短临预报、短期预报、中期预报的天气预报情况。

 

三、 实时雨情

 

该模块实现黄山市内的雨情站点信息查询,将黄山市内的雨量站 点叠加到地图平台上,并分布式的显示雨量站点,提供各个雨量站点 当前降雨数值信息的查询功能。用户可按照时间、流域、区域、行政 区划进行分类查询。用户选择相应站点可查看到当前站点的雨量柱状 图,以及可以查看到各个时段(时段可按照 1 小时、3 小时、6 小时、 12 小时 24 小时统计)的雨量列表信息(包括时间、雨量两个字段)。 本模块还提供了对当前的站点信息进行详细的列表展示(包括地区、 站名、雨量 3 个字段)功能。

 

四、 实时水情

 

该模块实现黄山市内的水情站点信息查询,将黄山市内的水位站 点叠加到地图平台上,并分布式的显示水情站点,提供各个水位站点 当前水位数值信息的查询功能。用户可按照时间流域、区域、行政区 划进行分类查询。用户选择相应站点可以查看到当前站点的水位变化 过程线,以及可以查看到各个时段的水位列表信息(包括时间、水位 两个字段)。本模块还可以对当前水位站点信息进行详细的列表展示


 

 

(包括地区、站名、水位、警戒水位、类型 5 个字段)。

 

五、 预警信息

 

本模块展示气象、水利、国土等部门发布的各类预警信息,包括 大风预警、寒潮预警、大雾预警、暴雨预警、干旱预警等,并通过列 表、图片的方式展示,包括预警图标、预警详细信息、防御指南等, 提醒相关部门及公众及时进行防范。

 

六、 地质灾害

 

本模块可在电子地图上显示黄山市的地质灾害点,通过不同颜色 的标识符展示黄山市内的地质灾害点分布情况,可按市县级行政区划 进行分区域定位查询,选择地质灾害点将以数据报表展示灾害的详细 信息。

 

七、 台风信息

 

本模块可在电子地图上直观显示台风路径详细信息并提供地图 切换功能。台风路径主要以图形的方式展示台风经过的路径信息和风 圈作用半径。用户可以查看台风路径上每个节点的详细信息,包括台 风路径、台风编号、英文名、时间、维度、经度、中心气压、中心风 速、移动速度、移动方向、7 级风圈半径、10 级风圈半径等相关信息。 同时在地图上显示中国、台湾、香港、日本、美国等预报台发布的预 报路径。


 

 

八、 卫星云图

 

本模块主要实现卫星云图的查询及放大、缩小等功能。可实时更 新最新的云图信息。默认显示最近 8 张卫星云图走势并提供动画播放 功能。

 

九、 气象雷达

 

本模块主要实现气象雷达图的查询及放大、缩小等功能。可实时 更新最新的气象雷达图信息。默认显示最近 8 张气象雷达图走势并提 供动画播放功能。本模块可以实现不同雷达图源间的灵活切换。

 

十、 防汛预案

 

该模块主要用来查询黄山市的预案信息,显示的预案内容包括: 各组织机构的名称与职责、预警指标与方式、预测预警信息、应急响 应、后期处置和保障措施等。

 

十一、 相关资料

 

本模块主要实现有关防汛的一系列科学资料的查询功能,包括法 律法规、防洪防险知识、防汛抢险知识、防洪避险知识等信息浏览与 查询。用户可自行添加相关的资料信息,并可永久保存在 PDA 设备 中。


 

 

5.2.2 服务端设计

 

一、 后台服务管理

 

该模块实现了对各个模块的管理和维护,管理员可对各个模块进 行增、删、改操作。

 

二、 相关资料管理

 

该模块提供了对防汛相关资料的上传、修改、删除功能,方便管 理员对资料进行维护和管理。

 

三、 数据服务

 

该模块用于接收客户端发来的数据请求,分析请求内容,并从综 合数据库查询客户端请求的数据,以一定的格式(高压缩比例)返回 客户端。

 

四、 日志管理

 

记录系统中硬件、软件和系统问题的信息,同时还可以监视系统 中发生的事件。管理员可以通过它来检查错误发生的原因,或者寻找 受到攻击时攻击者留下的痕迹。


 

 

 

第六章 运行环境要求

 

6.1 软件运行环境

 

6.1.1 开发语言

 

C#ASP.NET

 

6.1.2 操作系统

 

服务器操作系统使用 Windows Server 2008Windows Server 2012

操作系统。

 

6.1.3 浏览器

 

支持 IE8.0-IE10.0Chrome360 等主流浏览器。

 

6.1.4 数据库管理系统

 

数据库管理系统根据实际情况,推荐使用 Sql Server 2008 R2Sql Server 2012Oracle 11g 等数据库管理系统。

 

6.2 硬件运行环境

 

6.2.1 服务器要求

 

1、配置要求:

CPU: 配置 2*3.0GHz 8 核处理器;


 

 

内存:配置 16G DDR3 内存;

网卡:配置 4 个千兆网口,支持网络唤醒,网络冗余,负载均衡 等网络特性;

硬盘:配置 2*600GB 15000  SAS 硬盘,1G 缓存独立 RAID 卡, 支持 RAID 5

PCI 至少 6  PCI 扩展插槽 电源:1+1 冗余电源; 其它:DVD-RW 2、数量要求: 数据库服务器:1  气象局统一系统服务器:1

 

6.2.2 客户端性能需求

 

(一)桌面端 数量:依用户数量确定。 配置要求:

双核或多核 2.4GHz 以上 CPU 4G 以上内存;

320GB 以上,转速 5400 转以上硬盘。

(二)移动端

 

支持 Android 4.0  7.0  IOS 7.0  10.0 版本操作系统的手机。


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