山洪灾害防治监测预警系统软件产品说明.docx

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山洪灾害防治监测预警系统软件产品说明

山洪灾害监测预警软件产品说明

北京燕禹水务科技有限公司

二〇一〇年三月

目录

1软件产品总体结构1

2软件产品逻辑结构2

3软件产品运行环境4

3.1软件服务端运行环境4

3.2软件客户端运行环境4

4软件产品性能4

5防洪综合数据库说明5

5.1数据库总体构成5

5.2数据库分类说明5

5.2.1空间数据库5

5.2.2属性数据库6

6数据接收处理软件功能说明8

7山洪灾害监测预警系统应用软件功能说明8

7.1决策支持软件功能8

7.1.1基础信息管理9

7.1.2实时汛情监视13

7.1.3山洪灾害信息服务17

7.1.4洪水预报分析19

7.1.5预警发布22

7.1.6预案管理24

7.1.7报表管理25

7.1.8系统管理25

7.2乡镇灾情上报软件功能28

7.2.1灾情填报28

7.2.2灾情统计分析29

7.3山洪灾害专用图形编辑软件功能30

7.3.1添加要素31

7.3.2移动要素31

7.3.3删除要素31

7.3.4专题图输出32

8防洪综合数据库软件功能说明32

8.1查询检索32

8.2数据编辑32

8.3数据导入导出33

1软件产品总体结构

防办通过通信网络、计算机网络与雨量监测点、水位监测点、上下级防汛机构及水文、气象、国土等其它相关单位相连；需从外部获取的山洪灾害相关信息通过网络传输后经过接收处理进入防洪综合数据库。

在防洪综合数据库的基础上建设基于山洪灾害监测预警系统应用软件（包括决策支持软件、乡镇灾情上报软件和专用图形编辑软件），实现基础信息查询、水雨情监测查询、气象国土信息服务、水情预报服务、预警发布服务、预警响应服务、系统管理等应用。

防洪综合数据库软件实现防洪综合数据库的综合管理维护。

2软件产品逻辑结构

山洪灾害监测预警软件产品采用B/S和C/S相结合的多层体系结构，以地理信息系统为平台，实现各类相关数据的接入和人工录入功能等功能，利用浏览器进行各类信息的查询、分析、管理等交互。

逻辑层次结构如下图所示。

数据层：

进行相关数据的存储和管理，为系统提供查询、分析的数据基础，并对成果进行管理。

服务层：

主要向应用层提供业务模型、应用技术框架，地理信息系统等面向功能的模型和组件，包括电子地图组件，数据库访问组件、数据统计、分析、处理及计算组件、文件上传组件、用户安全认证组件等。

应用层：

在数据层和服务层的支撑下为系统各类分析、计算、处理等提供支持。

人机交互层：

使用浏览器/客户端实现各类信息的管理、查询分析和应用。

3软件产品运行环境

3.1软件服务端运行环境

◆操作系统：

建议选用Windows2008server，同时支持windows2000Server（SP4）及以上其他版本。

◆GIS平台：

建议选用TopmapWorld6作为地理信息系统平台。

◆数据库：

建议选用SqlServer2008数据库管理系统。

◆其他说明：

.NET运行环境。

3.2软件客户端运行环境

◆操作系统：

Win2000或以上版本。

◆B/S客户端：

IE6及以上。

◆C/S客户端：

.NET运行环境。

4软件产品性能

燕禹水务山洪灾害监测预警软件产品符合国家防汛指挥系统功能要求，具有良好的开放性、可扩充性及容错功能，支持用户认证、授权和访问控制，界面友好，易于维护，采用WebGIS方式执行GIS分析任务；WEBGIS响应速度<5秒，复杂报表响应速度<5秒，一般查询响应速度<3秒。

5防洪综合数据库说明

5.1数据库总体构成

山洪灾害数据库总体上包括空间数据库和属性数据库两大类，其中，空间数据库主要包括基础地理信息数据库和专题图层数据库两部分，属性数据库主要包括水雨情信息数据库、气象信息数据库、工情信息数据库、经济社会信息库、灾情数据库、单位机构信息数据库、图形图像数据库、超文本数据库、系统成果库、模型参数库和系统管理库等。

数据库总体构成见下图：

5.2数据库分类说明

5.2.1空间数据库

空间数据库用于存储空间地理信息。

空间数据库不仅要存储基础地理信息，还要根据具体业务要求进行级别和类型的更细化分层，同时分别列出不同的工程属性。

专题图层要与业务数据库相联系，将地图基本要素与山洪灾害防御需要相关联，为山洪灾害监测预警系统应用软件提供基础信息。

针对不同层次和业务人员将空间数据库的建设内容划分为基础电子地图及专题电子地图。

（1）基础地理信息数据库

基础地理信息数据库主要存储行政区划、交通道路、DEM（数字高程模型）等基础图层。

（2）专题图层数据库

专题图层数据库主要存储流域水系图、水库、塘坝分布图、报汛站点分布图、防洪工程布置图、交通设施图、安全区和危险区分布图等。

5.2.2属性数据库

属性数据库主要包括水雨情信息数据库、气象信息数据库、工情信息数据库、经济社会信息库、灾情数据库、单位机构信息数据库、图形图像数据库、超文本数据库、系统成果库、模型参数库和系统管理库等。

5.2.2.1水雨情信息数据库

存储和管理实时及历史水雨情信息。

5.2.2.2气象信息数据库

存储和管理山洪灾害相关的气象数据，主要包括气象信息分类表、天气预报信息表、卫星云图等。

5.2.2.3工情信息数据库

存储和管理山洪灾害相关的工情信息，包括水利工程基本信息及工程运行信息。

5.2.2.4经济社会信息库

存储和管理山洪灾害相关的经济社会信息。

5.2.2.5灾情数据库

存储和管理山洪灾害灾情信息。

5.2.2.6图形图像数据库

存储和管理不同种类的静态影像、数字视频、数字音频数据，主要有设计图纸、实景照片、录像资料、音频资料等。

5.2.2.7超文本数据库

存储和管理山洪灾害相关的超文本数据，包括各类法律法规文件、指令文件等。

5.2.2.8单位机构信息数据库

存储和管理山洪灾害相关的单位机构信息。

5.2.2.9系统成果库

存储系统经过分析、处理的各种中间成果（包括图形、文本和数据等）。

5.2.2.10模型参数库

模型参数库是山洪灾害监测预警系统应用软件的重要组成部分，因此，需要建立具有实际效用的模型参数库，使山洪灾害防御管理决策更加规范化、智能化。

模型参数库主要存储洪水预报模型的参数。

5.2.2.11系统管理库

存放用户权限、日志和应用系统安全管理与数据维护。

主要包括菜单基本信息表、系统信息类型表、用户信息表、用户权限表、系统日志表、用户登陆日志登记表等。

6数据接收处理软件功能说明

7山洪灾害监测预警系统应用软件功能说明

7.1决策支持软件功能

山洪灾害决策支持软件主要包括基础信息管理、实时汛情监视、山洪灾害信息服务、洪水预报分析、预警发布、预案管理、报表管理、系统管理等功能模块。

对于基于GIS查询的页面，都具备电子地图操作功能，主要包括图层控制、放大、缩小、漫游、框选、全图、距离测量、面积测量、图例、导航、定位、打印输出等功能。

由地图交互所进行的数据查询，主要包括：

信息查询：

点击地图要素，查询相应的属性信息。

距离测量：

在地图上点击测量两点或多点之间的距离。

分类查询：

根据类型名称查询显示指定类型的测站分布图。

专题查询：

查询各种专题地图，包括行政区划图、河流分布图、水库分布图、站点分布图、历史灾害分布图等。

7.1.1基础信息管理

山洪灾害防御工作需要大量的基础信息支持，系统提供及下属县（区）乡村基本情况、小流域基本情况、监测站基本情况、乡村预案、历史灾害情况、工情信息等各类基础信息的查询。

7.1.1.1乡村基本情况

基于GIS或通过表格、图文等方式查询县（区）简介及各乡镇、行政村的基本情况，包括土地面积、耕地面积、总人口、家庭户数、房屋数以及历史洪水线下情况等。

7.1.1.2小流域基本情况

基于GIS或通过表格、图文等方式查询上级河流、流域面积、河长、河道比降、河源位置、河口位置以及所涉及的乡镇、村情况等。

7.1.1.3监测站基本情况

基于GIS或通过表格、图文等方式查询雨量站和水位站基本情况，雨量站信息包括站号、站名、站址、经纬度、高程、设立日期、类别（自动站、人工站）、所属小流域、关联乡村、雨量预警指标等；水位站信息包括站号、站名、站址、经纬度、高程、设立日期、类别（自动站、人工站）、所属小流域、关联乡村、水位预警指标等。

7.1.1.4历史灾害情况

基于GIS或通过表格、图文等方式查询各县（区）历史上山洪灾害发生总体情况及各典型年的灾害情况，内容包括灾害发生时间、灾害描述等。

7.1.1.5工情信息

基于GIS或通过表格、图文等方式查询河流、水库、堤防等三类防洪工程信息，以防洪工程数据库中的数据为准。

7.1.2实时汛情监视

7.1.2.1水雨情报警

提供编辑界面，预先设定时段雨量报警值、河道水库水位报警值，系统自动根据设定的条件判断是否产生报警，并以一定方式提示预警，显示预警相关信息。

水雨情报警主要针对现有及本次规划新建的自动及人工监测雨量站、水位站。

7.1.2.2雨情监视

雨情情监视主要针对现有及本次规划新建的自动及人工雨量监测站。

具体功能包括：

（1）基于GIS实时显示各雨量监测站8时以来降雨量、本场降雨量（可自定义）；

（2）可查询显示区域时段内的雨量、平均雨量、最大雨量、各站降雨过程柱状图及数据表，并显示所查询区域的雨量站总数、雨量强度统计等；（3）显示查询降雨等值线图和等值面图；（4）接收气象部门雨量信息，加入到本系统。

7.1.2.3水情监视

水情监视主要针对现有及本次规划新建的自动及人工水位站。

具体功能包括：

（1）基于GIS实时显示各站当前水位、流量、水位变化趋势、超警戒、保证情况等，并提供当前水位示意图；

（2）显示选定区域内任意时段的各站水位、水势、流量，超警戒、保证情况、历史最高水位及发生时间、最大流量及发生时间，显示水位、流量过程线等。

7.1.3山洪灾害信息服务

7.1.3.1实时天气预报

查询天气预报信息。

弹出窗口显示天气预报查询窗口，该窗口提供界面由用户选择要查询的预报类型及预报日期，提交后显示指定时间的指定类型的天气预报信息。

7.1.3.2实时雨量信息

基于GIS查询或以表格方式查询气象部门提供的实时雨量信息，可查询任意时段的雨量信息。

7.1.3.3卫星云图

查询实时卫星云图，以图片方式展现，可实现卫星云图的连续播放。

7.1.3.4灾害隐患点基本信息

查询灾害隐患点基本信息，包括灾害隐患点位置、地质构造、可能的灾害类型、可能的影响范围等。

7.1.3.5灾害隐患点监测信息

查询灾害隐患点监测信息，包括灾害隐患点雨量信息、土壤含水率等。

7.1.4洪水预报分析

7.1.4.1雨量设置

系统提供雨量设置功能，用户可人工设置流域内各雨量站的雨量过程，也可从数据库中读取实时雨量数据和预报雨量数据，为洪水预报作准备。

7.1.4.2洪水预报

洪水预报是系统的重要功能，是管理决策科学化的重要依据。

（1）预报方法

降雨径流预报方法采用径流系数法、单位线法或分布式水文模型等方法计算，用户可根据实际需要选择相应的方法进行预报。

1）产流计算：

根据当地的实际情况采用径流系数法、降雨径流关系计算方法。

2）汇流计算：

干流及各支流的汇流计算根据实际资料情况，采用经验单位线或面积同比法计算。

3）分布式水文计算法：

建立分布式水文模型对小流域洪水进行模拟和计算。

（2）主要功能

1）信息接入：

主要是提供多种数据输入接口，系统支持文本文件、数据库、excel文件等多种信息的输入作为预报模型的输入。

2）模型建立和分析计算：

通过建立预报模型库实现模型的建立、参数的设置、参数的率定、结果管理等功能。

3）计算方案比较：

由于山洪和泥石流涉及到的不同模型会产生不同的方案，需要对预报的方案进行比较。

预报方案比较主要完成多种预报方案的预报结果以及方案的可行性等方面的比较，以供决策者选择可行、满意方案。

主要包括：

预报结果比较、工程运用效果比较、洪灾损失比较、方案的可行性比较等功能。

方案比较应包括单个方案比较和综合比较。

4）计算方案仿真：

计算方案可视化是通过直观、简明和形象化的信息表达，实现预报方案的显示和模拟，方案可视化是预报方案仿真结果可视化的基本要求。

7.1.4.3预报成果管理

以列表形式列出所有预报成果，用户可以有选择的删除某些预报成果。

7.1.5预警发布

7.1.5.1预警监视

预警监视以预警地图和预警列表形式显示。

预警地图：

根据预警分析结果，在地图上展示各乡镇的预警级别和状态等信息，并提供进行当前预警状态的下一步操作。

预警列表：

以列表方式显示预警信息，包括“发生乡镇、预警级别、预警时间、预警内容、预警状态”等信息，并提供影响范围分析结果。

7.1.5.2内部报警

将符合预警条件的信息向相关负责人发布短信，并通过系统以声、光（闪烁）等方式提示防汛值班人员。

7.1.5.3预警发布

经过防汛指挥部门确认后的预警信息，可发送短信到各级相关防汛责任人。

7.1.5.4预警反馈

显示未关闭预警的所有短信记录，包括回复情况等信息。

7.1.5.5预警记录查询

显示最新的预警信息发布情况，包括反馈信息。

7.1.5.6预警指标管理

提供预警指标的查询功能，并能分别设置县（区）、乡镇、测站等多种级别的水位、雨量临界指标，其中雨量指标的时段长也可以用户自定义。

7.1.5.7响应部门和人员设置

能对部门、人员进行管理，从而确定预警产生时，预警信息的发送对象和范围。

7.1.6预案管理

提供对各种山洪防御预案的查询管理功能。

7.1.6.1预案查询

以文本方式查询县（区）、乡、村预案。

防灾预案是防御山洪灾害实施指挥决策、调度和抢险救灾的依据，是基层组织和人民群众防灾、救灾各项工作的行动指南。

系统提供对所有预案的分类查询。

7.1.6.2预案管理

预案管理主要实现各级预案的添加、修改、删除等操作。

添加预案：

提供录入模板，供用户录入预案。

修改预案：

提供修改模板，供用户修改预案。

删除预案：

对于错误预案或过时预案，用户确认删除后将预案删除。

7.1.7报表管理

提供对各种山洪灾害统计报表的管理功能。

7.1.8系统管理

系统管理主要包括菜单和模块管理、日常维护管理、系统用户管理、用户登录日志管理和信息发布管理功能。

具有授权的用户可以在授权范围内使用系统管理功能。

7.1.8.1菜单和模块管理

用户可以对系统菜单进行管理并可以增加符合系统规定的模块到系统中，可以配置程序模块调用策略和权限控制策略。

模块调用策略决定系统菜单层次结构，权限控制策略管理页面访问权限策略、添加数据权限策略、数据修改权限策略数据保存权限策略等。

用户权限以子系统中的功能模块为单元，对某个功能模块拥有权限则可对此模块进行操作，对没有权限的用户相应功能模块就只当是不存在的不可见。

菜单管理示意如下图所示。

7.1.8.2系统用户管理

用户使用信息管理系统时，必须首先输入用户名和密码进行登录，在确认为合法用户后，进入相应的功能界面。

用户管理模块的内容包括：

用户组管理和用户组权限、用户管理和用户权限及个人资料的修改。

（1）用户组管理

为了方便设置用户权限，设立用户组并分配用户组权限。

（3）用户管理

系统用户管理包括用户管理及用户的权限管理。

系统提供用户的新增、删除、用户信息修改功能以及用户权限配置功能。

有权限限制。

用户管理界面示意图如下：

7.1.8.3用户登陆日志管理

用户登陆日志管理主要实现以下功能：

（1）日志查询

用户在登陆和修改个人资料的时候会将用户的登陆ID，登陆IP，登陆时间及操作记入用户日志表中，对于记入的用户日志用户本人及系统管理员与组管理员可进行查询。

（2）日志备份与删除

对于系统产生的登陆日志提供备份与删除的功能。

备份是将登陆日志记录写入txt文件中同时将文件保存到系统指定的（固定的）路径下；删除是将登陆日志记录从数据库表中删除。

（3）修改个人资料

授权用户可以修改自己的个人资料，系统管理员可以修改所有人的个人资料。

同时，将改用户修改个人资料动作写入登陆日志中。

7.2乡镇灾情上报软件功能

7.2.1灾情填报

提供山洪灾害灾情上报表格，人工填报灾情统计表格上报汇总。

灾情上报功能列举如下：

报表数据录入

报表数据修改

报表数据删除

报表数据查询

提供列锁定功能

提供列排序功能

提供列搜索功能（AutoSearch）

提供报表数据导出到Excel、RPK文档，支持ADO的外部数据库功能

提供外部数据导入到系统中，支持Excel、RPK文档的导入

支持报表打印

数据同步功能

7.2.2灾情统计分析

统计分析部分主要实现对灾情数据的分时段分类型的有针对性的分析，以方便工作人员和领导简单快速的了解灾情。

7.3山洪灾害专用图形编辑软件功能

山洪灾害专用图形编辑软件基于WEBGIS平台开发，采用B/S架构，用于实现实时绘制转移路线、山洪灾害威胁范围、风险图等功能。

7.3.1添加要素

向选定的可编辑状态下的图层（转移路线、山洪灾害威胁范围、风险图等）中添加特定类型（包括点线面）的要素。

7.3.2移动要素

对选定的可编辑状态下的图层（转移路线、山洪灾害威胁范围、风险图等）中移动特定类型（包括点线面）的要素。

7.3.3删除要素

对选定的可编辑状态下的图层中删除选择的要素，删除要素的同时删除与该要素相关的属性信息。

7.3.4专题图输出

地图输出模块的作用是输出已经编制好的地图，通常有两种方式，一是借助打印机输出，二是转换成通用格式的栅格图形，以便于在多种系统中应用。

地图打印输出，打印前可进行页面设置和打印设置。

地图转换输出，可输出为Bmp、jpg、png、gif、emf、wmf格式的图像文件。

8防洪综合数据库软件功能说明

防洪综合数据库软件主要实现对数据库中数据的维护与管理以及对数据库的备份与恢复。

本系统中的数据管理包括基本信息的维护与管理、水雨情、气象等山洪灾害相关数据的维护与管理，同时实现整个系统正常运行与维护所需要进行的配置数据的维护与管理。

8.1查询检索

提供基于关键字的查询检索功能。

8.2数据编辑

提供各类数据的添加、修改和删除功能，提供录入/修改模板，供用户录入/修改各类基础信息，录入/修改完成后可保存入库，对于错误数据或过时数据，用户确认删除后从数据库中将数据删除。

8.3数据导入导出

提供数据导入导出功能，供用户导入导出山洪灾害相关数据，用户可将基础信息导出为word、excel等文件格式，也可将相关数据文件导入系统中。