山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)項目方案.doc

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山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng) 項目方案 目錄 第一章 項目概述 3 1.1 項目背景 3 1.2 建設目標 4 1.3 建設原則 5 第二章 需求描述及分析 6 2.1 概述 6 2.2 需求描述 6 2.2.1. 業(yè)務需求 6 接口需求 12 性能需求 13 安全需求 13 2.3 需求分析 13 2.4 系統(tǒng)涉眾分析 13 2.5 功能需求分析 15 2.6 水雨情監(jiān)測系統(tǒng) 15 第三章 總體設計 28 3.1 總體設計目標 28 3.2 總體設計原則 29 3.3 總體邏輯架構設計 29 3.4 網(wǎng)絡系統(tǒng)設計 31 3.5 平臺選擇 32 3.6 標準規(guī)范設計 33 第四章 詳細設計 34 4.1 技術架構設計 34 4.1.1設計思路 34 4.1.2設計原則 36 4.2 設計安全 38 4.3 用戶界面設計 38 第五章 技術支持和服務 40 5.1 技術支持 40 5.2 售后服務 41 第一章 項目概述 1.1 項目背景 山洪災害是山丘區(qū)在一定強度或持續(xù)的降雨下，因特殊的地形地質條件而發(fā)生的自然災害，它具有突發(fā)、破壞性大、防治困難的鮮明特點，山洪及其誘發(fā)的泥石流和滑坡，往往對局部地區(qū)造成毀滅性災害。山洪災害具有突發(fā)性強、點多面廣、破壞力大等特點，往往導致人員傷亡，房屋、田地、道路、橋梁等被毀，甚至導致水庫、塘壩、堤防潰決，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成嚴重危害。 我國是一個多山的國家，山丘區(qū)面積約占國土面積的三分之二。據(jù)調查，全國2100多個縣級行政區(qū)中，有1500多個在山區(qū)，聚集了全國56％的人口。由于山丘區(qū)居住的人口數(shù)量多、密度大、分布廣，以及典型的季風氣候導致的降雨時空分布不均和復雜的地形地質因素等，每年汛期，居住在山丘區(qū)的廣大群眾的生命財產(chǎn)安全都面臨山洪、泥石流和滑坡的嚴重威脅，其中7400萬人直接受到影響。 山洪災害的防御策略是“以防為主，防重于搶”，防御防治的方法是既要采取工程措施，提高工程防洪標準，也要采取非工程措施，建立綜合防洪減災體系，提高防災抗風險能力。 綜上所述，建立山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，是防治山洪災害的一項重要的非工程性措施。 1.2 建設目標 山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測系統(tǒng)和預警系統(tǒng)（系統(tǒng)結構見圖1.2-1）。為更好地發(fā)揮系統(tǒng)的防災減災作用，還需建立群測群防的組織體系，加強宣傳培訓。 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測站網(wǎng)布設、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、設備設施配置等。鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村自身預警的監(jiān)測設施，一般以簡易的為主；縣級以上可根據(jù)經(jīng)濟狀況和山洪災害特點，布置有一定技術含量、實用、先進、自動化程度較高的設施。匯入山洪災害防治信息匯集及預警平臺的水雨情監(jiān)測信息以縣級以上的自動遙測信息為主，群測群防水雨情監(jiān)測信息以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村簡易觀測信息為主。根據(jù)我國山洪災害范圍廣、成因復雜的特點，要加密現(xiàn)有水文氣象部門的監(jiān)測站網(wǎng)，以控制水雨情，及時發(fā)布預警信息。 預警系統(tǒng)包括基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)和群測群防預警系統(tǒng)?；谄脚_的山洪災害防御預警系統(tǒng)主要由信息匯集子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)、預報決策子系統(tǒng)和預警子系統(tǒng)組成，在縣級以上防汛指揮部門建立，山洪災害嚴重的區(qū)域應建立該系統(tǒng)，以獲取實時水雨情信息，及時制作、發(fā)布山洪災害預報警報；系統(tǒng)一般要求具有水雨情報汛、氣象及水雨情信息查詢、預報決策、預警、政務文檔制作和發(fā)布、綜合材料生成、值班管理等功能，并預留泥石流、滑坡災害防治信息接口。群測群防預警系統(tǒng)包括預警發(fā)布及程序、預警方式、警報傳輸和信息反饋通信網(wǎng)、警報器設置等；預警信息、預警方式、預警信號等應根據(jù)各地的具體條件，因地制宜地確定，預警方式、預警信號應簡便，且易于被老百姓接受。 圖 1.2- 1 山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)結構圖 1.3 建設原則 （1）堅持以人為本，以保障人民群眾生命安全為首要目標。山丘區(qū)暴雨的發(fā)生常具突發(fā)性，因山高坡陡，洪水匯流快，流速大，加之人口和財產(chǎn)分布在有限的低平地上，往往在洪水過境的短時間內即可造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。建設山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，及時發(fā)布預報、警報，保障人民群眾生命安全，減少災害損失。 （2）堅持因地制宜、突出重點的原則。各省（自治區(qū)、直轄市）自然條件、經(jīng)濟社會狀況不同，山洪災害的成因及特點、防災設施、工作基礎等也有差別，應根據(jù)各地山洪災害的特點，針對目前防御山洪災害監(jiān)測預警工作中存在的問題，總結成功的經(jīng)驗，切合實際地設計和建設監(jiān)測預警系統(tǒng)。要突出重點，兼顧一般，按輕重緩急要求，逐步完善監(jiān)測預警系統(tǒng)。 （3）堅持經(jīng)濟實用、穩(wěn)定可靠、容易實施、便于操作和推廣的原則?？紤]本地區(qū)的暴雨特點、地形地質條件、經(jīng)濟狀況、人員分布、交通及通信條件等實際狀況，制定監(jiān)測預警系統(tǒng)設計方案并組織實施。既要利用遙測、通訊、網(wǎng)絡和地理信息系統(tǒng)等先進技術，又要充分考慮山丘區(qū)的實際條件，可以采用人工觀測簡易雨量筒、手搖報警器、無線廣播、敲鑼打鼓等適合當?shù)貤l件的監(jiān)測預警方式方法，擴大系統(tǒng)覆蓋面，達到既能有效解決監(jiān)測、通信及預警問題，又能節(jié)約投資的目的。同時要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、經(jīng)久耐用，盡可能地降低使用運行成本。 （4）遵循相關規(guī)程、規(guī)范。系統(tǒng)設計要以現(xiàn)行的相關水文監(jiān)測、通信系統(tǒng)組網(wǎng)、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫構建等方面的規(guī)程、規(guī)范為依據(jù)；各種構件優(yōu)選符合國家標準的型材和通用件，以利于施工的質量控制和系統(tǒng)運行的維護管理。 （5）充分利用現(xiàn)有氣象、水文及地質災害監(jiān)測預警網(wǎng)，系統(tǒng)建設要與相關行業(yè)的規(guī)劃、建設相協(xié)調。目前氣象預報站網(wǎng)已基本布設到縣級，水情預報站網(wǎng)按流域設置，地質災害監(jiān)測站在重點地區(qū)也設到縣級。應充分利用現(xiàn)有的氣象、水文、地質災害監(jiān)測預警站網(wǎng)，雨量站網(wǎng)建設要與氣象發(fā)展規(guī)劃協(xié)調，山洪監(jiān)測預警要與地質災害的監(jiān)測預警相結合。 （6）充分利用已有資料和成果，并與國家防汛指揮系統(tǒng)相銜接。分析確定山洪災害預警指標、制定監(jiān)測預警方案等，要充分利用已有資料、成果及積累的經(jīng)驗；山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)是國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)的補充，山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結構要與國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結構相統(tǒng)一，技術標準要與國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)的標準相銜接。 第二章 需求描述及分析 2.1 概述 山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)就是由水雨情監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)視水雨情狀況，查詢統(tǒng)計出雨水情信息，之后由數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)提供實時天氣預報、實時雨量信息、實時/歷史臺風路徑、實時衛(wèi)星云圖等氣象信息，滑坡、泥石流等隱患點基本信息及監(jiān)測信息，并結合群測群防監(jiān)測到的水雨情信息進行匯集統(tǒng)計，預報給決策子系統(tǒng)，決策子系統(tǒng)經(jīng)過判斷后將危險信息傳于預警系統(tǒng)，最后預警系統(tǒng)將信息發(fā)給防汛人員，之后在傳給社會公眾，這樣山洪災害的預警就啟動了。 2.2 需求描述 1. 2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 業(yè)務需求 1. 2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 2.2.1.1. 水雨情監(jiān)測系統(tǒng) 通過建設實用、可靠的水雨情監(jiān)測系統(tǒng)，擴大山洪災害易發(fā)區(qū)水雨情收集的信息量，提高水雨情信息的收集時效，為山洪災害的預報預警、做好防災減災工作提供準確的基本信息。 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)以雨量監(jiān)測為主，必要時輔以水位監(jiān)測和流量監(jiān)測，設計內容主要包含水雨情監(jiān)測站網(wǎng)布設、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、設備設施配置等。 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目主要包括降雨量、水位。站類主要包括雨量站、水位站。雨量站監(jiān)測雨量信息，水位站監(jiān)測的信息主要包括雨量和水位。根據(jù)山洪災害預警的需要和各地的建站條件，考慮山洪災害易發(fā)區(qū)地形復雜、降雨分布不均、群眾居住分散、地方經(jīng)濟發(fā)展不均衡等實際情況，水雨情監(jiān)測站可建成簡易監(jiān)測站、人工監(jiān)測站和自動監(jiān)測站。 （1）簡易監(jiān)測站 為擴大水雨情信息的監(jiān)測覆蓋面，在山洪災害防治區(qū)內的村、組設立簡易監(jiān)測站。因地制宜地配置簡易的雨量、水位觀測設施，采用直觀、可行的觀測方法進行水雨情信息的監(jiān)測。利用本地區(qū)適用的傳播方式進行信息的傳輸，達到群測群防的目的。 簡易雨量站采用有雨觀測、下大雨加強觀測的工作體制，有條件時及時上報；簡易水位站在有雨時或接到通知時觀測，水位接近成災水位時加強觀測，有條件時及時上報。 （2）人工監(jiān)測站 對于無條件建設自動監(jiān)測站，但擁有公用通信資源（程控電話、移動通信網(wǎng)）的地區(qū)，按照人工觀測站的技術要求建立相應的水雨情人工監(jiān)測站。采用人工觀測和管理的模式，通過語音或通話報汛進行雨量、水位信息的采集和傳輸。 人工監(jiān)測站采用定時觀測，定時報汛的工作體制，在暴雨天氣狀態(tài)下則加密觀測、增加報汛段次。 （3）自動監(jiān)測站 根據(jù)本地區(qū)的通信、經(jīng)濟條件，設立雨量、水位自動監(jiān)測點。采用有人看管，無人值守的管理模式，配置相應的雨量、水位傳感器，以及遙測終端及通信終端設備，實現(xiàn)水雨情信息的自動采集、傳輸。 自動監(jiān)測站采用定時自報、事件加報和召測兼容的工作體制；對超短波組網(wǎng)的自動監(jiān)測站，則采用增量隨機自報與定時自報兼容的工作體制；人工置數(shù)信息應有反饋確認的功能。 2.2.1.2. 信息匯集與預警平臺 根據(jù)各地山洪災害防御工作的特點和山洪災害預警決策的需求，利用通信、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫應用等技術手段，建設省級或市級或縣級防汛指揮部門山洪災害防治信息匯集與預警平臺，為收集山洪災害防治區(qū)水雨情數(shù)據(jù)信息以及其它部門的相關信息、信息查詢、山洪預報決策、預警等服務。 山洪災害防治信息匯集與預警平臺是山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理和服務的核心，主要由計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成?；谄脚_的山洪災害預警系統(tǒng)結構見圖（2.2-1）。 圖2.2-1 基于平臺的山洪災害預警系統(tǒng)結構圖 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收、處理、加工與信息查詢、預報決策、預警與信息發(fā)布、信息交換等服務提供硬軟件平臺。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要為系統(tǒng)維護管理、信息查詢與服務、預報決策與預警提供數(shù)據(jù)信息。 在設計信息匯集與預警平臺時，各地應結合本地現(xiàn)有的網(wǎng)絡結構、通信信道、網(wǎng)管系統(tǒng)、網(wǎng)絡設備狀況，按照各自的山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)對網(wǎng)絡和通信的實際要求，充分利用現(xiàn)有資源，合理制定設計方案。 2.2.1.3. 信息匯集、信息查詢子系統(tǒng) 信息匯集子系統(tǒng)與信息查詢子系統(tǒng)主要包括監(jiān)測站的實時數(shù)據(jù)接收處理和其它相關部門的共享與交換信息的處理以及各類信息的查詢服務。 信息匯集子系統(tǒng)主要完成平臺所轄各監(jiān)測站的水雨情信息的實時接收、處理和入庫。對其它相關部門的共享與交換信息經(jīng)處理后按規(guī)定的數(shù)據(jù)庫表結構存入數(shù)據(jù)庫中。 信息查詢子系統(tǒng)主要為防汛決策部門、系統(tǒng)維護管理等部門提供基于WEB方式的各類數(shù)據(jù)信息的查詢服務。 信息匯集子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)接收處理單元（硬件設備）和實時數(shù)據(jù)接收處理軟件構成。 數(shù)據(jù)接收處理單元主要由數(shù)據(jù)接收通信設備、數(shù)據(jù)接收處理計算機、電源以及設備安裝設施和避雷系統(tǒng)組成。 各自動監(jiān)測站點的水雨情信息通過數(shù)據(jù)傳輸信道傳輸?shù)狡脚_后，進入數(shù)據(jù)接收處理計算機，通過數(shù)據(jù)接收軟件實時完成監(jiān)測站水雨情數(shù)據(jù)的實時接收處理，并存入數(shù)據(jù)庫中。人工觀測的水雨情信息通過語音電話報汛方式自動存入數(shù)據(jù)庫中，或通過其它的人工報汛方式收集后采用人工錄入的方式存入數(shù)據(jù)庫中。 對于簡易監(jiān)測站的信息可采用事后整理的形式存入數(shù)據(jù)庫。 對于上級部門轉發(fā)的相關信息經(jīng)處理后，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式存入數(shù)據(jù)庫中。 預留氣象、國土等部門信息接口，通過信息匯集與預警平臺與氣象、國土等部門進行信息交換，經(jīng)處理后存入數(shù)據(jù)庫。 2.2.1.4. 預報決策子系統(tǒng). 山洪災害預報決策子系統(tǒng)是基于平臺的山洪災害預警系統(tǒng)的重要組成部分，為各省級、市級或縣級山洪災害防御指揮部門進行山洪災害預警提供依據(jù)。預報決策子系統(tǒng)包括水雨情分析預報、預警信息生成、子系統(tǒng)維護及管理等3個模塊。 山洪災害預報決策子系統(tǒng)具有水雨情分析預報、預警信息生成、系統(tǒng)維護和管理以及信息輸出等功能。將現(xiàn)代信息技術和傳統(tǒng)技術融入山洪預報預警工作中，增強山洪災害預測預警能力，提高防災、減災決策的科學性。 預報決策子系統(tǒng)建設內容具體為： （1）水雨情分析預報模塊 結合實時水雨情、氣象預報信息，根據(jù)水雨情分析預報模型，對小流域、中小水庫水位、流量進行預測，并輸出預測結果（文字、表格或圖形）。 （2）預警信息生成模塊 根據(jù)預報成果及預警指標實時編制預警信息，并及時將預警信息發(fā)送至預警平臺。 （3）系統(tǒng)維護和管理模塊 該模塊可以對整個系統(tǒng)的內容進行添加和刪除，具有控制系統(tǒng)權限的功能。本模塊為系統(tǒng)維護管理提供工具。 2.2.1.5. 預警子系統(tǒng) 預警子系統(tǒng)建設是在監(jiān)測信息采集及預報分析決策的基礎上，根據(jù)預警信息危急程度及山洪可能危害范圍的不同，通過適宜的預警程序和方式，將預警信息及時、準確地傳送到山洪可能危及區(qū)域，使接收預警區(qū)域人員根據(jù)山洪災害防御預案，及時采取預防措施，最大限度地減少人員傷亡。 預警子系統(tǒng)主要包括預警信息的獲取和預警信息的發(fā)布。根據(jù)預警信息的獲取渠道不同，預警信息的獲取分為從各級建立的基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)獲取信息和群測群防獲取信息兩種途徑。預警信息的發(fā)布主要由各級山洪災害防御指揮部門或者群測群防監(jiān)測點上的監(jiān)測人員通過預警信息傳輸網(wǎng)絡和其它方式完成。預警子系統(tǒng)的組成見圖2.2-2。 圖2.2-2預警子系統(tǒng)組成圖 1. 2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 2.2.1.1. 2.2.1.2. 2.2.1.3. 2.2.1.4. 2.2.1.5. 預警流程 （1）基于平臺的山洪災害防御預警流程 在建立了基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)的地區(qū)，預警信息由該系統(tǒng)的預報決策子系統(tǒng)制作。根據(jù)平臺設立的防汛指揮部門的級別不同，分為平臺設立在縣級、市級防汛部門兩種情況?？h級防汛指揮部門獲取發(fā)布的預警信息，各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府接收縣級防汛部門發(fā)布或下發(fā)的預警信息，傳輸給村、組、戶。緊急情況下縣級防汛部門可直接對村、組發(fā)布的預警信息?；谄脚_的預警流程見圖（2.2-3） 。 圖2.2-3基于平臺的預警流程圖 （2）群測群防預警流程 群測群防預警信息的獲取來自縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村或監(jiān)測點。由監(jiān)測人員根據(jù)山洪災害防御培訓宣傳掌握的經(jīng)驗、技術和監(jiān)測設施觀測信息，發(fā)布預警信息。縣級防汛指揮部門接收群測群防監(jiān)測點、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的預警信息，逐級發(fā)布。各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府除接收縣防汛部門發(fā)布或下發(fā)的預警信息，還接受群測群防監(jiān)測點、村和水庫、山塘監(jiān)測點的預警信息。村、組接受上級部門和群測群防監(jiān)測點、水庫、山塘監(jiān)測點的預警信息。 圖2.2-4 群測群防的預警流程圖 2.2.1.6. 群測群防的組織體系 由于山洪災害突發(fā)性強，從降雨到發(fā)生災害之間的時間短，且往往在災害發(fā)生時斷電、斷路、斷信號，因此群測群防尤為重要。群測群防組織體系為建立縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組、戶五級山洪災害防御責任制體系，群測群防組織指揮機構主要在縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村一級建立。 1、縣級組織指揮機構的構成 在縣級設立指揮部，指揮部與縣防汛抗旱指揮部合署辦公，由縣防汛抗旱指揮部統(tǒng)一指揮。 指揮部設政委、指揮長、副指揮長。成員由發(fā)改委、水利、國土、民政、氣象、財政、建設、交通、公安、衛(wèi)生等相關職能部門的負責人組成。 指揮部下設辦公室、5個工作組（監(jiān)測組、信息組、轉移組、調度組、保障組）及應急搶險隊。 2、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）組織指揮機構的構成 在鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）設立山洪災害防御指揮機構，指揮機構設指揮長、副指揮長，成員由水利、國土、民政、氣象、建設、交通、公安、衛(wèi)生等相關職能部門負責人組成。指揮機構下設監(jiān)測、信息、轉移、調度、保障等5個工作組和應急搶險隊。 3、村組織指揮機構的構成 各行政村設立以村主任為負責人的山洪災害防御指揮機構，各村應成立以基干民兵為主體的應急搶險隊，確定監(jiān)測預警員，并造花名冊報送鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、縣指揮機構備查。 接口需求 圖形庫中基礎電子地圖、水利要素分布圖以及公用數(shù)據(jù)專題圖等GIS數(shù)據(jù)，是由大量空間對象組成，這些空間數(shù)據(jù)的存儲和管理主要有兩種方式，即電子地圖文件和關系數(shù)據(jù)庫表。 文件形式 將不同的電子地圖數(shù)據(jù)以計算機文件的方式存放于計算機中，采用文件目錄的方式管理電子地圖。在圖形數(shù)據(jù)根目錄下分別建立各自的子目錄用于存放基礎電子地圖、水利要素分布圖以及公用數(shù)據(jù)專題圖，在各自的子目錄下再建立子目錄用于存放不同類別的電子地圖文件。 由于是以文件的方式管理電子地圖，其安全性只依賴于計算機操作系統(tǒng)。 關系數(shù)據(jù)庫表形式 近年來，一些GIS應用系統(tǒng)開始采用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行空間數(shù)據(jù)的管理，這樣可以充分利用RDBMS已有的數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)海量空間數(shù)據(jù)存貯與管理、事務處理（Transaction）、記錄鎖定、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)倉庫等功能，利用擴展的SQL語言對空間與非空間數(shù)據(jù)進行操作，同時可以方便地實現(xiàn)長事務和版本管理。尤其使空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)得以集成在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，從而促使GIS應用與一般應用的無縫集成。同時 利用關系數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)的關鍵在于面向對象的空間數(shù)據(jù)模型的采用。面向對象的空間數(shù)據(jù)模型的采用改變了原有GIS中圖形與屬性分離的概念，反映空間對象的幾何圖形數(shù)據(jù)只是作為一個屬性字段（如BLOB字段）與其它非空間屬性存貯于關系數(shù)據(jù)表的一行中。這種數(shù)據(jù)模型可以方便地定義空間對象之間、空間對象與非空間對象之間的關聯(lián)關系和規(guī)則，能更好地對現(xiàn)實世界建模。 目前使用此技術的有ESRI ArcSDE和Oracle Spatial，MapInfo SpatialWare、SuperMap SDX+等。 性能需求 1、對軟件系統(tǒng)的各類人機交互操作、信息查詢、圖形操作等應實時響應；信息查詢、操作、輸入界面用圖形、文字和數(shù)據(jù)三種方式在計算機上展現(xiàn)，數(shù)據(jù)表格應具有報表打印功能；系統(tǒng)的操作要求簡單易用。 2、采用WebGIS方式執(zhí)行GIS的分析任務。通過標準的瀏覽器（如 IE）來訪問地圖服務，對于水雨情監(jiān)測、預警響應的相關處理，均要求能在GIS上進行可視化處理查詢，并能實現(xiàn)無級縮放，具備等雨量線、等雨量面等繪制功能。推薦采用1:50000的電子地圖，如果沒有條件，也可采用1:250000的電子地圖； 3、速度要求： WEBGIS響應速度：<5秒； 復雜報表響應速度：<5秒； 一般查詢響應速度：<3秒； 安全需求 安全性要求：用戶認證、授權和訪問控制，支持數(shù)據(jù)庫存儲加密，數(shù)據(jù)交換的信息包加密，數(shù)據(jù)傳輸通道加密，可采用64位DES加密算法，發(fā)生安全事件時，能以事件觸發(fā)的方式通知系統(tǒng)管理員處理； 可靠性要求：應能夠連續(xù)724小時不間斷工作，平均無故障時間>8760小時，出現(xiàn)故障應能及時報警，軟件系統(tǒng)應具備自動或手動恢復措施，自動恢復時間<15分鐘，手工恢復時間<12小時，以便在發(fā)生錯誤時能夠快速地恢復正常運行，軟件系統(tǒng)要防止消耗過多的系統(tǒng)資源而使系統(tǒng)崩潰； 2.3 需求分析 2.4 系統(tǒng)涉眾分析 1 簡易觀測站：需觀測員用透明盛水器皿進行雨量觀測，河邊需有觀測員用水尺樁對水位進行觀測。 2 人工觀測站：觀測員根據(jù)水位觀測尺按照報訊的要求，以語音、短信或通話方式進行報訊。中心站工作人員記錄后將信息錄入計算機。 3 自動監(jiān)測站：無人使用，有人看管，系統(tǒng)自動采集數(shù)據(jù)。 4 根據(jù)地勢的不同，采用衛(wèi)星，超短波，短信，gprs，pstn進行數(shù)據(jù)傳輸。 5 信息匯集與預警平臺：防汛決策部門、系統(tǒng)維護管理部門的工作人員將通過瀏覽器對信息匯集子系統(tǒng)，信息查詢子系統(tǒng)，預報決策子系統(tǒng)，預警子系統(tǒng)進行增加、刪除、修改、查詢的操作。 6 預報決策子系統(tǒng)：工作人員將得到的信息打印成表格，進行人工報警或自動報警；系統(tǒng)維護模塊分三個權限，系統(tǒng)管理員、預報分析用戶、信息查詢用戶。系統(tǒng)管理員掌握預報決策系統(tǒng)的管理權限，并可以對整個系統(tǒng)的內容進行修改、添加和刪除，管理員可以通過此模塊控制系統(tǒng)的發(fā)布權、刪除權、表現(xiàn)權等所有事項；預報分析用戶可查詢、調用相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水雨情分析預報，寫入預警信息；信息查詢用戶只能查詢其中內容，不能向數(shù)據(jù)庫中更新、刪除、寫入數(shù)據(jù)。 7 預警子系統(tǒng)：預警信息的發(fā)布主要由各級山洪災害防御指揮部門或者群測群防監(jiān)測點上的監(jiān)測人員通過預警信息傳輸網(wǎng)絡和其它方式完成。根據(jù)預警信息獲取途徑不同，預警發(fā)布權限歸屬不同的防汛負責人（或防汛部門）。建立了基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)的地方，預警發(fā)布權限歸屬其對應的防汛負責人（或防汛部門），即：平臺建立在縣級，預警發(fā)布權限歸縣防汛負責人（或防汛部門）。依靠群測群防進行預警的地區(qū)，預警發(fā)布權限歸屬縣級、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的防汛負責人（或防汛部門）和監(jiān)測員。 8 群防群測組織體系： （1）在縣級設立指揮部，指揮部與縣防汛抗旱指揮部合署辦公，由縣防汛抗旱指揮部統(tǒng)一指揮。 指揮部設政委、指揮長、副指揮長。成員由發(fā)改委、水利、國土、民政、氣象、財政、建設、交通、公安、衛(wèi)生等相關職能部門的負責人組成。 指揮部下設辦公室、5個工作組（監(jiān)測組、信息組、轉移組、調度組、保障組）及應急搶險隊。 （2）在鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）設立山洪災害防御指揮機構，指揮機構設指揮長、副指揮長，成員由水利、國土、民政、氣象、建設、交通、公安、衛(wèi)生等相關職能部門負責人組成。 指揮機構下設監(jiān)測、信息、轉移、調度、保障等5個工作組和應急搶險隊 （3）各行政村設立以村主任為負責人的山洪災害防御指揮機構，各村應成立以基干民兵為主體的應急搶險隊，確定監(jiān)測預警員，并造花名冊報送鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、縣指揮機構備查。 2.5 功能需求分析 2.6 水雨情監(jiān)測系統(tǒng) 2.2.1.1.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.2.1. 2.3.2.1.1. 簡易監(jiān)測站 為擴大水雨情信息的監(jiān)測覆蓋面，在山洪災害防治區(qū)內的村、組設立簡易監(jiān)測站。因地制宜地配置簡易的雨量、水位觀測設施，采用直觀、可行的觀測方法進行水雨情信息的監(jiān)測。 雨量、水位的觀測： (1)雨量觀測 ：為便于觀測員能直觀和方便地觀測雨量，承水器皿可設計為透明的裝置，并根據(jù)區(qū)域內雨情的臨界值或降雨強度，在承水器皿外進行劃分或標注明顯的預警標志。 （2）水位觀測：在岸邊修建簡易的水尺樁，水尺樁可設計為木樁式或石柱型；對于無條件建樁的觀測站，可選擇離河邊較近的固定建筑物或巖石上標注水位刻度；水位觀測尺的刻度以方便觀測員直接讀數(shù)為設置原則，各地應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，以現(xiàn)場標注致災的臨界水位值的方法，作為預警的標準。 通信方式： 簡易監(jiān)測站的設站目的是群測群防。當降雨將可能達到臨界雨量值或水位將可能達到臨界水位值時，觀測員可采用人工傳遞或采用對講機報告給鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村防災負責人，有條件的可采用電話或手機逐級報送到縣級防御指揮部；緊急情況時，可直接向村、組、戶發(fā)出預警。有條件的地方可給觀測員配置對講機、移動電話等。 2.3.2.1.2. 人工監(jiān)測站 對于無條件建設自動監(jiān)測站，但擁有公用通信資源（程控電話、移動通信網(wǎng)）的地區(qū)，按照人工觀測站的技術要求建立相應的水雨情人工監(jiān)測站。采用人工觀測和管理的模式，通過語音或通話報汛進行雨量、水位信息的采集和傳輸。 人工監(jiān)測站采用定時觀測，定時報汛的工作體制，在暴雨天氣狀態(tài)下則加密觀測、增加報汛段次。 雨量、水位觀測： (1)雨量觀測：應配置虹吸式雨量觀測設備；確定設備的安裝方式，設計必要的安裝設施；觀測員按照報汛的要求，以語音或通話方式進行數(shù)據(jù)傳輸。 (2)水位觀測：對于新建的水位站需修建水位觀測尺和觀測道路；觀測員按照報汛的要求，以語音、短信或通話方式進行報汛。 通信方式： 人工監(jiān)測站通常采用語音報汛進行數(shù)據(jù)傳輸，測站需要配備電話線路和電話機，中心站配置語音卡和計算機，實現(xiàn)報汛信息的自動接收、處理和入庫；對不具備電話通信條件但已被移動通信所覆蓋的地區(qū)，測站可配置手機采用移動電話報汛，中心站人工記錄校核后錄入到計算機。 對于沒有公共通信可利用的地區(qū)，可根據(jù)測站距中心站的距離、地形條件，采用短波通信或超短波通信方式報汛。采用短波通信，測站和中心站均需配置短波電臺、天饋線及電源。采用超短波通信測站和中心站均需配置超短波電臺、天饋線及電源，距離較遠或有阻擋時，需建設中繼站進行接力。 2.3.2.1.3. 自動監(jiān)測站 根據(jù)本地區(qū)的通信、經(jīng)濟條件，設立雨量、水位自動監(jiān)測點。采用有人看管，無人值守的管理模式，配置相應的雨量、水位傳感器，以及遙測終端及通信終端設備，實現(xiàn)水雨情信息的自動采集、傳輸。 自動監(jiān)測站采用定時自報、事件加報和召測兼容的工作體制；對超短波組網(wǎng)的自動監(jiān)測站，則采用增量隨機自報與定時自報兼容的工作體制；人工置數(shù)信息應有反饋確認的功能。 雨量、水量觀測： (1)雨量觀測： A雨量觀測場地 ①雨量監(jiān)測站原則上不新建雨量觀測場，已建有雨量觀測場的站，將雨量傳感器放置在雨量觀測場內； ②未建雨量觀測場的站，則利用屋頂平臺予以觀測，但安裝時應注意與建筑物、樹木等障礙物的水平距離為障礙物高度的兩倍。 B雨量傳感器 ① 承雨口口徑：Φ200＋0.6mm； ② 分辨力：當測站為基本雨量站時，年平均降雨量≥800mm的測站采用0.5mm的雨量傳感器，年平均降雨量＜800mm的測站采用0.2mm的雨量傳感器；對于非基本雨量站，南方濕潤地區(qū)可選用1.0mm的雨量傳感器，北方干旱或半干旱地區(qū)可選用0.5mm的雨量傳感器； ③ 測量誤差（準確度）：較大降雨量的誤差采用實測降雨量與其自身排水量相比較的相對誤差檢驗；較小降雨量采用絕對誤差檢驗。不同分辨力的雨量傳感器量測精度詳見表2.4-1 ④環(huán)境條件：工作溫度0℃～＋50℃，工作濕度≤95%（40℃）； ⑤可靠性指標：在滿足儀器正常維護條件下，MTBF≥25000小時。 （2）水位觀測： A水位傳感器選用 各省（自治區(qū)、直轄市）可根據(jù)實際情況選用浮子水位計、壓力水位計和超聲水位計進行水位觀測。對已建有水位自記井且可利用的監(jiān)測站選用浮子式水位傳感器；未建井或不能建井的測站，視河流及水情特點配備壓力式（壓阻式、氣泡式）或超聲式水位傳感器，主要技術指標應滿足： ①分辨率：水位傳感器的分辨率為1cm。 ②測量誤差：95%測點的允許誤差2cm，99%測點的允許誤差3cm。 ③環(huán)境條件：工作溫度-30℃～＋50℃，工作濕度 ＜95%（40℃）。 ④可靠性指標：在滿足儀器正常維護條件下，MTBF≥25000小時。 B水位自記觀測井建設要求 適宜新建水位自記觀測井的測站，應以建設簡易水位自記井為原則。井筒可采用直立式或斜井式，一般可選用水泥管、鋼管、鑄鐵管或PE管；井口直徑應根據(jù)所采用的浮子式水位計及有關水位觀測技術標準進行設計，同時需考慮防淤積的措施。 C氣泡壓力式水位計安裝要求 ①氣泡壓力式水位計應放置在位于基本水尺斷面處的儀器房內，其傳感器感應探頭需設置在水面以下。 ②管道敷設時應沿河岸護坡順坡而下，不能出現(xiàn)負坡，以免感壓管內結露，形成水栓。 ③為解決大變幅水位觀測問題，可結合各站實際情況，分多級敷設壓力感壓氣管或至中水處敷設感應探頭。 通信方式： 自動監(jiān)測站的數(shù)據(jù)傳輸通信，各省（自治區(qū)、直轄市）應根據(jù)當?shù)氐耐ㄐ刨Y源及地形條件因地制宜地選用超短波、GSM短信、GPRS、北斗衛(wèi)星、PSTN通信方式組網(wǎng)。 （1）北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng) 北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星及網(wǎng)管中心、監(jiān)測站、中心站組成，其通信網(wǎng)絡結構示意見圖2.3-1。在北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡中，監(jiān)測站和中心站需配置北斗衛(wèi)星通信終端及天饋線等主要通信設備。 圖2.3-1北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結構示意圖 （2）GPRS通信系統(tǒng) GPRS通信數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡結構示意見圖2.3-2。GPRS接入方式主要有Internet接入、專線接入，可根據(jù)需求選用。采用GPRS通信組網(wǎng)，監(jiān)測站需配置GSM/GPRS通信終端，中心站則根據(jù)接入方式不同，需配置接入Internet的固定IP或專線。 圖2.3-2 GPRS通信組網(wǎng)結構示意圖 （3）程控電話（PSTN）通信 在程控電話（PSTN）通信網(wǎng)中，監(jiān)測站和中心站均需申請一門程控電話，并配置有線MODEM和電話避雷器等主要通信及避雷設備。PSTN通信網(wǎng)設備配置見圖2.3-3。 圖2.3-3程控電話（PSTN）通信設備配置示意圖 （4）超短波通信 在超短波通信網(wǎng)中，測站、中繼站、中心站所必需的主要通信設備為超短波電臺及天饋線、同軸避雷器，其典型的設備配置示意見圖2.3-4。 圖2.3-4超短波通信設備配置示意圖 （5）短信通信 利用短信通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，各地可根據(jù)需求采用點對點通信或申請?zhí)胤枌＞€連接。 用短信通信方式組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，在測站需配置短信通信終端及天線、 SIM卡，中心站則根據(jù)選用的組網(wǎng)方式不同配置短信通信終端及天線、SIM卡或者配置短信專用服務器及專線等，組網(wǎng)結構見圖2.3-5。 圖2.3-5 GSM通信組網(wǎng)結構示意圖 對于有公網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，一般應選用公網(wǎng)進行組網(wǎng)；對于公網(wǎng)未能覆蓋的丘陵和低山地區(qū)，一般宜選用超短波通信方式進行組網(wǎng)；對于既無公網(wǎng)，又無條件建超短波的地區(qū)，則選用衛(wèi)星通信方式；對于重要監(jiān)測站且有條件的地區(qū)盡量選用兩種不同通信方式予以組網(wǎng)，實現(xiàn)互為備份，自動切換的功能，確保信息傳輸信道的暢通。 2.2.3.1. 信息匯集與預警平臺 信息匯集與預警平臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在選擇一個合適的數(shù)據(jù)庫管理平臺的基礎上建立包括實時水雨情數(shù)據(jù)庫、預報預警成果以及氣象數(shù)據(jù)庫、工情數(shù)據(jù)庫、管理數(shù)據(jù)庫和超文本數(shù)據(jù)庫等，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息與服務共享的要求。 建立在省或市、縣等不同行政區(qū)的山洪災害信息匯集與預警平臺對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求不盡相同，因此，可按照各地的具體情況選擇合適的數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)的選型應與當?shù)厮ǖ膰曳姥纯购抵笓]系統(tǒng)水情分中心的數(shù)據(jù)庫選型相一致。對數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)的其它要求可根據(jù)各省、市、縣的實際需求并結合以下幾個方面予以考慮： （1）依照實用的原則和處理的數(shù)據(jù)量大小以及對分布式應用的支持要求，來選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 （2）為實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的實時共享，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具有并發(fā)控制功能。 （3）在選擇專業(yè)數(shù)據(jù)庫時必須考慮數(shù)據(jù)庫設計的難易程度。是否便于系統(tǒng)的維護、開發(fā)、移植；是否有面向用戶的易用的開發(fā)工具，先進的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具將大大減少系統(tǒng)開發(fā)和運行維護的工作量。 （4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫管理和維護的支持程度，也是選擇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個重要的參考指標。主要是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶管理、權限管理、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)傳遞等功能，這些功能將對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性有很大的影響。 （5）選擇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是否有比較配套的開發(fā)工具支持。 （6）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的升級能力。 數(shù)據(jù)庫設計要求： （1）數(shù)據(jù)庫設計內容 信息匯集與預警平臺數(shù)據(jù)庫從內容上可劃分為屬性數(shù)據(jù)庫和圖層空間數(shù)據(jù)庫。 屬性數(shù)據(jù)庫主要包括：水雨情信息數(shù)據(jù)庫、氣象信息數(shù)據(jù)庫、工情信息數(shù)據(jù)庫、經(jīng)濟社會信息庫、災情數(shù)據(jù)庫、單位機構信息數(shù)據(jù)庫、圖形圖像數(shù)據(jù)庫和超文本數(shù)據(jù)庫等。 空間數(shù)據(jù)庫主要包括各省、市或縣區(qū)域圖、行政區(qū)劃圖、流域水系圖、水庫山塘分布圖、報汛站點分布圖、防洪工程布置圖、交通設施圖、安全區(qū)和危險區(qū)分布圖等。 （2）數(shù)據(jù)庫表結構 數(shù)據(jù)庫表結構應按照《國家防汛指揮系統(tǒng)工程》對實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結構、防洪工程數(shù)據(jù)庫表結構等進行設計；其它各類數(shù)據(jù)庫應結合各地的災害特點、實際需要和資料情況，進行合理設計。 2.2.3.2. 信息匯集、信息查詢子系統(tǒng) 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.2.1. 2.3.2.2. 2.3.2.3. 2.3.2.2. 2.3.2.3. 1、信息匯集子系統(tǒng) 信息匯集子系統(tǒng)與信息查詢子系統(tǒng)主要包括監(jiān)測站的實時數(shù)據(jù)接收處理和其它相關部門的共享與交換信息的處理以及各類信息的查詢服務。 根據(jù)平臺接收的數(shù)據(jù)信息特點，數(shù)據(jù)接收處理軟件總體結構設計應滿足如下要求： （1）能實時接收自動監(jiān)測站的水雨情數(shù)據(jù)和工況信息； （2）具有對自動監(jiān)測站進行遠程控制功能； （3）能實時處理接收的數(shù)據(jù)信息，并分類存入數(shù)據(jù)庫中； （4）具有數(shù)據(jù)查詢與維護功能； （5）具有人工數(shù)據(jù)的錄入功能； （6） 軟件運行環(huán)境支持中文Win2000/中文WinXP等操作系統(tǒng)。 2、信息查詢子系統(tǒng) 為了實現(xiàn)對山洪災害監(jiān)測信息的訪問、查詢和比較，需要開發(fā)與之配套的查詢系統(tǒng)。針對山洪災害防御的實際需求和信息的查詢方便，結合現(xiàn)代信息處理技術、網(wǎng)絡技術和GIS技術，在水雨情信息、氣象信息、工情信息、災情信息、山洪災害防治預案、規(guī)章制度等多種信息一體化集成基礎上，提供對數(shù)據(jù)庫水雨情、氣象基礎數(shù)據(jù)、工情、災情的查詢、檢索及分析對比功能。 系統(tǒng)開發(fā)要求： （1）以數(shù)據(jù)庫為接口，進行數(shù)據(jù)查詢軟件的設計和開發(fā)，查詢結果應采用表格、圖形等方式進行展示。 （2）信息查詢軟件具有通用性，信息的范圍、內容能夠實現(xiàn)自定義。 （3）具有強大的信息輸出和表現(xiàn)功能。除具備基礎信息、水情信息、雨情信息、統(tǒng)計信息和分析信息數(shù)據(jù)表現(xiàn)外，還具備圖形化查詢功能，如：過程線、柱狀圖等多種方式展示，展示方式可由用戶選擇。 （4）對整編信息能分時段查詢，如：可以進行年、月、旬、日等時段的查詢和統(tǒng)計值的查詢。 （5）豐富的系統(tǒng)頁面可以對數(shù)據(jù)進行分析、比較，具有生成各項統(tǒng)計報表的功能和打印功能。 （6）軟件可采用B/S和C/S兩種結構相結合的模式開發(fā)，為了獲得較好的系統(tǒng)運行效率，有條件的建議采用B/S方式來組織軟件體系，同時充分利用C/S結構的優(yōu)點，系統(tǒng)的部分輔助性的功能使用C/S結構實現(xiàn)。沒有條件的可采用C/S體系結構。 設計內容和功能要求： 2.2.3.3. 預報決策子系統(tǒng) 2.2.3.3.1. 水雨情分析預測模塊 對于有水文資料的流域，可以利用已有水文資料采用常規(guī)的方法編制預報方案。但對于大部分小流域而言，水文站點稀少，水文資料缺乏，因此可以采用以下幾種預報方法： （1）降雨徑流預報方法 產(chǎn)流根據(jù)各地實際情況可采用折減系數(shù)（徑流系數(shù)）、降雨徑流關系、初損后損等方法計算。 匯流根據(jù)山洪溝的實際情況，可采用單位線（經(jīng)驗單位線、瞬時單位線、綜合單位線）、匯流系數(shù)（曲線）等方法計算。 有條件時可利用DEM和GIS提取的山洪災害防治區(qū)小流域的特征，建立分布式洪水預報模型。 （2）上下游水位（流量）相關法 對于上、下游有水位（文）站的河流，則可運用歷史水位、流量資料，建立上游水位、流量和下游水位、流量相關關系。對于上游有水位（文）站，下游（或災害點上游）沒有水位（文）站的河流，但下游可以調查到較大洪水的洪峰水位，則可利用上游的實測水文資料和下游的調查資料，建立上下游水位相關關系，編制水位相關預報方案。 （3）雨量水位（流量）相關法 對于流域面積小、匯流時間短的山洪溝，根據(jù)實測或調查的降雨量和災害點上游實測或調查的水位（流量）資料建立流域降雨與災害點上游的水位（流量）相關關系，編制預報方案。 （4）比擬法 對于無水文資料的山洪溝，可借用臨近水文氣象和地理條件相似流域的預報方案，必要時對相關參數(shù)進行適當調整。在收集到水文氣象資料以后，修訂相關參數(shù)或重新編制預報方案。 以上編制的預報方案，在有實測資料或有新的調查資料后應及時進行修編和重新編制。 2.3.2.3.1. 預警信息生成模塊 1、預警指標 發(fā)的預警指標是指觸發(fā)山洪災害的雨、水情臨界值。山洪災害預警條件、預警時間以是否接近、達到、超過臨界雨量和成災水位（流量）為主要的依據(jù)。預警指標的確定，需要分析利用現(xiàn)有歷史災害、雨量、水位（流量）資料，通過分析計算得到，缺乏資料的山洪災害地區(qū)可以采用內插法、比擬法、山洪災害實例調查法、災害與降雨頻率分析法等方法確定本地區(qū)的臨界雨量、成災水位（流量）。 （1）臨界雨量分析計算 一般情況下，南方濕潤地區(qū)年降雨量大的地區(qū)，臨界雨量較大，北方干旱地區(qū)年降雨量小的地區(qū)，臨界雨量較小。但各災害點因地質、地形、氣候等條件不同臨界雨量差異較大，各地區(qū)應根據(jù)當?shù)亟涤晏攸c，利用現(xiàn)有資料分析計算確定各災害點的臨界雨量。隨著資料的積累及災害的發(fā)生，臨界雨量應不斷進行校核與修訂。 （2）成災水位（流量）分析計算 對于已布設水位站或水文站的災害點，只需要將歷史上發(fā)生的所有山洪災害對應的水位（流量）進行統(tǒng)計，其最小值就是成災水位（流量）初值，根據(jù)災害點的地形資料確定成災水位（流量）。對于過去未設但擬布設水位或水文站，站址對應災害點的成災水位（流量）可由災害點的成災水位（流量）換算得到。換算方法一般可采用水面比降法、河道比降法等。設站以后，根據(jù)水文觀測資料對成災水位（流量）進行校核與修訂。 2、預警信息編制 根據(jù)實時水雨情、水文氣象預報信息及預警指標，決定是否編制預警信息。山洪災害預警等級一般分為三級。具體內容如下： （1）Ⅲ級警報 當預報有強降雨發(fā)生，降雨可能接近或達到臨界雨量，或者預報水位（流量）可能接近或達到成災水位（流量），將可能發(fā)生山洪災害時，編制Ⅲ級預警信息。 （2）Ⅱ級警報 當已有強降雨發(fā)生，預報降雨可能達到臨界雨量，降雨還將持續(xù)，或者預報水位（流量）可能達到成災水位（流量），山洪災害即將發(fā)生時，編制Ⅱ級預警信息。 （3）Ⅰ級警報 當已有強降雨發(fā)生，實測降雨接近或達到臨界雨量，且前期降雨量接近山洪形成區(qū)土壤飽和含水量，預報降雨將持續(xù)，實測水位（流量）接近或達到成災水位（流量），水位（流量）仍在上漲，將發(fā)生嚴重山洪災害時，編制Ⅰ級預警信息。 3、系統(tǒng)維護和管理 針對現(xiàn)有的水雨情數(shù)據(jù)、預報方案、災情數(shù)據(jù)、預警指標等進行系統(tǒng)維護和管理，對數(shù)據(jù)進行編輯、錄入及各類參數(shù)設定等。 （1）水雨情數(shù)據(jù)維護 山洪災害防治區(qū)實時雨量監(jiān)測信息，各中小流域、中小型水庫水位、流量實時監(jiān)測信息，是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐和運行基礎，建立水雨情數(shù)據(jù)的維護模塊以對這些信息進行簡單的錄入、數(shù)據(jù)的編輯及對數(shù)據(jù)的檢查和分析，能有效的保證數(shù)據(jù)的正確性和合理性。 （2）預報方案管理 為不同的地區(qū)指定相應的預報方案并存入方案庫，同時為各預報方案設定初始的模型計算參數(shù)，建立預報方案管理維護模塊和模型參數(shù)維護模塊，方便不同地區(qū)之間的預報方案管理。 （3）預警指標設置 設置預警指標，對觸發(fā)山洪災害的雨、水情臨界值進行維護和管理，制定各地區(qū)的臨界雨量表、成災水位（流量）表。建立預警指標數(shù)據(jù)庫，隨著資料的補充和系列的延長，對預警指標進行補充、更新等。 （4）權限管理 系統(tǒng)對用戶名和密碼等資料可進行添加、刪除和維護，并對不同用戶實行分級管理。具有系統(tǒng)管理員身份才能對系統(tǒng)進行維護管理。 預報決策子系統(tǒng)用戶分三級進行管理：系統(tǒng)管理員、預報分析用戶和信息查詢用戶。山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)平臺所在地（省、市、縣）設置系統(tǒng)管理員權限和預報分析用戶；其他用戶為信息查詢用戶。 為保證系統(tǒng)運行安全，系統(tǒng)管理員掌握預報決策系統(tǒng)的管理權限，并可以對整個系統(tǒng)的內容進行修改、添加和刪除，管理員可以通過此模塊控制系統(tǒng)的發(fā)布權、刪除權、表現(xiàn)權等所有事項；預報分析用戶可查詢、調用相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水雨情分析預報，寫入預警信息；信息查詢用戶只能查詢其中內容，不能向數(shù)據(jù)庫中更新、刪除、寫入數(shù)據(jù)。 2.2.3.4. 預警子系統(tǒng) 1、預警信息發(fā)布 （1）預警發(fā)布權限 根據(jù)預警信息獲取途徑不同，預警發(fā)布權限歸屬不同的防汛負責人（或防汛部門）。 建立了基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)的地方，預警發(fā)布權限歸屬其對應的防汛負責人（或防汛部門），即：平臺建立在縣級，預警發(fā)布權限歸縣防汛負責人（或防汛部門）。 依靠群測群防進行預警的地區(qū)，預警發(fā)布權限歸屬縣級、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的防汛負責人（或防汛部門）和監(jiān)測員。 （2）預警發(fā)布內容 預警發(fā)布內容包括：暴雨洪水預報信息，暴雨洪水監(jiān)測信息，水庫及山塘水位監(jiān)測信息，降雨、洪水位是否達到臨界值，流量監(jiān)測信息預警信息等級等。 （3）預警信息發(fā)布對象 預警信息發(fā)布對象為可能受山洪威脅的城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、居民點、學校、工礦企業(yè)等。根據(jù)預警等級確定不同的發(fā)布對象。 （4）預警發(fā)布方式 預警發(fā)布方式分為通信網(wǎng)絡暢通下的預警發(fā)布方式和無通信網(wǎng)絡（或通信網(wǎng)絡中斷）下的預警發(fā)布方式兩種情況。建立短信預警發(fā)布平臺和電話傳真預警發(fā)布平臺，在規(guī)定的條件下自動發(fā)送山洪災害預警信息。 通信網(wǎng)絡暢通時，預警信息發(fā)布單位或責任人利用internet公網(wǎng)、語音電話、手機通話、手機短信、傳真、有線電視、廣播等及時向下發(fā)布預警信息，各級根據(jù)接收的預警信息，按照預案采取相應的措施。 在無通信網(wǎng)絡（或通信網(wǎng)絡中斷）時，根據(jù)當?shù)仡A警設備配置情況和山洪災害危險情況，按照預案中事先確定的報警信號，利用發(fā)送信號彈、鳴鑼、啟動報警器和無線廣播、高音喇叭喊話等方式，向災害可能威脅區(qū)域發(fā)送警報。 短信預警發(fā)布平臺提供短信群發(fā)功能，能向列表中的各級主管領導、責任人自動發(fā)送山洪災害預警短信。 電話傳真預警發(fā)布平臺能自動向列表中的各個單位傳送山洪災害預警信息或調度指示文件等，克服人工撥號打電話、發(fā)傳真，費時易出差錯的問題。 （5）預警信息發(fā)布軟件開發(fā) 預警信息發(fā)布軟件主要完成預警信息的處理和發(fā)布。為了獲得較好的系統(tǒng)運行效率和方便使用，有條件的地區(qū)建議采用B/S體系結構、并充分利用C/S結構的優(yōu)點進行開發(fā)，沒有條件的地區(qū)可采用C/S體系結構開發(fā)。 預警信息發(fā)布軟件開發(fā)要求如下： ① 能提供電話、短信、廣播通知自動發(fā)布功能，可實現(xiàn)預警信息自動傳真群發(fā)布、短信發(fā)送和廣播通知等。 ② 軟件開發(fā)應基于省、市、縣山洪災害數(shù)據(jù)匯集及預警平臺，利用山洪災害預警平臺統(tǒng)一設計的數(shù)據(jù)庫結構。 ③ 系統(tǒng)要求做到界面清晰，接口標準，操作簡單。 2、預警信息通信方式 根據(jù)山洪災害的特點，可用于預警信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞接须娨暋V播、Internet網(wǎng)絡、電話、傳真、移動通信、短信、報警器、鑼鼓號等，各地可根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟狀況、現(xiàn)有通信資源條件以及各種通信方式的適用性，并考慮山洪災害預警信息傳輸?shù)臅r效性和緊急程度，選用適宜的通信方式組建山洪災害預警信息傳輸通信網(wǎng)。 為保障預警信息能及時發(fā)布到鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組、戶，有條件的縣與鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）應盡可能建立雙信道的通信網(wǎng)絡，以保證一種信道通信中斷時預警信息能夠順利傳遞。 （1）固定時間發(fā)布的預警信息，接收的對象主要是公眾，應充分考慮通信覆蓋面，綜合選擇多種方式同時發(fā)布，可選擇電視、廣播、短信、自動傳真等與群眾生活聯(lián)系緊密的通信平臺。 （2）不定時的山洪災害警報信息，時效性要求比較強，通過電話、移動電話等直通方式進行通信。對于特別緊急的情況，警報傳輸通信必須各種方式并用。當公共通信（固定電話、移動電話）均遭山洪破壞而失效時，有條件的地區(qū)可采用衛(wèi)星通信方式進行應急通信。 （3）對于公共通信條件較好、且運行維護費用有保障的地區(qū)可綜合運用固定電話、移動通信通話和短信、傳真、internet網(wǎng)絡、有線電視和廣播警報系統(tǒng)的多種方式。 （4）山高、地形復雜、人口密度低、缺乏電力供應的山丘區(qū)，電話、傳真、internet網(wǎng)絡等發(fā)布方式都難以實現(xiàn)，或者山洪災害造成這些信息發(fā)布方式都中斷時，可采用短波通信或超短波通信進行預警信息傳輸。 （5）對于沒有公共通信條件，人口居住比較分散的偏僻山村，可以通過廣播、喇叭、鑼鼓、報警器、煙火、人力等根據(jù)已設定的預警信號發(fā)布預警信息。 第三章 總體設計 3.1 總體設計目標 山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測系統(tǒng)和預警系統(tǒng)。為更好地發(fā)揮系統(tǒng)的防災減災作用，還需建立群測群防的組織體系，加強宣傳培訓。 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測站網(wǎng)布設、信息采集、信息傳輸通信組網(wǎng)、設備設施配置等。鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村自身預警的監(jiān)測設施，一般以簡易的為主；縣級以上可根據(jù)經(jīng)濟狀況和山洪災害特點，布置有一定技術含量、實用、先進、自動化程度較高的設施。匯入山洪災害防治信息匯集及預警平臺的水雨情監(jiān)測信息以縣級以上的自動遙測信息為主，群測群防水雨情監(jiān)測信息以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村簡易觀測信息為主。根據(jù)我國山洪災害范圍廣、成因復雜的特點，要加密現(xiàn)有水文氣象部門的監(jiān)測站網(wǎng)，以控制水雨情，及時發(fā)布預警信息。 山洪災害預警系統(tǒng)由基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)和山洪災害群測群防預警系統(tǒng)組成?；谄脚_的山洪災害防御預警系統(tǒng)中的山洪災害防治信息匯集及預警平臺是該預警系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理和服務的核心，主要由信息匯集子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)組成；基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)主要由信息匯集子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)、預報決策子系統(tǒng)和預警子系統(tǒng)組成，在縣級以上防汛指揮部門建立，山洪災害嚴重的區(qū)域應建立該系統(tǒng)，以獲取實時水雨情信息，及時制作、發(fā)布山洪災害預報警報；系統(tǒng)一般要求具有水雨情報汛、氣象及水雨情信息查詢、預報決策、預警、政務文檔制作和發(fā)布、綜合材料生成、值班管理等功能，并預留泥石流、滑坡災害防治信息接口。群測群防預警系統(tǒng)包括預警發(fā)布及程序、預警方式、警報傳輸和信息反饋通信網(wǎng)、警報器設置等；預警信息、預警方式、預警信號等應根據(jù)各地的具體條件，因地制宜地確定，預警方式、預警信號應簡便，且易于被老百姓接受。 群測群防的組織體系主要包括建立縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組、戶五級山洪災害防御責任制體系，明確縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組防御山洪災害的組織機構、人員設置、職責等。通過建立群測群防責任制組織體系，保障縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組、戶防災信息上傳下達暢通，監(jiān)測、預警、避災措施落實。 宣傳培訓包括防災知識的普及，防災準備，監(jiān)測、警報設施的維護和操作，預案的宣傳、演練等。 3.2 總體設計原則 (1)可靠性：系統(tǒng)應保證長期安全地運行。系統(tǒng)中的硬軟件及信息資源應滿足可靠性設計要求。 (2)安全性：系統(tǒng)應具有必要的安全保護和保密措施，有很強的應對計算機犯罪和病毒的防范能力。 (3)容錯性：系統(tǒng)應具有較高的容錯能力，有較強的抗干擾性。對各類用戶的誤操作應有提示或自動消除的能力。 (4)適應性：系統(tǒng)應對不斷發(fā)展和完善的統(tǒng)計核算方法、調查方法和指標體系具有廣泛的適應性。 (5)可擴充性：系統(tǒng)的硬軟件應具有擴充升級的余地，不可因硬軟件擴充、升級或改型而使原有系統(tǒng)失去作用。 (6)實用性：注重采用成熟而實用的技術，使系統(tǒng)建設的投入產(chǎn)出比最高，能產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 (7)先進性：在實用的前提下，應盡可能跟蹤國內外最先進的計算機硬軟件技術、信息技術及網(wǎng)絡通信技術，使系統(tǒng)具有較高的性能指標。 (8)易操作性：貫徹面向最終用戶的原則，建立友好的用戶界面，使用戶操作簡單直觀，易于學習掌握。 3.3 總體邏輯架構設計 由于山洪預見期短、致災快，因此為有效防御山洪災害，需特別加強縣級以下行政區(qū)的防災工作。根據(jù)我國目前縣級以下行政區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展狀況、技術水平、防災特點以及各級防汛部門在防災中的作用，提出以下三種監(jiān)測預警系統(tǒng)建設基本模式： 模式一：在縣級行政區(qū)建立基于平臺的山洪災害預警系統(tǒng)，省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村等各方面的山洪災害防治相關信息匯集于平臺，縣級防汛部門根據(jù)系統(tǒng)信息，及時發(fā)布預報、警報。同時縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組建立群測群防的組織體系，開展監(jiān)測、預警工作。 這種模式適宜于山洪災害嚴重，縣級防汛部門有能力建立山洪災害防治信息匯集及預警平臺，省、市、縣信息實現(xiàn)共享，縣級防汛部門能制作山洪災害預報警報的縣級行政區(qū)。 模式二：縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組建立群測群防的組織體系，依靠縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組的監(jiān)測設施，結合省級、市級防汛部門的信息、