吉林省水文監測及洪水預報綜合平臺系統研發

趙晶東 ，許冬梅

（1. 吉林省水文水資源局，吉林 長春 130022；2. 吉林省水文水資源局長春分局，吉林 長春 130022）

0 引言

由于水文業務的實時性，吉林省水文系統的信息化程度急需提高，為了全面加強吉林省水文監測及洪水預報服務能力的建設，切實將水文水資源綜合信息集中在統一的信息平臺上，吉林省水文水資源局提出建設“吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺建設工程”，以提升吉林省水文監測及預報服務水平，滿足現代水文業務的需求，為水利事業建設、社會經濟發展提供高效可靠的水文信息支撐。

吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺（以下簡稱平臺）的研發，是為了整合全面的水文信息，集成現有和將有的全部水文業務軟件，為水文業務人員提供全部所需的業務信息源和相關操作處理模塊，推進吉林水文的信息化建設。在此平臺上，決策者們可以更直觀地獲得決策所需的常規水文信息，也可以通過平臺視察水文及水資源等情勢的實時變化情況，掌握最新動態和變化趨勢，為防汛抗旱決策提供及時、準確的信息支撐。各級業務人員通過統一的信息化平臺進行水文業務操作，替代或部分替代傳統的紙質辦公方式，使水文業務中各種決策及報告的上傳下發的速度得到提升，提高水文系統的辦公效率和決策指令的及時性。充分考慮水文業務中的預警預報工作，通過信息化平臺自動計算相關數據，及時提醒值班人員，并能通過短信郵件等形式快速通告，實現預警預報自動化、常態化，使水文信息對人民群眾的生產生活起到實質性的作用，全面提升水文行業的服務能力。

1 吉林省水文測報能力現狀

吉林省水文系統共有 1807 處水文站點，其中，107 處水文站，14 處水位站，284 處委托雨量站，4 處徑流實驗站，1285 眼地下水觀測井，113 個水質監測斷面。已建成入網的雨量遙測站 397 處。在建中小河流水文監測系統規劃建設雨量站 1649 處，水文站 80 處，水位站 87 處。以上各類站點分布在松花江、圖們江、鴨綠江、遼河、綏芬河等 5 大流域的江河上。

水文工作是國民經濟建設和社會發展中的基礎，負責水文水資源、水環境監測和行業管理等工作。只有充分利用現代化信息技術和水文信息資源，提高水文信息資源的應用水平和共享程度，才能進一步提升水文行業的技術和管理水平，適應和滿足國民經濟建設、社會發展和新時期治水思路對水文行業的新要求。水文信息化，不僅是物質基礎、技術手段的信息化，更是思維、思想方式的信息化。

2 吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺建立

2.1 平臺結構設計

吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺采用B/S[1-5]和 C/S 模式設計，總體采用 B/S 模式實現訪問，部分功能采用 C/S 模式，部分功能采用后臺服務模式實時運行，地圖數據以 WebGIS 方式訪問，用戶使用瀏覽器能夠完成所有操作。

整體建設分為采集、傳輸、數據、應用支撐、應用系統、監視預警 6 個部分。在這 6 個部分的基礎上以“四臺一庫”的平臺整體支撐結構，“四臺”是指提供 4 個支撐平臺為水文綜合信息平臺提供全方位支撐，包括數據、地理信息、應用、移動 4 個支撐平臺；“一庫”是將廣義的水文數據甚至氣象、多媒體數據等都集中在統一的數據標準體系下，實現數據統一標準、管理。

采集部分提供水文的基礎、實時、監測、經濟效益等信息；傳輸部分提供中心到測站、中心各部門間，以及各級水文局間的網絡通信；數據部分包括雨水情、水質、水資源、空間等專業數據庫，通過數據交換系統完成跨庫和系統的數據共享，并提供和國土、氣象部門，以及省流域和中央的數據共享和交換；應用支撐部分提供通用的應用、基本的工作流、GIS 等服務；應用系統部分提供監視預警、雨水情、墑情、地下水、水環境等信息及信息發布；監視預警部分提供綜合預警，以及各個專業的監測信息的實時預警。

水情、墑情、水資源、水環境模塊提供相關的專業數據的維護查詢及報告生成等功能，針對不同業務，提供不同的功能模塊支持。吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺如圖 1所示。

2.2 平臺監視預警系統

吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺業務系統，部署于省水文局，面向全省社會公眾及下級水文單位提供服務。根據系統面向的用戶及功能，分為水文綜合監視預警、水情信息服務、防汛抗旱決策支持、水文測驗管理、旱情監測與分析、水環境監測評價、地下水監測與服務、水文站網管理、遙測站運行維護管理、水文資料整編管理、水情視頻監控等 11 個子系統。

水文監測預警系統可以對吉林省可能發生或者正在發生的汛情、險情、災情進行實時動態監測，全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性，對減少洪水災害、緩解防洪壓力、保障人民生命財產安全具有重要作用，因此預警監視系統的重要性不言而喻，為此著重分析預警監視系統。

平臺預警監視系統[6-9]，在 GIS 平臺上，展現各種告警信息，并對主要水文業務實現滾動監視。所有業務系統都在此提供操作接口，形成一個統一平臺。系統根據 LDAP（輕量目錄訪問協議）中定義的用戶權限信息，開放相應的服務，同時為將來新的業務系統，提供方便的擴展接口。

圖1 吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺圖

系統根據當前實時降雨、水位、水環境、水資源等信息，以方便快捷、直觀醒目、圖文并茂的方式，實時監視，具有自動報警顯示的功能。

預警系統實現對實時雨水情、流域實時預警情況的監控，當出現嚴重汛情時，通過預先設定的時段雨量、河道水庫水位的報警值，自動根據設定的條件判斷是否產生報警。利用推送技術在地圖上以閃爍、動態文字、聲音等方式提示預警，用戶可以及時獲取出險地點的位置和相關信息。

2.2.1 雨情信息系統

實時雨情監視可分別按照累計、時段、日雨量進行監視，并且在 GIS 平臺展示時根據各個站點降雨量的量級（可配置）用不同顏色區別顯示。其中按累計雨量實時監視顯示各雨量監測站早晨 8 時以來（可自定義）的降雨量；按時段監視可查詢顯示區域時段內的雨量、平均雨量、最大雨量、各站降雨過程柱狀圖及數據表，并顯示所查詢區域的雨量站總數、雨量強度統計等；顯示查詢全區域降雨等值線、面圖。

2.2.2 水情信息系統

實時顯示各水文站當前水位[10]、流量變化趨勢，超警戒、保證情況等，并提供當前水位示意圖；顯示選定區域內任意時段的各站水位、水勢、流量，超警戒、保證情況，以及顯示水位、流量過程線等。

實時顯示各水庫當前水位、水位變化趨勢、超汛限情況等，并提供當前水位示意圖；顯示選定區域內任意時段的各水庫水位、水勢、超汛限情況、壩高等，以圖形方式顯示水位、流量過程線。

2.2.3 墑情信息系統

根據土壤含水量判斷干旱程度，在 GIS 地圖上，通過不同顏色區分顯示，通過墑情分布等值面圖在地圖上宏觀監視全省墑情的變化情況，通過指定查詢得到的數據列表監視具體某個測站的墑情變化過程。

2.2.4 水質信息系統

根據 GB3838－2002《地表水環境質量標準》，在地圖上對各測站進行標注，針對超標項目采用不同顏色字體進行提醒。將地表水水質評價以 Ⅲ 類地表水標準值作為水體是否超標的限值，實時監視水環境超標的測站。

2.2.5 地下水信息系統

根據 DZT0133-94《地下水動態監測規程》，對吉林省內地下水各項指標進行實時監測預警，并依托GIS 平臺在省地理信息范圍內實時展示監視成果。

2.2.6 視頻信息系統

利用水情視頻監控系統的視頻數據，基于電子地圖實現某重點站點的視頻信息實時監視，可以清晰地展現河段上下游監控的狀態，方便管理視頻信息，做到指哪里監控哪里，用哪里調度哪里。更加及時地掌握河流的即時信息，為防汛抗旱指揮提供視頻信息支持。

2.2.7 水情信息服務系統

水情信息服務系統以 GIS 展示為基礎，利用數據庫和網絡等技術進行空間與雨水情數據的存儲、處理、檢索、查詢，在空間與雨水情數據支持下，實現水情信息監視和自動預警的軟件系統涵蓋了從值班到預警再到會商的全部水情服務。

水情信息服務系統主要分為水情值班、水情查詢、中小河流監控、山洪預警、洪水預報、水情會商、資料整編和國際報汛等子系統。

2.3 水文信息公眾服務網

水文信息公眾服務網是針對社會公眾實時發布水文、水環境、水資源、地下水、水情等信息的公共服務網站。依托現有的水文網站，整合數據資源，提供數據共享，適當增加功能、欄目及圖形化界面，主要為發布水文基本知識，發布天氣預報、衛星云圖等氣象信息，提供針對公眾的基于二維地圖的實時雨水情、水質、突發事件及預警等的信息，以滿足不同用戶對信息資源的需求。在現有的省局對外信息公眾網基礎上改造，加入實時雨水情、旱情、水環境、地下水等信息發布模塊，每個模塊都適用于自動兼手動發布，發布內容除自身業務內容外還包括該業務的預警預報信息。

通過監視預警系統的建設開發，可顯著改善吉林省水情監測預警水平，提高水文信息化及現代化程度；重點加強預警預報系統建設，提高洪旱災害預測預報能力，逐步使吉林省的水情工作重點由情報工作向預警預報工作轉變；提高信息集中化程度，整合各部門現有分散孤立的信息資源到統一的綜合信息平臺上，從而提高信息共享程度。同時業務服務范圍進一步拓展，針對地下水監測、水環境監測、水資源管理、站網管理等方面積極開展相關平臺應用軟件開發，通過信息化建設逐步帶動水情相關服務職能的提升，轉變工作理念，提高對外服務能力，推進吉林省水文信息化及現代化建設工作。

3 結語

由于吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺的建設涉及廣泛，覆蓋了整個水文水資源業務，同時還包括與其他部門的協調（如氣象信息共享等）、規范的制定、安全體制的制定、支撐平臺的建設、系統軟件的開發、機房建設的設備選型、安裝調試、系統集成等多個環節，建設周期為 18 個月。已于 2013 年汛期前完成中心機房基礎環境，水文信息公眾服務網，以及水文綜合預警監視、水情信息服務、水文站網管理、遙測站運行維護管理、移動應用、水文視頻監控等系統的建設，在 2014 年6 月前將完成旱情監測與分析系統、水環境監測評價系統、地下水監測與服務系統、綜合辦公平臺的建設，以及水文測驗、水文資料整編管理系統的建設，并且完成所有系統間的集成工作。

通過吉林省水文監測及洪水預報綜合服務平臺的建設，可實現省水文局與水文分局或水情分中心對站網的分級管理，實現信息共享，滿足站點管理信息的數字化、可視化等要求，保證站點信息的時效性和一致性，具備水文應急測報信息支持功能。站網管理系統為優化水文站網布設，提高站網管理水平，提供迅速、全面的信息支持。在發生突發性公共水事件時，可迅速提供事件所在地的江河流域情況、附近監測站點及監測數據信息、水利工程情況等，為開展應急測報提供服務，使吉林省水文站網管理水平上一個新臺階。

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