程洪波

[摘要] 介紹泉州市旱情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、信息采集終端、系統(tǒng)旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件。

[關(guān)鍵詞] 旱情 監(jiān)測系統(tǒng)

2005年，在福建省水利廳和福建省防汛辦的大力支持下，泉州市作為全省試點(diǎn)，率先開展旱情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)。該監(jiān)測系統(tǒng)由信息采集終端和旱情管理信息系統(tǒng)兩部分組成，信息采集終端包括14個(gè)固定旱情采集站和2個(gè)移動(dòng)旱情監(jiān)測站，旱情管理信息系統(tǒng)主要包括旱情信息接收系統(tǒng)和旱情管理信息系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

旱情監(jiān)測系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)終端和旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件二部分組成。各組成部分在分系統(tǒng)中所處位置和相互關(guān)系如下圖所示。

2 系統(tǒng)功能

2.1 省中心、市分中心可以隨時(shí)接收數(shù)個(gè)遙測站點(diǎn)發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析檢錯(cuò)和預(yù)處理、存儲(chǔ)。

2.2 把遙測信息形成原始數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)，報(bào)文分解、檢錯(cuò)、分類處理以及向本地定時(shí)裝載數(shù)據(jù)庫。

2.3 可以隨意增減測站的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理功能。

2.4 通過計(jì)算機(jī)處理，顯示打印各類各種實(shí)時(shí)、歷史的墑情、蒸發(fā)、地下水位過程線、圖形及報(bào)表。

2.5 遙測終端有本地存儲(chǔ)功能和預(yù)留擴(kuò)展接口。

3 信息采集終端

監(jiān)測系統(tǒng)主要由硬設(shè)施建設(shè)和軟設(shè)施建設(shè)兩部分組成。

硬設(shè)施建設(shè)包括省旱情信息分析中心的旱情接收系統(tǒng)設(shè)備和泉州市旱情分析分中心的旱情接收系統(tǒng)設(shè)備、14個(gè)固定旱情采集站設(shè)備與2個(gè)移動(dòng)旱情監(jiān)測設(shè)備建設(shè)，形成土壤墑情、蒸發(fā)、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、地下水測報(bào)站的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架，野外的固定遙測站點(diǎn)為無人值守站，能全天候工作，其功能如下：

3.1 對(duì)旱情的監(jiān)測方式是：分別對(duì)3層土壤含水率進(jìn)行監(jiān)測，采用土壤、濕度計(jì)分3層安置探頭進(jìn)行監(jiān)測。

3.2 對(duì)地下水位、蒸發(fā)量、氣溫的監(jiān)測方法是：當(dāng)有地下水位蒸發(fā)發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行累加存儲(chǔ)，每增加一個(gè)設(shè)定量時(shí)通過通信設(shè)備發(fā)送到中心站，實(shí)時(shí)采集、傳輸、接收各遙測站點(diǎn)的信息。

3.3 具有自動(dòng)“握手”機(jī)制。即當(dāng)遙測站根據(jù)被測參數(shù)的增量變化或定時(shí)時(shí)間間隔，自動(dòng)采集并報(bào)送數(shù)據(jù)給控制中心后，能夠自動(dòng)接收來自數(shù)據(jù)通信網(wǎng)通信協(xié)議的應(yīng)答信號(hào)，以確認(rèn)本次數(shù)據(jù)通信準(zhǔn)確無誤；若遙測站在給定時(shí)間內(nèi)未接收到應(yīng)答確認(rèn)，則自動(dòng)重發(fā)，確?，F(xiàn)場報(bào)送數(shù)據(jù)不丟失。

3.4 具有高可配置性和兼容性。

3.5 高性能、高可靠的遙測系統(tǒng)具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)通信協(xié)議，以確保數(shù)據(jù)通信的可靠性，確保系統(tǒng)具有自動(dòng)信道偵聽、碰撞檢測和碰撞自動(dòng)重發(fā)、擁塞調(diào)度等功能；具有自動(dòng)抵御外部干擾的手段；具有自動(dòng)查錯(cuò)和糾錯(cuò)功能，具有遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程設(shè)置等遙測系統(tǒng)必備功能。

3.6 為能夠長期、特別是在暴雨洪水等惡劣天氣條件下可靠地工作，選擇的設(shè)備具有較高的性能指標(biāo)，具有良好的防雷能力。

3.7 支持休眠喚醒工作方式，可編程的電源管理功能，達(dá)到降低測站功耗的目的，預(yù)留擴(kuò)展接口和本地存儲(chǔ)。

3.8 監(jiān)測站具有雙信道通信模式，以GPRS為主通信模式，GSM通信為備用信道。

3.9 采集終端自動(dòng)采集并發(fā)送數(shù)據(jù)。

監(jiān)測工程建設(shè)內(nèi)容中的軟設(shè)施建設(shè)包括對(duì)9個(gè)縣級(jí)防辦的農(nóng)業(yè)旱情信息采集、發(fā)送、分類進(jìn)行格式化和標(biāo)準(zhǔn)化，完成農(nóng)業(yè)災(zāi)情信息采集、轉(zhuǎn)發(fā)和加工處理，并與其他信息系統(tǒng)融合。

4 旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件

根據(jù)省、市兩級(jí)抗旱指揮部門的實(shí)際需要，由省、市旱情信息分析中心對(duì)收集的旱情信息進(jìn)行處理，并建立各種類型的數(shù)據(jù)庫，提供旱情分析、預(yù)報(bào)、水資源調(diào)度、災(zāi)情評(píng)估、綜合服務(wù)等方面的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面抗旱各個(gè)環(huán)節(jié)的決策支持。利用已建的連接省、市（縣）兩級(jí)防辦的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)，省、市（縣）兩級(jí)防辦和省抗旱信息中心建立的局域網(wǎng)，將任務(wù)通信、文件傳輸?shù)葘?shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息傳輸與共享。旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件有如下功能：

4.1 實(shí)時(shí)接收旱情監(jiān)測站的墑情、雨水情、氣溫、風(fēng)情等旱情信息；

4.2 提供省市兩級(jí)抗旱工作所需要的實(shí)時(shí)信息和基本信息查詢，實(shí)現(xiàn)信息共享；

4.3 在基礎(chǔ)旱情資料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)旱情預(yù)測和旱情分析，為抗旱決策提供科學(xué)依據(jù)；

4.4 通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全省抗旱統(tǒng)計(jì)資料的綜合統(tǒng)計(jì)查詢和多級(jí)上報(bào)。

4.5 采集的雨情、墑情、氣象數(shù)據(jù)進(jìn)入空間數(shù)據(jù)庫，用不同顏色顯示監(jiān)測地域最新的六個(gè)旱情等級(jí)的空間分布，顯示旱情站位置及最新墑情。

4.6 旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件分成測站、農(nóng)業(yè)、水系、水利工程、行政、交通、土壤等多個(gè)數(shù)據(jù)層面，可以分層或選擇幾個(gè)層面迭加顯示，以提取各類專題信息；旱情的動(dòng)態(tài)變化過程可以通過選擇地點(diǎn)和時(shí)間段，顯示該期間旱情的變化過程線。

4.7 旱情監(jiān)測應(yīng)用軟件可以進(jìn)行預(yù)警顯示，將干旱遙測系統(tǒng)的結(jié)果以空間分布的方式用圖形顯示出來，5個(gè)級(jí)別采用5種顏色，同時(shí)有縣級(jí)行政界線。嚴(yán)重干旱和較干旱的區(qū)域以閃爍的方式示警。

4.8 報(bào)表按以縣為單位的各級(jí)旱情的面積設(shè)計(jì)，面積單位為萬畝。

4.9 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布以及多終端及遠(yuǎn)程操作調(diào)用各類基礎(chǔ)信息及旱情的監(jiān)測和預(yù)報(bào)結(jié)果，可以通過網(wǎng)絡(luò)按權(quán)限分層次地發(fā)布到上級(jí)主管部門和有關(guān)單位。系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以省防汛指揮系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫做后臺(tái)支撐，相關(guān)資料的顯示輸出如基礎(chǔ)工情、實(shí)時(shí)工情、實(shí)時(shí)雨水情、實(shí)時(shí)旱情等與數(shù)字地圖緊密結(jié)合。

5 結(jié)語

泉州市旱情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，將全面、迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握泉州地區(qū)主要農(nóng)作物生產(chǎn)區(qū)、干旱重點(diǎn)區(qū)的土壤旱情狀況及干旱發(fā)生情況，為旱災(zāi)預(yù)報(bào)、災(zāi)情評(píng)估和灌水預(yù)報(bào)及時(shí)提供基礎(chǔ)資料，為抗旱決策和指揮救災(zāi)提供有利的技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。