董婷婷 于 燕 黨如童

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

遼寧省旱情監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董婷婷 于 燕 黨如童

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，以ArcGIS Server10為GIS平臺(tái)、SQL Server2005為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,搭建了4層結(jié)構(gòu)框架，實(shí)現(xiàn)了干旱風(fēng)險(xiǎn)圖、旱情監(jiān)測(cè)、旱情評(píng)估、旱情預(yù)警預(yù)測(cè)和抗旱管理5大功能。目前系統(tǒng)整體運(yùn)行情況良好，可以進(jìn)行業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

旱情；監(jiān)測(cè)預(yù)警；評(píng)估；系統(tǒng)

頻繁發(fā)生的旱災(zāi)制約了遼寧省經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，擾亂了人們的生活秩序，破壞了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，因此，開(kāi)展遼寧省旱情監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)建設(shè)具有重要的意義。

系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于今后抗旱減災(zāi)工作具有重要的意義,它有助于建立應(yīng)對(duì)旱災(zāi)發(fā)生以及旱情發(fā)展變化的有效預(yù)警機(jī)制；有助于客觀、真實(shí)地評(píng)估旱災(zāi)造成的各種損失；有助于建立旱災(zāi)信息發(fā)布的平臺(tái)，為制定抗旱減災(zāi)策略提供科學(xué)依據(jù)。此外，對(duì)于水資源優(yōu)化配置、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、建設(shè)節(jié)水型社會(huì)、推進(jìn)水利信息化建設(shè)等方面均有重要的意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體框架

按照系統(tǒng)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體框架，一共分為4層，分別是基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用層。系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，以ArcGISServer10為GIS平臺(tái)、SQL Server2005為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,操作系統(tǒng)的服務(wù)器端采用WindowsServer2003，客戶端操作系統(tǒng)采用WindowsXP/Windows7。在軟硬件環(huán)境的支撐下，利用各種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)遼寧省旱情數(shù)據(jù)的管理與服務(wù)。系統(tǒng)框架如圖1所示。

基礎(chǔ)設(shè)施層：是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障，提供了系統(tǒng)安全、可靠和正常運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)設(shè)施。采用虛擬化、集群、負(fù)載均衡、分層存儲(chǔ)等技術(shù)構(gòu)建計(jì)算資源池和存儲(chǔ)資源池，提高核心服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的復(fù)用率及動(dòng)態(tài)配置能力，從而節(jié)約后續(xù)購(gòu)置和運(yùn)行管理成本?；A(chǔ)設(shè)施層包括：服務(wù)器、磁盤(pán)陣列、光纖交換機(jī)、防火墻、監(jiān)控設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)等。

數(shù)據(jù)層：是存放系統(tǒng)信息資源的實(shí)體層，是數(shù)據(jù)資源的最終載體。通過(guò)對(duì)各數(shù)據(jù)源進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工、提取、過(guò)濾等操作，最終以中心數(shù)據(jù)庫(kù)的形式進(jìn)行物理集中存儲(chǔ)，向業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)層包括：空間數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)。

業(yè)務(wù)邏輯層：是連接數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的橋梁，為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)交換與集成服務(wù)。采用消息隊(duì)列、WebService、日志復(fù)制、總線、數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換與加載等技術(shù)。業(yè)務(wù)邏輯層包括：地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)存取服務(wù)、單點(diǎn)登錄服務(wù)、元數(shù)據(jù)服務(wù)、空間分析服務(wù)、統(tǒng)計(jì)服務(wù)等。

應(yīng)用層：是系統(tǒng)的最高層,直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。采用統(tǒng)一登錄、、工作流管理、數(shù)據(jù)集成（數(shù)據(jù)同步）、內(nèi)容管理、全文檢索、WebService等技術(shù)。應(yīng)用層包括：干旱風(fēng)險(xiǎn)圖模塊、檢測(cè)模塊、評(píng)估模塊、預(yù)警預(yù)測(cè)模塊和抗旱管理模塊。

圖1 系統(tǒng)框架圖

1.2 功能設(shè)計(jì)

按照遼寧省抗旱工作的總體部署與實(shí)際需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了5個(gè)功能模塊，分別是干旱風(fēng)險(xiǎn)圖模塊、旱情監(jiān)測(cè)模塊、旱情評(píng)估模塊、旱情預(yù)警預(yù)測(cè)模塊和抗旱管理模塊。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。。

干旱風(fēng)險(xiǎn)圖模塊：通過(guò)對(duì)干旱影響因子的識(shí)別和分析，建立遼寧省干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)估區(qū)域干旱靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，繪制干旱風(fēng)險(xiǎn)圖。

旱情監(jiān)測(cè)模塊：從氣象、水文、土壤和遙感4個(gè)方面，選取12個(gè)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)旱情監(jiān)測(cè)功能。

旱情評(píng)估模塊：從農(nóng)業(yè)受旱、城市受旱和人口受旱3方面，選取8個(gè)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)旱情評(píng)估功能。

旱情預(yù)警預(yù)測(cè)模塊：從從短期旱情發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)和中長(zhǎng)期旱情預(yù)測(cè)2方面，選取2各指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)旱情預(yù)警預(yù)測(cè)功能。

抗旱管理模塊：從抗旱簡(jiǎn)報(bào)、抗旱報(bào)表、抗旱法規(guī)預(yù)案、抗旱資金投入等方面實(shí)現(xiàn)對(duì)抗旱業(yè)務(wù)的管理。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。該平臺(tái)主要利用ArcSDE服務(wù)器把空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到SQL Server2005中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括：水文站、水位站、雨量站、水庫(kù)站、墑情站、蒸發(fā)站、河流、省市縣行政區(qū)劃、土地利用等15類矢量數(shù)據(jù)及1km分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)。

屬性數(shù)據(jù)庫(kù)包括：水文屬性信息、統(tǒng)計(jì)資料屬性信息和基礎(chǔ)資料屬性信息。

（1）水文屬性信息包括：測(cè)站編碼、測(cè)站名稱、測(cè)站地址、降雨量、降雨量距平百分率、最大無(wú)雨日數(shù)、有效降雨量、水庫(kù)類型、水庫(kù)蓄水量、水庫(kù)蓄水量距平百分率、河道來(lái)水量、河道來(lái)水量距平百分率、地下水埋深、地下水埋深下降值、土壤墑情、旱情等級(jí)等。

（2）統(tǒng)計(jì)資料屬性信息包括：省市縣名稱、代碼、區(qū)域旱情等級(jí)、減產(chǎn)波動(dòng)率、人口數(shù)、受旱人口數(shù)等。

（3）基礎(chǔ)資料屬性信息包括：河流名稱、河流代碼、土地利用類型、土地利用編碼等。

多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存放各類抗旱措施的工程照片、位置分布圖、整體和局部照片以及各類抗旱宣傳活動(dòng)的圖片、音頻、視頻資料等。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 Asp.Net技術(shù)

ASP.NET是微軟公司推出的Web開(kāi)發(fā)技術(shù)，是在Windows平臺(tái)下的新型Web程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。ASP.NET以其良好的結(jié)構(gòu)及擴(kuò)展性、簡(jiǎn)易性、可用性、可縮放性、可管理性、高性能的執(zhí)行效率、強(qiáng)大的工具和平臺(tái)支持和良好的安全性等特點(diǎn)成為一種穩(wěn)定而強(qiáng)大的Web語(yǔ)言，多用于網(wǎng)絡(luò)程序、網(wǎng)站等的開(kāi)發(fā)。

2.2 Silverlight技術(shù)

Silverlight技術(shù)是NET Framework的一項(xiàng)跨平臺(tái)、跨瀏覽器的技術(shù)，能夠創(chuàng)建具備豐富多媒體效果的交互式界面的下一代Web應(yīng)用程序，即富型交互式應(yīng)用程序（Rich Interactive Application，RIA）。

Silverlight開(kāi)發(fā)平臺(tái)集成了眾多功能與復(fù)雜技術(shù)，具備許多優(yōu)勢(shì)：（1）WPF和XAML；（2）擴(kuò)展的JavaScript；（3）支持跨瀏覽器與跨平臺(tái)；（4）能夠整合現(xiàn)有應(yīng)用程序；（5）支持網(wǎng)絡(luò)；（6）與.NET一脈相承；（7）LINQ。

3 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)建成后主要實(shí)現(xiàn)5大功能，分別是干旱風(fēng)險(xiǎn)圖功能、旱情監(jiān)測(cè)功能、旱情評(píng)估功能、旱情預(yù)警預(yù)測(cè)功能和抗旱管理功能。

3.1 干旱風(fēng)險(xiǎn)圖功能

通過(guò)對(duì)較低風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)5種干旱風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)干旱風(fēng)險(xiǎn)圖的管理功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)干旱風(fēng)險(xiǎn)影響因子（降雨量、蒸發(fā)量、氣溫、土壤、地形、土壤類型、玉米產(chǎn)量、抗旱應(yīng)急供水能力、抗旱設(shè)備等）的查詢、顯示、更新等功能。

3.2 旱情監(jiān)測(cè)功能

通過(guò)對(duì)輕度干旱、中度干旱、嚴(yán)重干旱和特大干旱4種旱情等級(jí)進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、專題圖制作等操作，實(shí)現(xiàn)旱情監(jiān)測(cè)功能，每旬發(fā)布一次旱情監(jiān)測(cè)結(jié)果。

3.3 旱情評(píng)估功能

通過(guò)對(duì)輕度干旱、中度干旱、嚴(yán)重干旱和特大干旱4種旱情等級(jí)進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表制作等操作，實(shí)現(xiàn)旱情評(píng)估功能，每旬、月、年發(fā)布一次旱情評(píng)估結(jié)果。

3.4 旱情預(yù)警預(yù)測(cè)功能

通過(guò)對(duì)旱情緩解和旱情加重2種旱情發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行查詢、顯示等操作，實(shí)現(xiàn)旱情預(yù)測(cè)功能，其中每旬發(fā)布1次短期旱情預(yù)測(cè)結(jié)果，每年發(fā)布1次中長(zhǎng)期旱情預(yù)測(cè)結(jié)果。同時(shí)根據(jù)旱情的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)布旱情預(yù)警級(jí)別，共有4級(jí)分別是Ⅰ級(jí)預(yù)警、Ⅱ級(jí)預(yù)警、Ⅲ級(jí)預(yù)警和Ⅳ級(jí)預(yù)警，分別用紅色、橙色、黃色、藍(lán)色表示。

3.5 抗旱管理功能

通過(guò)對(duì)抗旱簡(jiǎn)報(bào)、抗旱報(bào)表、抗旱法規(guī)預(yù)案、抗旱資金投入等查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表制作、打印輸出等操作，實(shí)現(xiàn)辦公化的抗旱管理功能。

4 結(jié) 語(yǔ)

在水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“遼西北農(nóng)業(yè)干旱防御與抗旱減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究”和遼寧省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)計(jì)劃“遼寧省旱情監(jiān)測(cè)與評(píng)估信息系統(tǒng)”的資助下，遼寧省旱情監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)于2010年開(kāi)始建設(shè)，2012年建成，2013年投入試運(yùn)行。試運(yùn)行后，對(duì)2013年和2014年發(fā)生在遼寧省境內(nèi)的春旱進(jìn)行了成功的監(jiān)測(cè)，并取得了理想的效果。同時(shí)，為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性與穩(wěn)定性，對(duì)2000年以來(lái)的典型干旱年，如2000～2003年、2006～2007年和2009年的旱災(zāi)情況進(jìn)行了重現(xiàn)，其結(jié)果能夠連續(xù)地揭示出現(xiàn)旱象、發(fā)生旱情、旱災(zāi)發(fā)生和旱情解除這樣一個(gè)完整的干旱演變歷程，系統(tǒng)整體運(yùn)行情況良好，可以進(jìn)行業(yè)務(wù)化運(yùn)行。

[1] 董婷婷.遼西北干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估系統(tǒng)建設(shè)研究[J].中國(guó)防汛抗旱,2014(3)∶41-43.

[2] 郝石磊,李茂堂,張曉紅.基于MODIS的旱情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J].水電能源科學(xué),2008(3)∶126-128.

[3] 李紀(jì)人.旱情遙感監(jiān)測(cè)方法及其進(jìn)展[J].水文,2001(4)∶15-17.

[4] 駱永正,岳鵬威,陳龍泉.基于WebGIS的區(qū)域旱情信息管理系統(tǒng)[J].江西理工大學(xué)學(xué)報(bào),2006(1)∶9-11.

[5] 唐巍,覃志豪,秦曉敏.農(nóng)業(yè)干旱遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行方法研究[J].遙感信息,2007(2)∶37-41.

[6] 楊紹輝,王一鳴,孫凱,馮磊.土壤墑情(旱情)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007(4)∶75-79.

[7] 于海英,邢宇良.關(guān)于黑龍江省旱情監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)的解析[J].黑龍江水利科技,2012(1)∶18-20.

[8] 張芳,張華.旱情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及抗旱信息管理系統(tǒng)在寧夏抗旱減災(zāi)工作中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2008(5)∶64-66.

[9] 趙錫鋼.遼寧省干旱災(zāi)害分析及減災(zāi)對(duì)策[J].東北水利水電，2008(4)∶65-68.

水利部關(guān)于批準(zhǔn)發(fā)布水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的公告

中華人民共和國(guó)水利部公告

(2014年第49號(hào))

中華人民共和國(guó)水利部批準(zhǔn)《光電式液塑限測(cè)定儀校驗(yàn)方法》（SL113-2014）、《應(yīng)變控制式無(wú)側(cè)限壓縮儀校驗(yàn)方法》（SL117-2014）、《滲透儀校驗(yàn)方法》（SL115-2014）、《應(yīng)變控制式三軸儀校驗(yàn)方法》（SL118-2014）、《固結(jié)儀校驗(yàn)方法》（SL114-2014）、《切土環(huán)刀校驗(yàn)方法》（SL110-2014）為水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)予以公布。

序號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)名稱 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 替代標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 發(fā)布日期 實(shí)施日期1 光電式液塑限測(cè)定儀校驗(yàn)方法 S L 1 1 3 -2 0 1 4 S L 1 1 3 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0 2 應(yīng)變控制式無(wú)側(cè)限壓縮儀校驗(yàn)方法 S L 1 1 7 -2 0 1 4 S L 1 1 7 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0 3 滲透儀校驗(yàn)方法 S L 1 1 5 -2 0 1 4 S L 1 1 5 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0 4 應(yīng)變控制式三軸儀校驗(yàn)方法 S L 1 1 8 -2 0 1 4 S L 1 1 8 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0 5 固結(jié)儀校驗(yàn)方法 S L 1 1 4 -2 0 1 4 S L 1 1 4 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0 6 切土環(huán)刀校驗(yàn)方法 S L 1 1 0 -2 0 1 4 S L 1 1 0 -9 5 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0

中華人民共和國(guó)水利部公告

(2014年第50號(hào))

中華人民共和國(guó)水利部批準(zhǔn)《水閘技術(shù)管理規(guī)程》（SL75-2014）為水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)予以公布。

序號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)名稱 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 替代標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 發(fā)布日期 實(shí)施日期1 水閘技術(shù)管理規(guī)程 S L 7 5 -2 0 1 4 S L 7 5 -9 4 2 0 1 4 . 9 . 1 0 2 0 1 4 . 1 2 . 1 0

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.06.014

TP39

B

1008-1305（2014）06-0043-04

董婷婷（1980年-），女，博士研究生，高級(jí)工程師。

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)：遼西北農(nóng)業(yè)干旱防御與抗旱減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究（項(xiàng)目編號(hào)：201101061）。

遼寧省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目：遼寧省旱情監(jiān)測(cè)與評(píng)估信息系統(tǒng)（項(xiàng)目編號(hào)：2010020223）。