基于WebService與WebGIS的數(shù)字防汛預案應用管理平臺的研究與實現(xiàn)

陳小龍

（西安迪飛科技有限責任公司 陜西 西安 710016）

隨著社會、經(jīng)濟、技術的發(fā)展，人們應對各種自然災害的能力越來越強，已逐漸形成了完整的應急預案體系。特別是水利部門，防汛預案的編制工作已經(jīng)規(guī)范化、制度化，并且防汛預案也是各級防汛部門提前部署，狠抓落實的重點工作之一，然而，在預案實施的實際過程中，存在著預案文本不能快速有效地轉(zhuǎn)化成預警信息、指揮命令等情況[1]。所以，如何采用計算機及信息手段使防汛預案能夠準確、直觀、清晰地展現(xiàn)，方便決策指揮人員進行預案的快速響應及指揮調(diào)度工作就顯得日益重要而迫切。

數(shù)字防汛預案應用管理平臺的開發(fā)完成有效地解決了以上問題。它采用結(jié)構化的設計思想，以《國家防汛抗旱應急預案》為藍本，《陜西省江河水庫管理局2011年防洪技術預案》為模板，有效地解決了渭河中下游流域防汛預案通用、普適的難題，從而達到預案結(jié)構化錄入、快速查詢和高效應用的目的。以往的紙質(zhì)預案普遍存在單調(diào)，繁瑣，查詢不便，具體內(nèi)容僅由長期從事預案編制的個別人員掌握，在演練、執(zhí)行方面局限性大，而數(shù)字防汛預案應用管理平臺具有根據(jù)已錄入信息，迅速預估中下游洪峰流量及到達時間、根據(jù)控制站點水情確定相應響應級別的預案，根據(jù)下游監(jiān)測斷面實時繪制斷面淹沒示意圖，并充分結(jié)合地理信息系統(tǒng)，到達預案的生動展示和應用，為防汛工作提供靈活方便的應急服務支持。

平臺采用 Java、Geoserver、Openlayers和MySQL數(shù)據(jù)庫眾多開源技術，完成了開發(fā)建設任務。本文介紹了系統(tǒng)建設的總體架構、功能模塊設計等內(nèi)容，并展示了其開發(fā)成果。

1 數(shù)字防汛預案應用管理平臺

1.1 系統(tǒng)總體框架

數(shù)字防汛預案應用管理平臺是一個B/S結(jié)構的防汛預案信息發(fā)布系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)的集合，整體使用成熟的SSH（Spring+Struts2+Hibernate）架構完成功能開發(fā)。

防汛預案信息發(fā)布系統(tǒng)的主要功能是將預案的具體內(nèi)容（如防御工情、應急指揮調(diào)度方案等），通過客戶端瀏覽器，結(jié)構化地提交至服務器端，服務器端經(jīng)過驗證、處理之后保存至數(shù)據(jù)庫[2]，為平臺提供數(shù)據(jù)來源，方便用戶查詢和具體業(yè)務應用（如估算下游水情）。

地理信息系統(tǒng)的主要功能是將渭河流域的基礎地理信息、水文信息（水文測站、渭淤斷面）、工情信息等地理要素通過WebGIS直觀展現(xiàn)，并實現(xiàn)地圖交互操作（放大、縮小、標記），結(jié)合防汛預案相關數(shù)據(jù)完成數(shù)字預案的具體應用（如根據(jù)控制站點水情，將應急響應級別標注于地圖之上）。

據(jù)此，本系統(tǒng)的總體框架圖1所示。

1.2 功能設計

（1）防汛組織機構模塊。防汛組織機構主要包括防汛部門、防汛人員。

①防汛部門：包括防汛預案針對的各部門名稱、職稱、領導姓名及電話。

②防汛人員：包括防汛參與人員的姓名、聯(lián)系電話及所屬部門。

（2）預防預警服務模塊。實現(xiàn)對預防預警相關的水雨情信息、工程防御等信息的發(fā)布及管理，并對地圖查詢提供數(shù)據(jù)支撐。

①堤防險段重點隱患：包括隱患所處地市、縣區(qū)、隱患具體部位、出險原因、預估險情、搶護要點等信息。

②警戒水位、流量與保證水位、流量：包括所屬河流、區(qū)段、站名/斷面、警戒流量、警戒水位、保證流量、保證水位等信息。

③主要堤防工程：包括所處地市、縣區(qū)、岸別、起終點、堤防樁號、堤防長度、堤寬、堤頂高程、防御標準等信息。

④洪水淹沒情況：包括地市、縣區(qū)、洪水頻率、淹沒范圍、淹沒耕地、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)場、行政村、人口等信息。

⑤斷面預估水位：包括控制站（斷面）名稱、洪水頻率、斷面流量、斷面水位等信息。

⑥堤防典型斷面：包括斷面名稱、堤防樁號、堤頂高程、灘面高程等信息。

⑦實測調(diào)查歷史洪水：包括控制站名、控制面積、實測最大流量、實測最大發(fā)生時間、調(diào)查最大流量、調(diào)查最大發(fā)生時間等信息。

（3）應急響應服務模塊

①物資信息：包括物資名稱、數(shù)量、單位、抱養(yǎng)狀況、物資儲備單位等信息。

②防汛搶險技術：包括工程類型、險情種類、應對措施等信息。

③水雨情分析與處理方案：包括水雨情信息來源、收集、處理、傳遞的具體方案內(nèi)容信息。

④工程查險與險情上報方案：包括查險范圍、內(nèi)容、要求、方式、方法、險情識別等信息。

1.3 地圖服務

數(shù)字防汛預案應用管理平臺提供了數(shù)字地圖的應用形式。

①洪水傳播信息：將洪水傳播的時間和距離標注于地圖之上。

②中上游洪水預估：通過中上游控制站點的水情，預估下游洪水達到時間及水量等信息，并根據(jù)預案的響應條件，推薦啟動預案的級別。

③下游洪水預估：通過下游控制站點預估典型斷面的水位、流量，并根據(jù)下游典型斷面的高程信息預估是否發(fā)生漫灘以上級別險情，繪制斷面示意圖。

④歷史洪水查詢：提供各監(jiān)測站點的歷史調(diào)查、實測最大洪水發(fā)生時間及洪量。

⑤地市查詢：點擊地市，提供該地市范圍內(nèi)可能發(fā)生險情的險工險段信息，淹沒信息等情況。

2 系統(tǒng)應用

根據(jù)以上功能設計，數(shù)字防汛預案應用管理平臺已經(jīng)初步建成，經(jīng)測試，功能齊全穩(wěn)定，使用方便，達到了防汛部門的要求。圖2是中上游洪水預估界面，其中響應等級按照藍、黃、橙、紅四色表示。圖3是下游典型斷面洪水預估界面，紅色代表有可能發(fā)生漫灘以上險情。

3 結(jié)語

本數(shù)字防汛預案應用管理平臺實現(xiàn)了將預案按要素分解、預案信息結(jié)構化，根據(jù)預案響應條件推薦應急預案等功能。該系統(tǒng)在省江河局防汛部門的應用，提高了省江河局防汛響應的技術含量和應急反應能力。但是，平臺仍有待改進，主要是數(shù)據(jù)還不夠豐富，功能仍有擴充空間。隨著平臺的投入使用，技術的不斷成熟，它的功能也必將不斷完善。陜西水利

[1]張平平,劉雅玲,吳富寧.防汛預案智能化實施平臺的研究初探 [J].水利發(fā)展研究,2006,(12):25-28.

[2]陳本榮,文鴻雁等.基于J2EE的數(shù)字預案查詢系統(tǒng)研究 [J].地理空間信息,2007,5(6):82-84.