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

陳小龍

（西安迪飛科技有限責任公司 陜西 西安 710016）

隨著社會、經濟、技術的發展，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規范化、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，方便決策指揮人員進行預案的快速響應及指揮調度工作就顯得日益重要而迫切。

數字防汛預案應用管理平臺的開發完成有效地解決了以上問題。它采用結構化的設計思想，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，從而達到預案結構化錄入、快速查詢和高效應用的目的。以往的紙質預案普遍存在單調，繁瑣，查詢不便，具體內容僅由長期從事預案編制的個別人員掌握，在演練、執行方面局限性大，而數字防汛預案應用管理平臺具有根據已錄入信息，迅速預估中下游洪峰流量及到達時間、根據控制站點水情確定相應響應級別的預案，根據下游監測斷面實時繪制斷面淹沒示意圖，并充分結合地理信息系統，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數據庫眾多開源技術，完成了開發建設任務。本文介紹了系統建設的總體架構、功能模塊設計等內容，并展示了其開發成果。

1 數字防汛預案應用管理平臺

1.1 系統總體框架

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

防汛預案信息發布系統的主要功能是將預案的具體內容（如防御工情、應急指揮調度方案等），通過客戶端瀏覽器，結構化地提交至服務器端，服務器端經過驗證、處理之后保存至數據庫[2]，為平臺提供數據來源，方便用戶查詢和具體業務應用（如估算下游水情）。

地理信息系統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，并實現地圖交互操作（放大、縮小、標記），結合防汛預案相關數據完成數字預案的具體應用（如根據控制站點水情，將應急響應級別標注于地圖之上）。

據此，本系統的總體框架圖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、聯系電話及所屬部門。

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

①堤防險段重點隱患：包括隱患所處地市、縣區、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、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、洪水頻率、淹沒范圍、淹沒耕地、鄉鎮、農場、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、實測最大發生時間、調查最大流量、調查最大發生時間等信息。

（3）應急響應服務模塊

①物資信息：包括物資名稱、數量、單位、抱養狀況、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、傳遞的具體方案內容信息。

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

1.3 地圖服務

數字防汛預案應用管理平臺提供了數字地圖的應用形式。

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，并根據下游典型斷面的高程信息預估是否發生漫灘以上級別險情，繪制斷面示意圖。

④歷史洪水查詢：提供各監測站點的歷史調查、實測最大洪水發生時間及洪量。

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

2 系統應用

根據以上功能設計，數字防汛預案應用管理平臺已經初步建成，經測試，功能齊全穩定，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，紅色代表有可能發生漫灘以上險情。

3 結語

本數字防汛預案應用管理平臺實現了將預案按要素分解、預案信息結構化，根據預案響應條件推薦應急預案等功能。該系統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，主要是數據還不夠豐富，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].水利發展研究,2006,(12):25-28.

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