東方世紀(jì)防汛抗旱監(jiān)測(cè)預(yù)警解決方案 鯤鵬

一、建設(shè)背景
　　一句話趨勢(shì)：由傳統(tǒng)預(yù)報(bào)模式向大數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)模式的轉(zhuǎn)變；由單部門管理向多部門聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)變。
　　為了深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神，積極響應(yīng)習(xí)近平總書記建設(shè)“數(shù)字中國(guó)新愿景”宏偉構(gòu)想，應(yīng)急管理部下發(fā)的《應(yīng)急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架（2018-2022年）（概要版）》，《2019年地方應(yīng)急管理信息化實(shí)施指南》，《應(yīng)急管理信息化2019年地方建設(shè)任務(wù)書》，《應(yīng)急管理部辦公廳關(guān)于做好防汛抗旱態(tài)勢(shì)分析系統(tǒng)運(yùn)行工作》等建設(shè)框架，開展信息化頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃。加快推進(jìn)符合XXX特色的“智慧大應(yīng)急”建設(shè)，圍繞監(jiān)督管理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、指揮調(diào)度、決策支持、政務(wù)管理五大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，構(gòu)建“四橫四縱”應(yīng)急管理體系。
　　應(yīng)急管理部于2018年3月根據(jù)第十三屆全國(guó)人民代表大會(huì)第一次會(huì)議批準(zhǔn)的國(guó)務(wù)院機(jī)構(gòu)改革方案設(shè)立。并在應(yīng)急管理部下設(shè)立辦事機(jī)構(gòu)（國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室），承擔(dān)總指揮部日常工作。
　　防汛抗旱司是應(yīng)急部的內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)。組織、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)、監(jiān)督全國(guó)防汛抗旱工作。組織協(xié)調(diào)指導(dǎo)臺(tái)風(fēng)、山洪等災(zāi)害防御和城市防洪工作。
　　水旱災(zāi)害防御司是水利部的內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)。組織編制洪水干旱防治規(guī)劃和防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、重要江河湖泊和重要水工程的防御洪水抗御旱災(zāi)調(diào)度以及應(yīng)急水量調(diào)度方案并組織實(shí)施。承擔(dān)水情旱情預(yù)警工作。
　　2019年1月，首次全國(guó)應(yīng)急管理工作會(huì)議召開，會(huì)議提出了“推動(dòng)應(yīng)急管理信息化跨越發(fā)展，主動(dòng)利用網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)平臺(tái)、信息系統(tǒng)進(jìn)行決策、會(huì)商、研判和處置，建立以自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化、智能化為特征的工作新模式”等要求。為確保應(yīng)急管理部組建后新時(shí)代下防汛抗旱工作順利開展，能夠更好地與各流域、各省進(jìn)行會(huì)商聯(lián)動(dòng)，急需建設(shè)防汛抗旱應(yīng)急管理決策支持系統(tǒng)，圍繞暴雨、洪水、內(nèi)澇、干旱等不同事件專題，為全省各級(jí)防汛抗旱在應(yīng)急指揮時(shí)進(jìn)行科學(xué)地決策，提供信息支撐，減少災(zāi)害損失。
　　近年來，黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人、水利部，從治國(guó)安邦和實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略高度，從黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展的全局出發(fā)，對(duì)水利工作作出全面部署，動(dòng)員全黨全社會(huì)大興水利，加快實(shí)現(xiàn)水利改革發(fā)展新跨越，著力推動(dòng)中國(guó)特色水利現(xiàn)代化建設(shè)。水利信息化是水利現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志，是引領(lǐng)和帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的重要措施。因此，當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期，加快推進(jìn)水利信息化，支撐和保障水利改革發(fā)展，促進(jìn)并帶動(dòng)水利現(xiàn)代化，是一項(xiàng)事關(guān)水利發(fā)展全局的重大戰(zhàn)略任務(wù)。
　　按照國(guó)家水利現(xiàn)代化的總體要求，以“全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、整體推進(jìn)、突出重點(diǎn)”的思路，充分整合應(yīng)用已有資源成果，采用先進(jìn)的理念、技術(shù)手段和方法，完善信息化工作體制與發(fā)展機(jī)制，提升水利綜合決策能力，以水利信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化，促進(jìn)水利事業(yè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。構(gòu)建一個(gè)完整的防洪體系，硬件與軟件缺一不可，加快防汛信息現(xiàn)代化建設(shè)，提高信息采集、傳輸、處理和防汛調(diào)度決策的實(shí)效性和準(zhǔn)確性，打造高水平的防汛抗旱指揮決策支撐平臺(tái),實(shí)現(xiàn)防洪決策科學(xué)化、信息化，是對(duì)新時(shí)期防汛工作提出的新的任務(wù)。
　　為加強(qiáng)應(yīng)急管理部、水利部在處理洪災(zāi)、旱災(zāi)等災(zāi)種的決策支撐能力。需構(gòu)建一套以行政區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)的系統(tǒng)，融合地形地貌、氣象水文、歷史災(zāi)害等多源數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，突破無資料地區(qū)洪水預(yù)警的瓶頸，建立面向全國(guó)的洪水預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)任意區(qū)域汛情旱情的快速預(yù)警，重點(diǎn)河道、水庫(kù)工程的防洪安全預(yù)警和洪水風(fēng)險(xiǎn)分析，為洪澇干旱預(yù)測(cè)、應(yīng)對(duì)和處置提供技術(shù)支撐。

二、應(yīng)用場(chǎng)景
1、防汛抗旱系統(tǒng)功能：綜合態(tài)勢(shì)
　??部級(jí)、各省級(jí)用戶在重要時(shí)段需要對(duì)暴雨、洪水和水利工程風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)集中掌握與統(tǒng)計(jì)
　??分析暴雨、洪水風(fēng)險(xiǎn)數(shù)量以及災(zāi)害預(yù)警地區(qū)最近一個(gè)月的變化趨勢(shì)
　??分析數(shù)據(jù)采集量與各類災(zāi)害發(fā)生的邏輯關(guān)系并對(duì)未來可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行有效補(bǔ)充
2、防汛抗旱系統(tǒng)功能：大屏展示
　??各會(huì)商室、值班室和指揮中心等，全面對(duì)氣象、水旱和水利設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)告警進(jìn)行捕捉
　??分析水旱災(zāi)害與氣象要素之間的邏輯關(guān)聯(lián)，綜合進(jìn)行情景展示
　??快速關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)功能的各類綜合演示場(chǎng)景
3、防汛抗旱系統(tǒng)功能：氣象態(tài)勢(shì)
　??需要對(duì)全國(guó)降雨分布的過去、現(xiàn)在和未來情況進(jìn)經(jīng)行分析研判
　??結(jié)合天氣、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)和大氣溫度等屬性對(duì)氣象條件進(jìn)行分析
　??臺(tái)風(fēng)場(chǎng)景分析及資源互動(dòng)
4、防汛抗旱系統(tǒng)功能：洪水態(tài)勢(shì)
　??點(diǎn)面結(jié)合，從宏觀到微觀對(duì)洪水影響進(jìn)行精準(zhǔn)分析
　??對(duì)未來可能發(fā)生的洪水提供趨勢(shì)預(yù)報(bào)預(yù)警參考
　??結(jié)合預(yù)報(bào)及實(shí)況，查看水利設(shè)施情況和可能的風(fēng)險(xiǎn)
5、防汛抗旱系統(tǒng)功能：旱情態(tài)勢(shì)
　??分析實(shí)況旱情分布及旱情趨勢(shì)分布
　??為其他相關(guān)災(zāi)種擴(kuò)展及農(nóng)業(yè)等行業(yè)提供支持
　??分析旱情影響和相關(guān)生產(chǎn)建議
6、防汛抗旱系統(tǒng)功能：流域調(diào)度
　??查看流域構(gòu)成，對(duì)流域內(nèi)各水利設(shè)施和河流情況監(jiān)視監(jiān)控。
　??分析流域內(nèi)涉水設(shè)施的上下游關(guān)系和調(diào)度方案，模擬調(diào)度。

三、客戶需求
　??數(shù)據(jù)融合共享需求
　??統(tǒng)一地理信息管理需求
　??水利基礎(chǔ)資料集成需求
　??水雨情實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成需求
　??氣象態(tài)勢(shì)分析需求
　??水旱態(tài)勢(shì)分析需求
　??一張圖可視化呈現(xiàn)需求

四、防汛抗旱解決方案
　　為匹配XXX應(yīng)急廳、水利廳信息化建設(shè)，構(gòu)建防汛抗旱系統(tǒng)，滿足應(yīng)急指揮、協(xié)同會(huì)商、決策支持應(yīng)用，通過對(duì)海量、多源、多災(zāi)種的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理分析，開展防汛抗旱監(jiān)測(cè)預(yù)警業(yè)務(wù)，提升防汛抗旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警能力。防汛抗旱總體架構(gòu)如下：
　　防汛抗旱監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)以數(shù)字地球?yàn)榛A(chǔ)，融合地形地貌、氣象水文、歷史災(zāi)害等多源數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，突破了無資料地區(qū)洪水預(yù)警的瓶頸，建立面向全國(guó)的洪水預(yù)報(bào)模型，模型自帶基礎(chǔ)資料，無需用戶提供數(shù)據(jù)，適用于無資料地區(qū)。
　　系統(tǒng)圍繞氣象、水旱災(zāi)害，基于“一張圖”管理，采用點(diǎn)、面結(jié)合的方式，通過時(shí)間軸將歷史反演、現(xiàn)在實(shí)況及未來趨勢(shì)的雨水情信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，主要提供氣象、洪水及旱情態(tài)勢(shì)分析和監(jiān)測(cè)預(yù)警信息查詢，為洪澇干旱預(yù)測(cè)、應(yīng)對(duì)和處置提供技術(shù)支撐。
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五、方案特點(diǎn)
1、網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理技術(shù)
　??對(duì)所有地震信息、氣象信息、地理信息、森林草原、地質(zhì)信息、和水文等信息統(tǒng)一進(jìn)行5×5km的網(wǎng)格化處理和單元關(guān)聯(lián)。
2、多源數(shù)據(jù)整合與共享技術(shù)
　??防汛抗旱信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)涉及面廣，建立信息資源整合與共享的模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的高效使用。
3、大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)
　??利用多元數(shù)據(jù)融合，基于鯤鵬云計(jì)算與人工智能，以機(jī)器代人參與復(fù)雜數(shù)據(jù)清洗計(jì)算，提高數(shù)據(jù)分析的體量、精度及速度。
4、洪水演進(jìn)模型
　??了解洪水產(chǎn)生的整個(gè)演進(jìn)過程。
5、水庫(kù)調(diào)度模型
　??調(diào)度模型要求根據(jù)優(yōu)化指標(biāo)和約束條件自動(dòng)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。
6、流域水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度
　??構(gòu)建預(yù)報(bào)調(diào)度一體化的電子化洪水調(diào)度方案，建設(shè)大江大河、重要支流和其他重點(diǎn)防洪區(qū)的水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)。
7、云計(jì)算與云化部署
　??融合通信系統(tǒng)支持全面的云化部署。