（水利工程专业论文）山东省抗旱信息管理系统研究与开发.pdf

山东省抗旱信息管理系统研究与开发_ -摘要ftl 为了彻底改善山东省抗旱工作在信息采集、传递、分析等方面f l , 3 落后局面，最大限度地减轻旱灾损失，根据国家( 山东) 防汛指挥系统工程的总体建设规划要求，结合山东省各项抗旱业务工作，开发、建设山东省抗旱信息管理系统，科学抗旱，提高抗旱信息管理水平。y山东省抗旱信息管理系统的开发研究 ：作，主要是在充分利用现代化设备和计算机、网络通讯、地理信息系统等先进的信息技术手段的基础上，建立个能够迅速、准确地处理雨情、水情、墒情、旱情等各类抗旱信息源的现代化信息管理系统。通过山东省抗旱信息管理系统，可以实时监视全省旱情发生、发展及演变过程，分析受早范围、受早程度，掌握抗旱动态，预测下一步旱情的发展趋势，为各级抗旱决策部门提供及时、准确的旱情及抗旱活动信息，为领导制定科学、m 确的防旱、抗旱减灾决策提供可靠依据，也为各级抗旱业务部门之| r j f l 7 , j 交互提供了平台。通过开发山东省抗旱信息管理系统，建立了基于w i n d o w s n t 和s q i 。s e r v e r 的山东省抗旱专用数据库，完成了山东省抗早信息管理系统软件的设订开发和配套硬件建设，并结合g i s ，开发完成了山东抗旱专用地理信息系统。最后，经过3 年多的运行和不断完善，验证了l h 东省抗旱信息管理系统对于抗旱工作的巨大辅助作用，特别是投入运行后，为有效抗御山东的连年大旱发挥了不可替代的作用，最大限度地减轻了早灾损失，确保了山东省城乡社会的稳定和国民经济的可持续发展。关键词：山系。抗事7 信息管理y -a n a l y s i sa n dd e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma g a i n s td r o u g h ti ns h a n d o n gp r o v i n c ea b s t r a c ti no r d e rt oc h a n g ee n t i r e l yt h eb e h i n c i h a n ds i t u a t i o ni ns h a n d o n g sd a t aa s s e m b l yt r a n s m i s s i o na n da n a l y s i sa g a i n s td r o u g h t ，a n da l s ot od e c r e a s et h ee c o n o m i c a ll o s si nd r o u g h tt op o s s i b l em i n i m u m ，w eh a v ed e v e l o p e dt h i si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to ft h en a t i o n a la n dp r o v i n c i a lh y d r a u l i c sl a y o u ti nf l o o da n dd r o u g h tp r e v e n t i o n w i t ht h ea p p l i c a t i o no ft h i ss y s t e m ，t h el e v e lo fd e a l i n gw i t hi n f o r m a t i o na b o u tt h ep r o v i n c i a ld r o u g h tc a nb ei m p r o v e dh i g h l ya n dt h ef i g h ta g a i n s td r o u g h tc a nb eo r g a n i z e di nf lm u c hm o r es c i e n t i f i cw a y b a s e do nt h ea p p l i c a t i o no fm o d e r nc o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t s ，c o m p u t e r s ，n e t w o r k sa n da d v a n c e dt e c h n o l o g yi ng e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) ，t h i si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mh a sb e e nd e v e l o p e dt od e a lw i t ht h ei n f o r m a t i o na b o u tr a i n ，r i v e r ，1 a k ea n dc r o p sc o r r e c t l ya n do nt i m e i tc a nb eu s e dt om o n i t o rl h ep r o c e s so ft h ed r o u g h t sa p p e a r a n c e ，d e v e l o p m e n ta n dt r a n s f o m a a t i o n ，t oa n a l y z et h es c o p ea n dt h el e v e lo fd r o u g h t ，a n dt op r e d i c tf u r t h e rp o s s i b l ed e v e l o p m e n to ft h ed r o u g h t i tc a np r o v i d ec o r r e c ta n dt i m e l yi n f o r m a t i o na b o u td r o u g h tt oa n yr e l a t e dd e p a r t m e n t s ，a n da l s op r o v i d er e l i a b l ee v i d e n c ef o rt h el e a d e rt om a k eac o r r e c td e c i s i o na g a i n s td r o u g h t ，a n dam e d i af o rt h ei n t e r a c t i o no nd r o u g h ti n f o r m a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n td e p a r t m e n t s b yd e v e l o p i n gt h i si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma g a i n s td r o u g h ti ns h a n d o n gp r o v i n c e ，as p e c i a ld a t a b a s eh a sb e e nb u i l tb a s e do nt h ew i n d o w sn ta n ds q ls e r v e rt h er e l a t e ds o f t w a r ea n dh a r d w a r eh a db e e ne q u i p p e di nt h es y s t e mas p e c i f i cg i si ns h a n d o n gp r o v i n c eh a sb e e nd e v e l o p e db a s e do ng i s d u r i n gi t sm o r et h a nt h r e ey e a r s a p p l i c a t i o na n di m p r o v e m e n t ，i t sl a r g ee f f e c th a sb e e nc l e a r l ys h o w ni na s s i s t a n c eo ft h ee f f o r ta g a i n s td r o u g h t ，e s p e c i a l l yi nt h ef i g h ta g a i n s tt h es e r i o u sd r o u g h ti nt h el a s ts e v e r a ly e a r s i th a sd e c r e a s e dt h el o s si nt h ed r o u g h tt op o s s i b l em i n i m u ma n de n s u r e dt h ec o n t i n u o u se c o n o m i c a ld e v e l o p m e n ta n dt h es t a b i l i t yo ft h eu r b a na n dr u r a ls o c i e t yw i t h i ns h a n d o n gp r o v i n c ek e y w o r d s ：s h a n d o 鸳；f i g h ta g a i n s td r o u g h t ；i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得到研究成果。据我所知，除了本文特别加以标注和致谢大地方外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含为获得金胆王、业太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确定说明并表示谢意。学位论文作者签名：朗一善茅1 签字同期：一一；年6 n t j 门学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解佥b 兰些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅后借阅。本人授权金g b 王些盍堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文字解密后适用本授权书)学位论文作者签名：拥、冢争)签字f 1 期：沙d 3 年月心同学位论文作者毕业后去向工作单位：通讯地址：导师签名：住f 纠韶看签字目期：j 年月r 日电话：0 5 3i - 6 9 7 4 4 7 3邮编：2 5 0 0 1 3致谢本文是在导师徐得潜教授的悉心指导下完成的。学习期间，徐教授、学校的领导和老师们为我创造了良好的学习环境和工作氛围，不仅使我学到了扎实的专业知识，而且在恩师的言传身教下培养起来了严谨的治学态度，这使我在今后的学习、工作和生活中受益匪浅。在系统设计开发期间，王维平老师等在百忙之中为本文的研究内容提出了许多宝贵的建议，在此向以上各位领导、专家表示深深的感谢。在生活和工作中，我单位的领导和同事们以及我的妻子给予我无微不至的关怀和全力支持，是他们使我得以全身心地投入到学习中，没有他们的支持，今天的一切是不可想象的，我愿将生命中最美好的一切奉献给他们。在完成硕士学习生活之际，于言万语涌上心头，恩师、朋友和亲人伴我度过了这段终生难忘的岁月，用天下最美好的语言也难以表达我对他们的诚挚谫十意惟有将我所做贡献社会，算作是对所有帮助、关心和支持我的恩师、领导、l 司事、朋友以及亲人的由衷祝福。作者：孙显利2 0 0 3 年5 月1 2 同前言旱灾是我省主要的自然灾害之一，长期以来，全省各级抗帑部门在早情信愚采集、传递、分板等方露设备秘技术手段一炎毙较落压，主要锿靠f 懿毳、传真等报传早情，手工查阅资料，凭经验分析旱情，缺乏准确性、科学性，报旱时效性差，难以为各级政府祁有荧部门提供及时、准确的旱情信息和科学盼决策建议，给指导、部署抗翠工作带来很大溺难。为切实提高防翠、抗旱工作的镣理水平，适应图民经济发展的需要，按照防汛抗旱要统筹兼顾的要求，建设集信息采集、售惑传输、旱情箍测分丰厅、旱清预测于一体的抗翠信息管理系统已是当务之急，以不断健全和完善山东省防汛抗旱指挥系统。出东省菝警信惑管遴系统以由东省现有l s 0 个琏情旬观测数据为签蕊，考虑降水、蒸发、灌溉土壤类别、作物种类以及作物不同生长期需水等因索的影嗡，联爨壤增壤模型葶瑟遗壤模麓，逐翻载算分辑壤璃情交倦+ 凌况，并以下旬的实测墒情对模型参数进行检验和修正。系统以土壤墒情作为判别受早与否的标准，利用地理信息系统空阚分掇功韪、历史露实涎数据库支持以及全省l ：i 0 万土地利用分布图，实时定性、定髓分析农作物受早面积和受旱程度，预测近期旱情发展趋势，同时，根据水利工程灌溅设旌和工程蓄水、引水、提水等信息，对抗犟能力进行分析。l “东抗旱信息管理系统将地理信息系统( g i g ) 技术和信息管理系统( m i s )技术紧密结合起来，使矧大墅关系式数褥库管理工具管理历史和实时数据，采用数学模型进行墒情分析、预报。根据土地利用信息对早情进行定量分析，不仅实褒了倍惑采煞、数攒管理、举清分毫跨、旱漕颈壤等功箍，蕊且实现了复杂网络环境和远程网络的信息共享。由东蠢蕊旱傣惠管联系统是稷据出东省壤滚睛渊滔分蠢露旱簧分布特点，开发了具有空间插值技术和图层叠加分析功能的抗早专用地理信息系统工具，荠与旱情分孝斤预报模型毒极媲结合越来。国际上虽然也曾有裂器地壤信息系统技术进行旱情监测的文献，但其预报模型和计算方法，均不适应我省抗旱工作实际；丽国内也曾在利用微波遥感和地理信息系统技术进行土壤水分监测方面，做过一些研究，但其信息来源和分析方法亦均不能适应我省的墒情、旱情等信息采集、分析、处理现状，亦不具备系统化的抗单管理功能。而本系统邋过实测数据稻数学模鹜，结合地理信惑系统技术( g i s ) ，不仅可以实时监测早情变化，而且还能够直接求出农作物不同程度的受早砸积，预测下一步旱情懿发袋演变趋势。本系统最大的优势在于针对早情的特点，结合抗旱工作现代化的鞭求，“综台集残”冬类系统懿凌能予一体。萁鼓本特点如下：1 、可伸缩的体系结构。系统采用全颟的、可伸缩集成的体系结构，可用内置的v b a 或v b 、v c + + 等开发平台对其进行二次开发，为系统资源的共享、系统规模的无缝升级、数据和应用功能的平滑移植提供了有力的保障，从而保证系统的分步实施不会因为平台的提升和系统规模及功能需求的扩展而陷入两难的境地，使构建的系统平台在整体上具有极大的延展性和灵活性。2 、系统功能强大。系统除支持墒情分析、旱情分析、旱情预测等专题图制作，地图分层叠加显示、多种方式查询统计等基本功能外，还提供了大量专业的针对抗旱工作的分析功能，例如：动态分段技术、缓冲区分析、叠加分析、网络分析、三维分析、栅格分析等。同时，抗旱信息管理系统提供了适用于抗旱专业的算法和数值模型，如：墒情预报模型、旱情分析预测模型等。在国内首次实现将水文历史和实时数据的无缝链接，并在g i s 中显示原始数据、统计查询分析结果、预测( 利用多相关分析、逐步回归、平稳时间序列、周期分析和周期叠加等模型) 结果，绘制过程线、等值线、等值面等。能自动划分降水( 干旱) 时段，完成模型与数据、模型与文本、模型与表格的结合，自动制表、以屏幕显示、打印、文件的形式输出。3 、系统技术先进。系统中所应用的全面描述墒情分析、干旱模拟和灾害评估的模型，是集成已有技术、经验和来自水利、地理、气象、信息等领域的知识建立的，在国内外均属首创，能实现不同地区自然地理、社会经济和水利工程设施的空间属性查询、数据分析、旱灾演变过程的数值模拟以及计算结果可视化显示等，定量评估不同程度下的干旱灾害损失，为领导决策提供科学依据。将g i s 、g p s 、数据仓库、专家系统技术与决策支持有机地融合，弥补了传统决策支持系统数据分析和表达的局限性。4 、系统具有开放性。抗旱信息管理系统能够在多种软硬件平台上运行，采用数据仓库技术，支持多用户并发访问、支持长事务处理和数据版本管理，保证了数据一致性、安全性及访问数据的高效性。5 、数据结构定义合理。抗旱信息管理系统在采用传统的g i s 点线面数据模型的基础上，定义了一系列先进的数据模型，建立了拓扑关系，同时定义了一些高级空间特征。丰富灵活的拓扑数据模型为其进行各种复杂的分析提供了数据基础。系统结合抗旱工作实际，在传统的g i s 系统基础上，开发了抗旱专用地理信息系统。6 、管理海量数据，系统稳定性、安全性强。由于抗旱工作的特殊性，抗旱业务部门不但要对实时采集的数据进行管理，而且要保留、整理一段时间内的历史数据，以便对相关旱情进行预测。本系统平台具备海量数据管理功能，采用数据压缩技术，提高了矢量数据的网络传输时间。同时系统具备对不同类型、规模的数据和使用对象都不崩溃的特质，以及灵活的恢复机制；具备完善的权限控制机制以保障系统不被有意或无意地破坏；具备在并发响应和交互操作的环境下保障数据安全和一致性。第一章山东省干旱灾害及建设抗旱信息管理系统的必要性分析1 1 山东省自然地理及社会经济发展概况一、自然地理条件山东省地处黄河最下游，总面积1 5 6 7 万k m 2 ，其中山地占总面积的1 5 5 ，丘陵占1 3 2 ，平原占5 5 ，湖泊、海滩和洼地占1 6 3 。l i j 东省东临海洋，海岸线总长3 9 7 i k m ；西接华北平原，中部突起为鲁中南山地丘陵区：胶东半岛大部为谷宽坡缓的低山丘陵；鲁北和鲁西北属华北平原的一部分。鲁中南山地丘陵区中部，多为海拔8 0 0 m 以上的中山，是全省地势最高、面积最广的山区。胶莱河谷以东胶东半岛地区，多为海拔2 0 0 3 0 0 m 的低山丘陵。鲁北及鲁西北地区主要为黄泛平原，地面高程大都在5 0 m 以下，济南市以东地面降到2 5 m 以下，黄河三角洲则不到l o m 。二、气候与水文特征l j 东省位于华北暖温带季风气候区，除山东半岛东部沿海外，大陆性气候显著。全省冬季完全在蒙古高压控制下，空气寒冷干燥，雨雪稀少；夏季亚热带太平洋暖湿气团增强，冷暖气团在山东境内交绥的机会较多，雨量相对集_ | 。1 、降水( i ) 降水量的年际变化大。全省多年平均降水量为6 8 0 9 m m ，年际变化很大，地区分布也很不均匀，各地最大年降水量一般为最小年降水量的3 6 倍，极差值在6 5 0 1 3 0 0 m m 之间。如1 9 6 4 年全省平均降水量i 1 7 0 5 m m ，而1 9 1 9 年全省平均降水量仅3 4 9 m m ，从而形成了严重的洪涝年( 1 9 6 4 年) 和严重的干早年( i 9 1 9 年) 。降水量年际变化大是造成水旱灾害的重要原因。( 2 ) 降水量的年内分布不均。全省月均降水量的分配情况是：6 9 月降水量占全年降水量的7 4 ，其中7 、8 两月降水量即占年降水总量的5 1 ，在此期间常常发生洪涝灾害。3 5 月降水量只占年降水总量的4 ；9 i 0 月降水量仅占年降水总量的1 5 7 0 。无雨同数和无效降雨日数一般年份为3 2 0 天，枯水年份可达3 4 0 天。故山东省具有“春及初夏多旱、盛夏早秋多涝、晚秋又旱”的特点。但即使多雨季节，作物生长关键时段的少雨，也会造成严重干旱。2 蒸发全省多年平均年蒸发量1 0 8 5 m m 。地区分布规律是：由鲁东南沿海向鲁西北内陆逐步增大。水面蒸发量的季节变化特点是春及初夏最大( 3 6 月) ，此时正是降水量最小、于热风最多的季节，故该时期旱灾最为严重。山东省多年平均干旱指数，由鲁东南沿海的1 0 ，到鲁西北内陆逐步增大到2 4 ，最大年干早指数可达6 0 。【干旱指数为年最大蒸发量( e ) 与年降水量( p )的比值( e p ) ，是反映干湿程度的重要指标。】1土壤墒情是监测旱情发展变化的一个非常重要的指标，可以说墒情信息的采集是防旱抗旱工作的基础，相关抗旱业务部门正是通过测定土壤墒情的变化，确定干旱程度和预测下步旱情的发展演变趋势。3 径流全省多年平均径流深1 4 7 4 m m ，在地区分布上很不均匀。全省多年平均年径流量为2 2 6 亿m 3 ，河j i i 径流量的年际变化幅度也很大。丰水年河j i i 径流量大大超过了河道、湖泊和水库的调蓄能力，不得不大量废泄入海或流出省外，甚至造成严重的洪涝灾害，而枯水年又干旱缺水，形成严重旱灾。三、社会经济概况新中国成立后，山东省经济发展比较迅速，特别足改革开放以来，固民经济更得到高速发展，1 9 9 8 年全省总人口8 8 3 8 万人，其中农业人口6 5 7 5 万人。全省耕地面积6 6 6 1 8 3 千公顷，灌溉面积4 7 7 7 8 7 千公顷，旱涝保收面积3 5 8 8 3 4 千公顷。全省工农业总产值1 2 8 2 l 亿元，农业总产值2 2 4 2 亿元，分别占全幽的8 8 、8 9 ，全年地方财政收入3 5 2 4 亿元，农民人均纯收入2 4 5 3兀。1 2 干旱灾害对山东省经济社会发展的影响、历史上重大干旱灾害统计掘记载，自1 2 6 4 1 9 4 8 年6 8 5 年中，山东省共发生旱灾4 6 5 次，发生频率为6 7 9 。可见元、明、清三代至民国时期，旱灾发生是比较频繁的。自1 3 6 8 1 9 4 8 年的5 8 1 年间，全省当时共有1 0 7 1 0 9 个州县，成灾1 0 个州县以上的早年出现2 6 1 年次，平均2 2 年一次；成灾3 0 个州县以上的有1 2 1 年次，平均4 8 年一次：成灾5 0 个州县以上的有5 4 年次，平均1 0 8 年一次；成灾8 0 个州县以上的有l o 年次，平均5 8 年一次。( 详见表卜1 )表1 1山东省历代早灾发生频率表起始年结束年发生旱重大早朝代发生频率( )( 公元)( 公元)灾年数灾年数兀1 2 6 41 3 6 73 23 0 83叫1 3 6 81 6 4 31 6 76 0 57清1 6 4 41 9 l l2 4 39 0 72 3民国1 9 1 21 9 4 82 36 2 24二、新中国成立后的干旱灾害据统计，1 9 4 9 1 9 9 0 年，山东省年均受旱耕地面积1 7 3 7 3 万公顷，占所有自然灾害面积的5 1 6 ；成灾面积1 0 6 5 4 万公顷，占自然灾害面积的5 4 6 ，4可见干旱是山东省自然灾害中最为严重的一种灾害。全省年均受早面积占耕地面积的2 5 ，成灾面积为受早面积的6 1 ( 成灾率) 。统计时段内，除1 9 6 4年不旱外，其余各年都有不同程度的早情，其中1 9 8 9 年受早面积最大，为4 2 2 5 3万公顷，成灾面积1 9 6 8 年最大为3 8 0 万公顷。其中年受旱面积超过2 0 0 万公顷的共有2 i 年，占4 2 年的5 5 ，成灾面积超过2 0 0 万公顷的有9 年，占1 6 7。( 祥见表卜2 )三、经济发展与干旱灾害关系二f 旱灾害对经济造成的损失分为两部分。一是旱灾造成的直接损失，主要是工农业损失：二是间接损失，包括抗旱救灾费用和其他因抗旱而增加的投入、因早工农业减产对其它产业造成的损失等。农业减产据统计，1 9 4 9 1 9 9 0 年，山东省因早受灾面积占农村自然灾害面积的5 1 6 ，成灾面积占5 4 6 ，因此农村自然灾害损失中，干旱灾害的分配系数采用0 5 5 。烤烟、蔬菜、果品等损失，考虑到种植面积比重、单产等因素，以粮、棉、油减产值的1 0 估算，畜牧业因早减产的情况略而未计。该时段内因旱减产粮食5 5 7 i 2 3 万吨，占4 2 年粮食总产量的5 9 ；减产棉花1 4 0 8 7 万吨，占总产量的8 4 ；减产油料3 1 3 8 8 万吨，占总产量的7 2 。农业因旱减产累计值按1 9 9 0年价计为4 1 8 8 9 亿元，每年平均9 9 7 亿元。( ：二) 工业减产过去l i j 东城市和工业用水主要是地下水，所以干旱灾害造成的工业减产，只考虑i 1 个地级城市，并从1 9 8 0 年开始计算。根据典型年减产损失分析，按城市工业产值的8 进行估算。工业因早减产值按1 9 9 0 年价为7 9 1 1i 亿元，每年平均1 8 8 3 亿元。近年来，水资源的短缺已经成为我省经济社会发展的瓶颈制约因素，干旱对我省经济社会发展造成的影响越来越严重，不仅对工农业生产，而且对城乡供水、生态环境都影响巨大，损失难以估量。1 3 国内外抗旱信息管理现状及趋势当前，从国内外来看，洪水控制管理方面的研究较多，现代化程度也较高。目前，全国水利系统初步实现了从水情雨情信息的采集、传输、接收、处理、监视到联机洪水预报；在全国范围内开始建设“国家水文数据库”并取得了部分成果；水利部门办公自动化的水平也在逐步提高，开始实行远程文件传输、公文管理和档案联机管理；一些水利部门建立了网站并进入了互联网络；建成了连接全国流域机构和各省( 市、区) 的水情计算机广域网，并相继进行了一一些流域和地方的防汛抗旱减灾、水资源管理的决策支持系统的研究开发工作。欧盟和美国当前也正在联合开发集成的河流洪水管理空间决策支持系统( a n f a s ) 集数据库、数学模型、g i s 和遥感等技术，结构包括空间数据库管表1 - 21 9 4 9 1 9 9 0 年旱灾情况统计表受旱面成灾面积( 万h m 4 )受灾人年份积( 万h l n 2 )合计其中绝收l _ ( 万人)食( 万吨)经费其他1 9 4 91 155 38 20 8 1 2 062 69 61 7 1319 5 ( )3 j41 6805 0l ! i859 52 931 9 5 l6 323 92022 0 32l 置9 ll o o】9 5 28 985 ：38 72 曩j2 6 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簪，翔d h t 熬m k e 系到软转，徨爨无一个商矮滋水剥糖灾减灾决策支持系统软件。但是，旱愤监测秘抗旱蛰理方露熬研究，糨对滞后。早蜷信息黝采集传输手段落后，数字亿、网络亿技术应耀不够，开发应糟水平较羞，低水平重更开发晕f 1 蘸复建设问题仍很突出，条块分割现象依然存在。这也怒抗旱工作的特殊性所决定鹣。蓠先，予旱灾赘变数多、涉及灏广，鬻蛋把善方覆瀚专家及专门知识、各种分析方法、各种模型和工具、各种数据和信息，综合集成起来，方兹畜予在过程中不凝逢棂据当蓠麓获嚣对溺题送行臻述鹈分褥，鬣终畜翻于对问题的解决。第二，干旱灾害研究涉及的领域非常广泛，涉及到水利、。聚、经济等禳多领域。第三，波予磷究醵遥题霹黪涉及爨鹣戳索餐多，需要乡围的许多数据胯系统等的支持，多种模型交互的能力翳求高。第四，千翠灾害决象支游研究楚个长期静过程，霸簧长期的粳累。从上述分析来看，任何传统的d $ s 系统都无法支撵这样个决策环境。按照抗譬工 乍现代化黝要求，抗旱信息管理系绫应逐步建设成为：一是以墒惦帮东情的实时簸测为蒸碲。煎溺的内容既色舔墒情信息，也包括雨情、求情等信息。z - 2 以地理信息系统( g i s ) 为撼架。系统应除采集雨、水、墒情等信息努，还广+ 泛采裳流域或地区内簿气象傣意、承巅工程等簦礁设簏信息、经济i j社会发展的基本信息以及需水部门的需水信息、，既包搬标量性的信息数据，也包括矢量性匏镶患鼗据，同时还嚣要邋行瑟形叠燕等笈杂数掭戆处理。三瘟强数学模测和决策系统为支撑。数学模型和决策支持系统是旱情信息管理系统的搔摇中褪。靼是戳裹薪援寒秀手段。抗旱蔫息餐理系统髂运行镪菇煎熬采集数据、处理数据、决策威馈、自湖控制等环节。对高新披术的应用体现在每个环节土。有关豹鹈耨技术龟挺鉴测技术、通疆、嘲终、缝理信怠系统( g i s ) 、信息管理系统( m i s ) 、计算机辅驹决策支持系统( d s s ) 簿先进技术。 4 建设由东镶抗旱僖怠管理系统是科学院旱挠罩静需要一、防旱抗旱与减灾出东省臻警滋澜、半干旱撼医，十年丸翠怒基本餐祷。抗旱藏灾熊力静瑙秣，是综合的系统工程，裂依靠不断增加和改进水利设施，强化非工程措施，充分科学恁裁薅育袋翁承资源，隽蠛乡享主会i 象定器霆涎经济激发震摄珙可靠零资澈支撑。在长絮连续干旱鼬漕瀑下，蕊在每年隶裂工程囊农延、工技、城乡生嚣警方面的供水量融达2 0 0 多亿立方米，主要来源于地下水和黄河水，其中农业滋溅囊承约占9 0 9 6 。羁 l 帮分地区豹她下承长期处于超激数态：难一麴窑承资淤掣黄溪，受气候秘弓| 承等多耪因索戆接趱，也处予可题不可靠憨状态；挖努，敷于受社会经济状况的制约，即使是南水北调等大型的调水工獠建成以后，受水徐因素的影确，农业灌溉也无力大量使用。两今后工业将以每年t 0 左右的速度增长，农业将趋于高产优质黼效化，城镇规模逐渐扩大，人口仍将继续增加等等，这些对水的数量和质量上都提如了更高灼要求。因此，水资源短缺、秽l需矛盾紧张盼隋况，遥期不会商大的改变。1 9 9 4 年联合国粮农组织裰攒人均占有水资源量，将中国列为世界上1 3 个贫水国家之一，惭山东省人均占有水资源基仅为全国入均的1 7 糯。为此，在规划山东省抗旱减灾对策时，要树立长期防旱抗旱的思想，坚持不獬地灌强抗孥能力，力争恕孥灾臻失减少到浸惩限瘦。由系省抗旱减灾主要对策有：1 、支是主动，全嚣实慈拭旱颈寨豢l 度提高认识，切实加强抗旱工作的组织领导； 及对攫据华帻发矮及承源变化情况，修汀完善抗旱预寨； 抓好抗旱预案的落实，严格用水秩序。2 、依靠科学技术，厉行节约用水，建设节水社会建设节水农业搬广管灌、喷灌、滴灌等节水灌溉技术；搦好灌嚣节永改造帮续建嚣t 套：加强灌区管理，实行计划用水；大力进行毕俸农l 曼帮经济结构谣嫠，发震优霞赢效农业；发展节水型工业 攘好工矿企业节承技，末改造，提麓承豹羹复利用率：调整经济结构，合理规划布局；爨水露行，以水定发展： 搞好污水处理和中水回用；建设节水型城市加大节水宣传力魔；积极推广节水器舆；3 、努力秃：辞抗旱承源 充分利用黄河水：璎窳拦蘩圭龟表承；合理开发地下水；绦求傈，涵莠水滠；4 、优化配置抗旱水源按照“先地上后地下，先生活后袋产”的顺序，强化水源调瘦；窖建设水资源配置工程，推进水网建设；5 、建立健全抗旱减灾服务体系建立完善抗旱信息管理系统；健全抗旱服务体系； 推行抗旱减灾保险制度；依法抗旱；加强抗旱减灾战略和技术研究；6 、依靠群众，建立群防群治的抗旱机制充分发挥社会主义制度的优越性，在当地政府的领导下，动员人民群众全力以赴开展抗旱斗争： 坚持不懈地开展农田水利基本建设，增强抗旱能力。要依靠科技进步，推广应用新技术、新工艺、新材料，倡导科技抗旱。二、建设抗旱信息管理系统是提高抗旱水平、科技抗旱的需要( - 9 山东省各级抗旱管理部门的业务工作：l 、通过电话、电报、传真、信函、计算机网络，收集气象、水文、农业、土壤墒情、水利工程、灾情等有关旱情信息，以掌握旱情动态和抗旱信息，分类汇总整理，制成表格、文件逐级上报，并归档。2 、根据旱情、水源状况和各地抗旱能力，制定抗旱预案。3 、分析旱情的发展趋势4 、准备并汇总各种信息资料、各种文件、各种背景资料、决策草案等，供指挥部领导会商决策。5 、负责抗旱经费的分配和使用管理。6 、协助旱区与有关部门联系解决抗旱物资。7 、抗旱服务组织的建设与管理8 、灾后进行灾情核定，评估因旱造成的损失和抗旱减灾效益。9 、会同有关部门拟定抗旱工作的政策、法规、条例、办法等供上级有关部门立案或批准执行。1 0 、组织各种抗旱会议。因此，各级抗旱管理部门掌握和管理抗旱工作的各方面信息，分类汇总分析，拟定各类有关政策、规定和预案，传达指挥部的各项决策，监督、检查决策执行情况，并把执行情况汇总向指挥部和上级抗旱管理部门报告是其基本的工作职责。由此可见，应用现代科技手段和方法，建立抗早信息管理系统是各级抗早管理部门必不可缺的手段和工具。也是各级抗旱管理部门服务于社会公众的一个重要窗口。山东省抗旱信息管理工作与现代化抗旱的要求不相适应。目前山东省各级抗旱部门所应用的抗旱信魁符理方法在信息采集、传递、分析等方面的设备9和技术手段主要还是依靠电话、电传、邮寄等方式传递信息，手工查阅资料，凭经验分析旱情，因此造成报早不及时，分析早情缺乏准确性、科学性、时效性，难以为上级领导和有关部门提供及时准确的旱情信息和科学的决策建议，给指导、部署抗旱工作带来很大的困难。最突出的问题是：1 、还没有形成一个适应防旱抗旱管理体制和布点合理、及时有效的旱情监测网。2 、尚未形成联结各级抗旱部门的完整可靠的信息传输体系。3 、还没有一套现代化的迅速、准确地收集整理和分析的信息管理系统。为此，应充分利用现代化设备和技术手段，建立完善集信息采集、信息传输、早情监测分析、旱情预测于一体的抗旱信息管理系统，以提高防旱、抗旱工作的管理水平，适应国民经济发展的需要。三、抗旱信息管理系统是完善山东省防汛抗旱指挥系统的要求水灾与旱灾都是降水多寡和时空分布不均造成的自然灾害，抵御和减轻水旱灾害的损失是各级政府的职责。在水的调度上要防汛抗旱统筹兼顾，应在保证渡汛安全的前提下尽可能为抗旱准备充足的水源。由于防汛、抗旱调度的对象都是水，这就决定了防汛和抗旱是密不可分的，在系统建设上也是紧密关联的。特别是通讯网建设、计算机广域网络建设以及气象、水文信息等方面防汛、抗旱都是共用的。因此，建立统一的省防汛抗旱指挥系统，必然要求建立和完善抗旱信息管理系统，并在建设中充分注意与防汛系统的结合。但是抗旱信息管理系统与防汛系统也有重要的区别：l 、由于抗御的对象不同，防汛通讯网络和水文站多是沿江河布置的，基线状结构，但旱情监测网呈面状布置，所需的通讯网络也是网状的。2 、抗旱涉及面广，工作重点是面上的农业生产抗旱和解决因旱人畜饮水困难，以及点上的工业与城市供水问题。3 、信息采集、数据库建立内容大部分与防汛不同，如农业信息、灌溉设施、二l 壤墒情、中小型水利工程蓄水情况，以及工业与城市供缺水情况等。4 、在实时性尺度上，抗旱信息大部分以旬为时限更新数据即可满足要求。5 、抗旱工作是常年性的，一年四季都可能有旱情发生。四、建设抗旱信息管理系统是山东省水利信息化的内在要求2 1 世纪，山东水利工作必然要从过去重点对水资源开发、利用和治理，转变为开发、利用和治理水资源的同时，更为注重对水资源的配置、节约和保护；要从过去重视水利工程建设，转变为在重视工程建设的同时，更为注重非工程措施的建设；要从过去对水量、水质、水能的分别管理和对水的供、用、排、回收再利用过程的多家管理，转变为对水资源的统一配置、统一调度和统一管理。山东省抗旱信息管理系统作为一项防汛抗旱非工程措施，不仅是防汛抗旱1 0指挥系统建设的重要组成部分，也是实现我省由传统水利向现代化水利转变的重要一环。现代水利的发展，关键是要以水利信息化带动水利现代化。山东省水利信息化的发展，必然要求改变过去抗旱工作的落后局面，采用现代化的技术手段和措施，实现旱情、墒情等抗旱信息的自动采集传输、分析和处理，提高抗旱工作水平，为工农业生产的发展乃至整个国民经济和社会各项事业的持续健康快速发展服务。第二章山东省抗旱信息管理系统总体设计2 1 抗旱信息管理系统的建设目标和原则一、系统建设目标根据山东省防汛指挥系统工程建设规划，山东省抗旱信息管理系统的总目标是：建立一个覆盖全省的旱情监测及信息管理系统，及时发现旱情，实现监视旱情发展过程，掌握抗旱动态，分析受旱程度和旱情发展趋势，为各级决策部门提供及时、准确的旱情及抗旱信息，以便制定科学的防旱抗旱减灾决策，使旱灾害造成的损失减少到最低程度。为此，系统的建设目标是：1 、实时接收整理气象、水情、墒情、农情、灌溉工程设施以及工矿企业、城市供水与缺水情况等有关旱情和抗旱信息，并逐级摘要上报；2 、利用地面监测网实时监测土壤墒情，农作物需水等情况；在技术成熟的条件下可以利用遥感配合实时监测；3 、分析、判别各级抗旱部门所辖地区的受旱范围和受早程度；4 、分析受早市、县( 市、区) 的抗旱能力及可利用水资源；5 、分析预测全省旱情发展趋势；6 、为各级防汛抗旱指挥部的抗旱决策过程提供良好的信息环境：7 、及时向各级抗旱管理部门传输各项决策信息，并反馈执行情况和执行过程中的问题。一二、系统建设原则1 、抗旱信息管理系统建设与防汛指挥系统的建设相结合，尽量利用防汛指挥系统中的通讯网络、计算机广域网络，只对其不能满足抗旱信。皂、系统的部分进行补充，避免重复建设，最大限度地利用已有设备和信息资源。2 、以多年来积累的抗旱经验、形成的管理体系、工作流程为基础，进行系统的丌发。尽量利用已有旱情信息采集设施所提供的信息源，只对其不能满足抗旱信息管理系统要求的部分，进行资料的收集和补充。3 、抗旱信息实行分级管理。各级抗旱管理部门负责接收下一级上报信息，整理加工之后，报上一级抗旱管理部门。4 、在重视信息载体建设，包括通讯网络、计算机网络、操作系统、应用软件等建设的同时，突出抗早信息管理的规范化建设。5 、采用成熟技术，以实用性为主，并保证系统建设的先进性和灵活性。6 、系统开发坚持开放性原则，以便系统进行扩展和修改。7 、设备采购选用可靠性高、市场占有率高、技术服务好的产品，以便j 二基层系统设备的维修服务，确保各级系统的正常运行。三、现有工作基础由塞省挠攀信息铃理系统跫省防溅指挥系统豹一个子系绞。蟊煎已初步建成的防汛通讯网、山东省水利信息骨干网、水文、气缣数据瓣为抗旱信息管理系统建设提供了一定的设备、环境、信息服务等方面的基础。多年来，在水情、气象信息分拆处理及计算机网络、防汛通讯网等信息系统建设觏管理方面积累了相当多的经验。收集、积累了大量的抗旱资料，分析和整理了一整套的旱情分柝判断静经验帮方法。为了探求墒情变化规律，科学指导抗旱减灾，山东省自1 9 6 2 年超，在全省范溺肉开始墒清篷测工作，东设墒藩簸浏菇1 5 0 余楚，按承奄帮颁发稳“晕涝测报须知”进行实时墒情测报，至今已积累3 0 0 0 多站年的实测资料，为了分析不同撬区、不弱 乍浆、不费深魔、不嗣终蠢及灌溉条 牛下静墒谤变化理搏，巍8 0 年代开始，又布设了六处墒情试验站，取得了近十年的墒情试验资料。在以上资料的基戳上，由