《长江流域防汛水情会商系统》介绍.docx

长江流域防汛水情会商系统介绍 2005-12-30 来源：长江水利网 一、背景 长江流域横跨我国东西，流域范围涉及18个省（市、自治区）。长江洪水历来是中华民族的心腹大患，伴随着人口增长与经济发展，其带来的灾害损失也越来越大。仅年发生的长江大洪水，就造成上千亿元的损失。 为了抵御长江洪水，长江干支流共建筑堤防余Km，其中干流堤防约Km。但几十年的长江防洪实践证明，只有工程措施和非工程措施并重，才能合理调度，最大限度的减少洪水造成的损失。 “防汛工作，信息先行”，为在可能的范围内做到最大程度上的水情信息共享，确保水情信息的时效性和准确性，提高长江防汛水情会商的效率和作用。长江委水文局从防汛水情工作的实际出发，结合现代信息处理技术、网络技术和GIS技术，开发完成了“长江流域防汛水情会商系统”。 防汛水情会商系统主要利用B/S（浏览器/服务器）三层体系结构，以水雨情综合数据库为基础，地理信息系统(GIS)为平台，采用Active Server Page、动态HTML、COM/DCOM组件、WEBGIS、Java Applet等先进的网络技术，通过WEB服务，利用浏览器实现防汛水情信息的实时查询，分析，显示和整理入库。 二、技术方案 防汛水情会商系统是针对长江防汛水情会商的实际要求，利用现代信息技术和网络技术建立的一个集空间数据管理、地图查询、信息检索、水情分析、水情预报、办公自动化等于一体的网站系统。系统包括流域概况、气象信息、雨情信息、水情信息、历史信息、防汛水情会商、防汛基本资料、值班管理和技术交流等9大主要模块，内容基本涵盖了水情预报的日常基础工作。 根据功能要求系统主要由九个模块组成,模块组成图如下所示： 1、系统特性： 1) 规范性，系统建设采用统一的规范和标准，包括数据类型与存储格式、输入输出格式，用户界面设计等，均参照有关国际、国家和行业的标准与规范。 2) 先进性，针对系统的具体需要，综合利用网络技术、WebGis技术、及其它软件技术、开发工具及技巧实现系统的各种需求，如视野的选择，拉框查询及站点的定位，卫星云图的动画播放，报警闪烁，实时监视标注等。 3) 可靠性，采用各种软件质量控制技术，建立软件质量评估体系、保证了系统运行稳定、各类数据的准确无误。 4) 实用性，系统整体结构清晰，系统界面简明直观，操作符合用户的一般使用习惯。 5) 集成性，系统具有良好的集成性，数据与地图的调用和各种功能的实现平滑过渡。 6) 开放性，为了对系统进行修改、补充和不断的完善，系统采用开放式的结构设计，使得系统在具有可扩展性的软硬件环境下能在运行过程中不断的添加新的操作功能和加入新的信息，同时充分考虑了集成现有水情信息检索查询系统和水情预报系统。 2、主要技术： 2.1 Active Server Page技术 微软的IIS WEB服务器提供一种带有服务器端运行脚本的Web网页被称为活动服务器网页(Active Server Page，简称ASP)。Active Server Page程序运行在服务器端，通过服务器端的解释动态生成HTML文档给客户端。客户端向服务器发出ASP请求时，服务器会根据请求的条件，解释该ASP文档，并将解释结果以HTML文档的格式发送给客户端。 Active Server Page技术具有如下的特点： l ASP文档中可以嵌套HTML和VBScript, Java Script等脚本语言； l ASP是一种解释性语言，开发简单，ASP文档保存在服务器端； l ASP支持对象，可以使用ActiveX控件以及COM/DCOM组件技术无限扩展其功能； 2.2 动态HTML技术 动态HTML(DHTML)是HTML的扩展，它使得开发者可以对HTML网页中的元素进行编程，从而提供动态的效果。 动态HTML基于一种文档对象模型(Document Object Model, DOM)， HTML页面中的每个元素都是对象，拥有自己的属性、方法和事件，通过编程，就可以在客户端实现一定程度上的动态效果和交互能力。 动态HTML技术主要体现在如下几个方面： l 动态样式：可以改变文档中任意元素的样式； l 动态内容：在网页加载后，可以动态修改网页的内容； l 对象定位：支持绝对定位和相对定位，可以任意控制网页中元素的位置； l 多媒体处理能力：提供一些内建的方法和对象，处理多媒体； l 字体嵌入：可使用特定URL下的字体； l 数据绑定：可轻松的显示数据库的内容； l 文档对象模型：提供对象的属性、方法和事件编程能力； 2.3 COM/DCOM组件技术 COM是Component Object Model的缩写，即组件对象模型，COM技术的前身是OLE技术。COM技术是软件业的一场革命，带来了软件开发的新概念，提高了软件开发的效率，并改变了软件开发的模式。分布式COM技术(DCOM)则是COM技术的扩展，使其能支持在局域网、广域网以及Internet上不同计算机的对象之间的通信。 COM/DCOM技术可以使用在WEB服务器上，担当中间层进行事务逻辑服务，处理各种复杂的业务逻辑计算和验算规则。配合ASP调用，可以扩展WEB服务器的功能，完成许多复杂的功能。 2.4 WEBGIS技术 地理信息系统（GIS）是近年发展起来的对地理环境有关问题进行分析和研究的一种空间信息管理系统。在计算机硬件和软件支持下对空间信息进行存储、分析和输出，并为用户提供决策支持的综合性技术。它利用计算机建立地理数据库，将地理环境的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数据存储，建立有效的数据管理系统。通过对多要素的综合分析方便快速地获取信息，并能以图像、数字、和多媒体等方式来表示结果。GIS最大地特点就是能够把水利防汛抗旱业务中地各种信息与反映空间位置地图形信息有机地结合在一起，并可根据用户的需求对这些数据进行处理和分析，把各种信息和空间信息结合起来提供给使用者，GIS技术与防汛抗旱紧密结合地应用前景远大。 随着Internet/Intranet技术地发展，基于WEB方式空间信息检索和信息发布也日渐增多，WEBGIS技术业已走向成熟，可以利用WEBGIS技术以WWW方式获得地图数据及相关地属性数据。 2.5 Java Applet技术 Java语言是Sun公司开发的最新一代编程语言，它可以用在各种不同的操作系统的网络环境中进行开发。Java语言的最大特点是它可以最大限度地利用网络。Applet是Java的小应用程序，是动态、安全、跨平台的网络应用程序。JavaApplet嵌入HTML语言，通过主页发布到Internet。用户访问服务器时，首先下载Applet，在浏览器的Java虚拟机中运行。由于Java语言的安全特性，用户一旦载入Applet，就可以放心的用来生成多媒体的用户界面或完成复杂的计算而不必担心病毒的入侵。虽然Applet可以和图像、声音、动画等一样从网络上下载，但它并不同于这些多媒体的文件格式，它可以接收用户的输入，动态地进行改变。 2.6 使用Ado数据库访问组件实现和数据库的无关性 ADO 是为 Microsoft最新和最强大的数据访问范例 OLE DB 而设计的，是一个便于使用的应用程序层接口。OLE DB 为任何数据源提供了高性能的访问，这些数据源包括关系和非关系数据库、电子邮件和文件系统、文本和图形、自定义业务对象等等。ADO 在关键的 Internet 方案中使用最少的网络流量，并且在前端和数据源之间使用最少的层数，所有这些都是为了提供轻量、高性能的接口。 ADO是进行WEB系统开发的有效方法，除了具有传统数据库开发环境的优点外，还增加了一些先进的功能，ADO可以应用于多种不同的数据库系统。 2.7 在网页开发中使用模板技术提高开发效率 在开发的过程中有一些功能类似，但内容不一样的网页，对于这些网页，采取 “模板”开发技术，开发一个逻辑事务处理模块，接收不同的参数输入，生成需要的结果。模版技术极大的提高了系统的开发效率。 3.系统特点： 3.1开放系统结构和系统权限控制 系统采用开放体系结构，便于系统的扩展和二次开发。用户可以自行开发应用模块，管理员利用系统提供的菜单管理功能将模块挂入系统并对模块进行访问授权控制。 系统对所有模块提供访问授权控制，将模块分为受控模块和非受控模块，所有用户可以访问非受控模块，用户需要得到授权才能访问受控模块的信息，所有权限控制完全由管理员通过权限控制模块实现。 为了方便众多用户权限设置，提供提供了完全开放的用户组概念，可以定义并确定各用户组的访问权限，用户权限自动继承所属组的权限，同时可以对个别用户的权限进行调整。 3.2方便的资料整理模式 为了会商资料整理，系统提供了向导是资料整理功能，所有系统调看的内容可以方便地保存下来，并可以配上说明文字，可以随时增减摘录的内容，可以自动形成摘录文挡的目录结构，可以调整目录次序，可以将演示文稿打包脱机使用。 3.3共享预报模型 由于采用了多层体系结构，系统可以共享预报系统的预报模型。在会商演示过程中，如果由网络连接，可以通过修改边界条件对洪水进行重新预报并可以直观的方式显示出来。而预报模型调用的是经过合理分层的预报系统的预报模型，这些模型可以同时被预报系统和会商系统共享。 3.4强大的地图操作功能 系统不需要在客户端安装任何插件，也不需要下载大量数据，利用浏览器功能，提供了强大的地图操作功能。除了常规地图操作外，提供了地图导航，报警，预定义区域，实体定位等实用功能。除此之外，系统还提供了地图实体相关的快捷菜单，将各类实体可能操作放入右键快捷菜单中，大大提高了操作的方便性和实用性，例如，所有水雨情查询都可以在站点附近通过快捷菜单实现。 3.5降雨等值分析工具 为降低在线等值分析消耗系统资源，保证发布雨量图得权威性，专门设计了等值分析工具，可以方便制作各种时间组合的降雨等值分析，可以方便地对分析结果进行调整，发布。系统根据用户选择以较小的资源消耗挂接等值分析结果。 3.6水雨情信息显示 系统中大量信息的显示与空间信息无关，如各种过程图，系统专门开发了一套客户端小程序，这些小程序可以进行数据的提取和各种计算。同时这些小程序不需要操作客户端资源，不需要用户人为降低浏览器的安全级别。 3.7数据库连接缓冲池 数据库操作密集型应用由于频繁建立数据库连接耗费大量时间，系统充分利用MTS应用服务器的功能，建立数据库连接缓冲池。当系统需要建立连接时，MTS服务器会自动寻找空闲连接直接使用，而释放连接时，连接由MTS接管暂时缓存起来备用，而只有空闲超过时间限定才真正释放。利用MTS的数据库缓冲池技术，大大提高了系统运行效率。 3.8方便的报表输出功能模式 系统中所有的报表均可实现输出和打印功能。输出和打印模式简洁，操作方便，格式统一，符合用户使用习惯。 3.9强大的水情会商支持功能 水情会商作为系统中一个非常重要的模块，为日常会商提供了强大的信息支撑，其三大版面：会商准备、会商演示、会商纪要为水文专家作出更为精确的预报和专家结论起到了重要的决策支持作用。 三、系统应用 1、三峡截流 长江流域防汛水情会商系统在长江三峡导流明渠截流前后，不仅为截流提供了及时有效的实时水雨情信息和报导，也为水文专家的现场指导提供了有力的信息支撑和较大的参考价值，获得了三峡领导的高度评价。 2、汉江洪水 长江流域防汛水情会商系统在2003年和2005年的汉江秋汛的应用当中也十分看好。其基于webgis的流域地图水情标注和实时报警，实时的干流及汉江预报成果的查询，最新的水位流量关系曲线，简洁直观的历史洪水对比及方便的防洪特征值检索不仅给各级防汛部门提供了重要的决策依据，也为预报员更为准确的预报奠定的坚实的休息参考基础；其面向领导、面向水文专家、面向大众的防汛会商及信息服务为汉江防汛带了了重要保障，在2次汉江防汛中均发挥了重要作用，堪称防汛非工程措施的典范。 3、日常会商 水情会商是在江河/水库中发生较大洪水时，水情部门之间、水情部门与水库调度、防汛指挥部门之间进行交流、沟通及对水情发展趋势作出共同判断的活动。 长江流域防汛水情会商系统在每年汛期的长江和汉江的日常会商中也是功勋卓越。会商采用类似向导式的方法来实现资料的准备，为专家决策提供全面的信息及分析、比较工具，其方便的信息查询和专家交互式分析、处理功能为预报员作出更为稳妥的专家结论提供了决策依据。正是有了会商系统强大的决策支撑作用，才使得在每次的洪峰预报和过程预报中，预报员都能作出更为准确的预报。 4、应用效果 【水文实时监视图】：在地图上以标注的形式显示主要站水情 【水文实时报警图】：当出现警戒水情时，在报警站点附近置一不同颜色的闪烁点以示不同级别的警戒水情，并在报警闪烁点上以浮动标注的形式显示该报警点的水情。 【水文站实时水位流量过程线图】：简洁、直观的表现水文站实时水位流量过程线，可显示水位、流量值，可在图上根据需要标出各特征水位，拖动鼠标即可算出鼠标移动时间段的洪量。 【多站流量过程线对比图】：简洁、直观的表现多站流量过程线画在一起时的对比情况，各站流量值随鼠标的移动而相应变化。 【水文站实时水位与历史洪峰对比】：简洁、直观的表现水文站当前洪水与历史洪水过程的对比，以为预报做参考。 【水文站断面水位过程】：简洁、直观的表现某时间段水文站断面水位的变化过程，可标注历史特征值。 【三维卫星云图动画演示】：简洁、直观的表现三维卫星云图实况和某一时间段云图的变化过程，对云图走向进行了形象的模拟，为预报降雨提供了重要参考。 【MM5数字预报图】：第五代中尺度数字预报模式，具有较高的时空分辨率。 【水情特征值查询】：提供各站各类特征值的查询，查询方式灵活，查询内容详尽。 【长江流域干支流重要站水情报表】：以报表的形式显示长江