上海市防汛公共信息平台应用系统

摘要

• 目前，上海市防汛指挥部和19个区县防汛指挥部已实现2M光纤联网；与市水务局下属单位实现了2M光纤联网，网络节点覆盖局属各防汛单位等；已实现与水利部、长江流域委员会、太湖流域管理局、市气象局、市海事局、国家海洋局东海分局等相关单位的网络连接。

项目类别：javascript:;" onClick="javascript:tagshow(event, '%B7%C0%D1%B4');" target="_self">防汛指挥系统
关键字： 自动采集 决策支持 灵活快捷
系统特点：系统包括防汛信息自动采集、计算机网络和通信、综合数据库、防汛决策支持、信息发布等子系统组成，具有明显的空间地域概念，涉及大量的空间数据，构建了防汛数据共享、网络会商的信息化平台，提供了灵活快捷的在线查询和业务处理应用服务。

上海水务 防汛公共信息平台应用系统

  
  　目前，上海市防汛指挥部和19个区县防汛指挥部已实现2M光纤联网；与市水务局下属单位实现了2M光纤联网，网络节点覆盖局属各防汛单位等；已实现与水利部、长江流域委员会、太湖流域管理局、市气象局、市海事局、国家海洋局东海分局等相关单位的网络连接。

系统结构和数据组织

　　根据城市防汛特点，设计了市、区县两级防汛地理数据相互调用、信息分层联动的WebGIS系统。市、区县防汛指挥部均采用ArcIMS建立MapService，负责维护各自的数据。市防汛指挥部可以集成本地数据及各区县MapService的空间数据，区县WebGIS仅对辖区范围内的基础信息、实时信息进行发布，可引用防汛专网上已存在的MapService。以此构建具有可伸缩性、松散耦合、低成本的系统架构，使多个处于相互封闭的WebGIS系统方便地连接起来。系统间既可独立运行，也可联合运行、综合显示。

　　市防汛指挥部的WebGIS系统作为信息共享和网络会商平台，需要将防汛会商和决策所需要的各种信息通过WebGIS统一管理和发布，主要设计了基础信息发布、实时信息发布、模型结果发布等功能。

　　WebGIS软件开发平台的选型将决定系统整体的技术架构、应用深度和可扩展性，是系统总体设计中至关重要的一项内容。众多的GIS厂商推出了各自的WebGIS方案" target="_blank">解决方案，软件功能、用户对象也各有特点。ArcIMS作为ESRI公司的最新一代WebGIS软件，具有产品成熟、简单的基于向导的界面、强大的智能化客户端、地图编辑和地图注释功能、方便的定制功能、高质量的制图功能、可伸缩的体系结构、支持多种开发方式等特点，对于需要管理海量数据、要求强大功能的防汛辅助决策来说，是一个理想的开发平台软件。

　　ArcIMS采用三层体系架构，即在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”。结合上海市防汛需求，应用ArcXML、JavaScript、ASP等对ArcIMS进行二次开发，用户通过Web浏览器获取服务器端的地图服务，在Web Server、Appication Server及Database Server之间通过TCP/IP、ArcXML进行通讯，实现分布式B/S计算环境中的地图服务和数据共享。

　　按照分级管理、分类存贮的设计思想，采用分布式和集中式存贮相结合的方式，设计了市、区县两级防汛数据库，并对各实时数据采集系统进行数据汇总。各类信息按照统一标准处理后，存入上海市防汛综合数据库，构成了WebGIS系统的数据支撑层。数据库包括空间数据库、属性数据库及影像数据库，分别采用GIS、RDBMS和RS来管理，并采用SQL Server、ArcSDE来统一存贮，这为属性数据库、遥感数据库与空间数据库的紧密集成提供了方便。

　　基础数字地形图从上海市测绘院购买，包括2004年城区1:500、郊区1:000和1:2000比例尺数字地形图，DWG格式，共23116幅。经格式转换、分层、拼接后，统一转换为Shp和GeoDatabase两种格式，包括道路、桥梁、水系、行政区划、重要单位、高程点、DEM等图层。遥感影像库存贮了多时相、多分辨率的遥感数据，包括全市2.5m分辨率SPOT-5卫星遥感、市区0.61m分辨率QuickBird卫星遥感、全市1.411m分辨率彩红外航空遥感、全市0.8m分辨率彩红外航空遥感等。为实现海量遥感数据的有效存储和管理，进行了图片切割、图幅索引、空间配准，并采用MrSid格式进行压缩。目前，已基本形成基础数字地形图每2-3年更新一次、遥感影像每1-2年更新一次的机制。

　　防汛工程设施数据建立在1999年全市水资源普查的基础上，包括河道、水闸、防汛墙、海塘、泵站、管网、水文站、险工险段等。防汛指挥信息包括防汛抢险预案、防汛组织机构、防汛物资分布、抢险人员分布等。均按照统一的分类编码、属性数据库结构进行标准构建。

　　城市防汛减灾涉及市防汛指挥部和各区县防汛指挥部，它们除了有公共数据外还有自己的数据，且大部分数据的收集和维护工作都是由区县防汛指挥部完成。鉴于这种情况，为减轻市防汛综合数据库的负担、解决异地数据共享，设计了市、区县分布式数据库管理方式。区县防汛指挥部拥有自己的数据库，也可以从市防汛指挥部数据库中调用所辖区域内的数据，但对所有数据的写操作和机密数据的读写操作设置权限控制。市防汛指挥部也可以调用各区县防汛指挥部的地图服务，形成分布式数据组织和获取方式。

　　上海市近十几年来相继完成了一些防汛实时信息采集系统。这些系统是不同时间、不同单位建设，数据格式、软件平台、表现形式存在着差异。为了防汛信息共享、应急联动的需要，有必要对部分数据进行分类、标准化后，汇总到市防汛指挥部的数据库中。主要包括：气象观测和预报成果，水 (雨) 情信息采集系统，市区排水信息采集系统，海洋观测数据等。

　　将以上实时信息采集系统挂接到防汛网络平台上，采用中间件技术开发了数据转储模块。位于市防汛指挥部的消息中间件会定时 (也可手动) 读取源系统的数据，将新增和修改的数据转储到综合数据库中。当数据量大时则采用分批传送，对传送失败的数据还会进行重新发送，有效地提高了大数据量传输的可靠性。

系统功能

　　市、区县两级防汛地理信息分层调用

　　以市防汛指挥部及青浦、松江、金山、普陀四个区为试点，对基于WebGIS的防汛地理数据分层调用进行了方法探讨。均采用ArcIMS平台软件建立MapService，市防汛指挥部可以集成本地及所有试点区县MapService的地图数据，区县防汛指挥部可以调用防汛专网上已存在的MapService。在一张全市电子地图上，可以将试点区县的地图数据进行无缝拼接、综合显示，其中区县地图数据是通过网络从区县的MapService中获取。市、区县防汛指挥部分别维护各自的数据，调动了区县信息化建设的积极性，保证了数据的一致性；同时使多个处于相互封闭的WebGIS系统有机地连接起来。系统间既可独立运行，也可联合运行、综合显示，体现了分层管理、分级维护、信息联动的理念。

　　防汛基础信息发布

　　基础资料的获取，往往是在政府部门的组织和支持下，动员社会上多方力量，花费大量的人力、物力，历经数月甚至数年的努力而积累的。但水灾毕竟是不经常发生的事件，对于这些基础信息的利用，必须考虑“平灾结合”。既服务于防汛应急指挥工作，又为日常管理工作提供信息查询，为城市管理现代化服务。

　　基础信息发布模块包括基础地形、防汛工程设施、救灾基础信息、指挥基础信息等子模块。将海量基础数据在网上发布，具有WebGIS的基本功能。每个子模块又包括若干个数据图层，如基础地理数据—包括道路、行政区划、建筑物、重要单位、高程、等高线、卫星遥感影像、航空遥感影像等图层；防汛指挥基础信息—包括防汛物资、防汛人员、抢险车辆、抢险路线、撤退路线等图层。

　　客户端功能包括：地图基本操作功能 (放大、缩小、漫游、全图显示)、属性信息查询功能 (查询器、查找、属性显示)、地图元素选取功能 (方框选取、线或多边形选取、清除)、地图分析基本功能 (缓冲区分析、测距离、测面积)、辅助功能 (图例/图层交替显示、鹰眼图、地图打印、网站链接) 等。

利用这些功能可以在电子地图上，方便地查询到有关的防汛基础信息，一旦发生灾情，能快速分析可能影响的道路、建筑物、居民、水工程设施情况、抢险救灾人员情况、防汛物资情况等。例如：通过地图缓冲区分析，可以获知某一距离范围内 (如3km) 所有防汛工程设施、重要单位、人口的空间分布和属性信息。

　　防汛实时信息发布

　　通过WebGIS与防汛综合数据库关联，将来自市水文总站、市排水公司、市气象局、市海事局、国家海洋局东海分局的实时水位、雨量、风速风向等实时信息，基于统一的WebGIS平台进行动态显示，并实现自动告警、动态刷新等功能。

　　模型预测结果发布

　　可查询任一段海塘在任一时刻的台风暴潮增水高度，并与天文潮、实测潮位进行叠加分析。将模型计算的台风暴潮增水过程与历史上对上海市有重要影响的台风路径、增水过程进行对比，并与海塘工程设施、遥感图片、人口、社会经济等资料进行叠置，分析台风暴潮可能造成的影响。

　　系统自2002年汛期投入运行，并在防汛实战中不断地得到改进和完善。经受了2002年“森拉克”、2004年“云娜”、2005年“麦莎”和“卡努”等台风的严峻考验，市区县两级防汛信息网络联动和共享效益明显，工作效率得到较大提高，有效地提高了各级防汛辅助决策的准确性、及时性和直观性。系统的成功实施还说明了WebGIS技术应用于传统的防汛减灾工作中的可行性和先进性，值得深入研究和推广应用。目前，在此平台上集群通信、工情采集、灾情采集、风险决策、应急预案等防灾体系应用信息系统正在不断拓展，更大规模的基于水资源监控与管理的水务公共信息平台应用系统建设将为上海这座国际化大都市的水安全、水资源、水环境管理提供有力的信息保障，以便更好地造福市民、服务市民。

点评：

　　上海市防汛指挥系统包括防汛信息自动采集、计算机网络和通信、综合数据库、防汛决策支持、信息发布等子系统组成，目前系统框架已基本建成。防汛指挥系统具有明显的空间地域概念，涉及大量的空间数据，实质上是一个空间决策支持系统 (SDSS)。

　　基于网络地理信息系统 (WebGIS)的上海市防汛公共信息平台应用系统作为上海市防汛指挥系统的重要组成部分，构建了防汛数据共享、网络会商的信息化平台，为各级防汛部门提供了灵活快捷的在线查询和业务处理应用服务。

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