东方世纪防汛抗旱监测预警解决方案 鲲鹏

一、建设背景
　　一句话趋势：由传统预报模式向大数据预报模式的转变；由单部门管理向多部门联动的转变。
　　为了深入贯彻落实党的十九大精神，积极响应习近平总书记建设“数字中国新愿景”宏伟构想，应急管理部下发的《应急管理信息化发展战略规划框架（2018-2022年）（概要版）》，《2019年地方应急管理信息化实施指南》，《应急管理信息化2019年地方建设任务书》，《应急管理部办公厅关于做好防汛抗旱态势分析系统运行工作》等建设框架，开展信息化顶层设计规划。加快推进符合XXX特色的“智慧大应急”建设，围绕监督管理、监测预警、指挥调度、决策支持、政务管理五大业务领域，构建“四横四纵”应急管理体系。
　　应急管理部于2018年3月根据第十三届全国人民代表大会第一次会议批准的国务院机构改革方案设立。并在应急管理部下设立办事机构（国家防汛抗旱总指挥部办公室），承担总指挥部日常工作。
　　防汛抗旱司是应急部的内设机构。组织、协调、指导、监督全国防汛抗旱工作。组织协调指导台风、山洪等灾害防御和城市防洪工作。
　　水旱灾害防御司是水利部的内设机构。组织编制洪水干旱防治规划和防护标准、重要江河湖泊和重要水工程的防御洪水抗御旱灾调度以及应急水量调度方案并组织实施。承担水情旱情预警工作。
　　2019年1月，首次全国应急管理工作会议召开，会议提出了“推动应急管理信息化跨越发展，主动利用网络、移动平台、信息系统进行决策、会商、研判和处置，建立以自动化、网络化、移动化、智能化为特征的工作新模式”等要求。为确保应急管理部组建后新时代下防汛抗旱工作顺利开展，能够更好地与各流域、各省进行会商联动，急需建设防汛抗旱应急管理决策支持系统，围绕暴雨、洪水、内涝、干旱等不同事件专题，为全省各级防汛抗旱在应急指挥时进行科学地决策，提供信息支撑，减少灾害损失。
　　近年来，党和国家领导人、水利部，从治国安邦和实现中华民族伟大复兴的战略高度，从党和国家事业发展的全局出发，对水利工作作出全面部署，动员全党全社会大兴水利，加快实现水利改革发展新跨越，着力推动中国特色水利现代化建设。水利信息化是水利现代化的重要基础和标志，是引领和带动水利现代化的重要措施。因此，当前和今后一个时期，加快推进水利信息化，支撑和保障水利改革发展，促进并带动水利现代化，是一项事关水利发展全局的重大战略任务。
　　按照国家水利现代化的总体要求，以“全面规划、统筹兼顾、整体推进、突出重点”的思路，充分整合应用已有资源成果，采用先进的理念、技术手段和方法，完善信息化工作体制与发展机制，提升水利综合决策能力，以水利信息化带动水利现代化，促进水利事业的科学可持续发展。构建一个完整的防洪体系，硬件与软件缺一不可，加快防汛信息现代化建设，提高信息采集、传输、处理和防汛调度决策的实效性和准确性，打造高水平的防汛抗旱指挥决策支撑平台,实现防洪决策科学化、信息化，是对新时期防汛工作提出的新的任务。
　　为加强应急管理部、水利部在处理洪灾、旱灾等灾种的决策支撑能力。需构建一套以行政区域为基础的系统，融合地形地貌、气象水文、历史灾害等多源数据，运用大数据及人工智能技术，突破无资料地区洪水预警的瓶颈，建立面向全国的洪水预报模型，实现任意区域汛情旱情的快速预警，重点河道、水库工程的防洪安全预警和洪水风险分析，为洪涝干旱预测、应对和处置提供技术支撑。

二、应用场景
1、防汛抗旱系统功能：综合态势
　♦ 部级、各省级用户在重要时段需要对暴雨、洪水和水利工程风险态势集中掌握与统计
　♦ 分析暴雨、洪水风险数量以及灾害预警地区最近一个月的变化趋势
　♦ 分析数据采集量与各类灾害发生的逻辑关系并对未来可能发生的灾害进行有效补充
2、防汛抗旱系统功能：大屏展示
　♦ 各会商室、值班室和指挥中心等，全面对气象、水旱和水利设施风险告警进行捕捉
　♦ 分析水旱灾害与气象要素之间的逻辑关联，综合进行情景展示
　♦ 快速关联业务功能的各类综合演示场景
3、防汛抗旱系统功能：气象态势
　♦ 需要对全国降雨分布的过去、现在和未来情况进经行分析研判
　♦ 结合天气、卫星云图、雷达和大气温度等属性对气象条件进行分析
　♦ 台风场景分析及资源互动
4、防汛抗旱系统功能：洪水态势
　♦ 点面结合，从宏观到微观对洪水影响进行精准分析
　♦ 对未来可能发生的洪水提供趋势预报预警参考
　♦ 结合预报及实况，查看水利设施情况和可能的风险
5、防汛抗旱系统功能：旱情态势
　♦ 分析实况旱情分布及旱情趋势分布
　♦ 为其他相关灾种扩展及农业等行业提供支持
　♦ 分析旱情影响和相关生产建议
6、防汛抗旱系统功能：流域调度
　♦ 查看流域构成，对流域内各水利设施和河流情况监视监控。
　♦ 分析流域内涉水设施的上下游关系和调度方案，模拟调度。

三、客户需求
　♦ 数据融合共享需求
　♦ 统一地理信息管理需求
　♦ 水利基础资料集成需求
　♦ 水雨情实时数据集成需求
　♦ 气象态势分析需求
　♦ 水旱态势分析需求
　♦ 一张图可视化呈现需求

四、防汛抗旱解决方案
　　为匹配XXX应急厅、水利厅信息化建设，构建防汛抗旱系统，满足应急指挥、协同会商、决策支持应用，通过对海量、多源、多灾种的风险监测数据进行快速处理分析，开展防汛抗旱监测预警业务，提升防汛抗旱风险评估和预警能力。防汛抗旱总体架构如下：
　　防汛抗旱监测预警系统以数字地球为基础，融合地形地貌、气象水文、历史灾害等多源数据，运用大数据及人工智能技术，突破了无资料地区洪水预警的瓶颈，建立面向全国的洪水预报模型，模型自带基础资料，无需用户提供数据，适用于无资料地区。
　　系统围绕气象、水旱灾害，基于“一张图”管理，采用点、面结合的方式，通过时间轴将历史反演、现在实况及未来趋势的雨水情信息进行动态展示，主要提供气象、洪水及旱情态势分析和监测预警信息查询，为洪涝干旱预测、应对和处置提供技术支撑。
 
五、方案特点
1、网格化数据处理技术
　♦ 对所有地震信息、气象信息、地理信息、森林草原、地质信息、和水文等信息统一进行5×5km的网格化处理和单元关联。
2、多源数据整合与共享技术
　♦ 防汛抗旱信息系统数据涉及面广，建立信息资源整合与共享的模式，实现对这些信息的高效使用。
3、大数据分析与机器学习
　♦ 利用多元数据融合，基于鲲鹏云计算与人工智能，以机器代人参与复杂数据清洗计算，提高数据分析的体量、精度及速度。
4、洪水演进模型
　♦ 了解洪水产生的整个演进过程。
5、水库调度模型
　♦ 调度模型要求根据优化指标和约束条件自动对计算结果进行分析。
6、流域水库联合调度
　♦ 构建预报调度一体化的电子化洪水调度方案，建设大江大河、重要支流和其他重点防洪区的水库群联合调度系统。
7、云计算与云化部署
　♦ 融合通信系统支持全面的云化部署。