预警预报系统
基于数据仓库的突发公共卫生事件预警预报系统
件 预 警 预 报 系统 ， 系统 预 警 效 果 良好 ， 对 于 完 善 突 发 公 共 卫 生 事 件 早 期 预 警 体 系有 重 要 价 值 。 该 其
基本做 到 了 网络 直报 等 ， 仍存 在认 识 不到 位 、 但 预警 指标体 系和 网络 不健 全 、 测报 告 系统 反应速 度慢 等 问题 。为此 ， 出 监 提
了一 种新 的突发公 共卫 生事件预 警预 报方 法 ， 方 法将 气 象因素用 于预 警预报 ，挖掘 出气象 因素 和疾 病爆 发 的关 系并据 此 该
关键 词： 数据 仓库 ；数据挖 掘 ； 突发 公共 卫生 事件；预 警 ；决 策树算 法 中 图法分类号 ： Ｐ ９ Ｔ３１ 文献 标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０７２ ２ １） ３３ １一４ １０—０４（０ ０ １—】９Ｏ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｕ ｌ ｅ ｌ ｍｅｇ ｎ ｉｓｗａｎ ｎ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｄ ｔ ｒ ｈ ｕ ｅ ｓ ａ ｃ ｎｐ ｂ ｉ ｈ ａｔ ｅ ｒ ｅ ｃｅ ｒ ｉｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ａａｗａ ｅ ｏ ｓ ｃ ｈ
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加强应急预警与预报系统
现有技术分析
大数据技术
大数据技术可以用于分析 1
历史数据和实时数据，提 高预警准确率。
人工智能技术
4
人工智能技术可以用于智 能分析预警信息，提高预 警的及时性和准确性。
物联网技术
2
物联网技术可以实时监测
各种环境和设施的状况，
及时发现潜在风险。
云计算技术
3 云计算技术可以提高数据
处理和存储能力，保障系 统运行的稳定性和可靠性 。
公众参与度低
公众对应急预警与预报系统的认 知和参与度较低。
数据共享不足
不同部门之间的数据共享不足， 导致预警信息传递不畅。
预警覆盖面不全
预警覆盖面不全，一些偏远地区 可能无法及时接收到预警信息。
国内外发展现状
国际发展趋势
国际上对应急预警与预报系统的研究和建设越来越重视，技术发展迅速。
国内发展现状
国内系统建设正在逐步加强，但仍存在较大差距。
促进社会稳定的意义
1
加强应急预警与预报系统有助于增强社会对灾害 的应对能力，减少灾害对社会和经济的影响，促 进社会的稳定发展。
2
预警系统能够提高政府和公众的危机意识，加强 社会团结和协作，共同应对灾害挑战。
3
预警系统能够提升国家的综合实力和国际形象， 增强国际社会对我国应对灾害能力的认可和信任 。
加强应急队伍建设
建立专业化的应急救援队伍，提 高应急处置的快速反应能力和救 援效率。
完善应急物资储备体系
建立健全应急物资储备制度，确 保应急处置所需的物资能够及时 、充足地供应。
Part
05
加强应急预警与预报系统的保 障措施
政策保障措施
制定相关法律法规
制定和完善应急预警与预报系统 的法律法规，明确各级政府和相 关部门的职责和义务，为系统的 建设和管理提供法律保障。
气象灾害预警系统的原理
气象灾害预警系统的原理气象灾害预警系统是指利用先进的气象监测、预测技术和信息传输技术，及时预警和发布各种气象灾害信息，以便采取有效的措施减少损失、保护人民生命和财产安全的一种综合系统。
其原理是通过监测大气环境的各种参数，分析气象数据，利用气象模型进行预测，及时发布预警信息，提醒公众注意避险。
气象灾害预警系统的原理可以被分为以下几个步骤：一、监测与数据收集气象监测包括对大气环境中各种参数的实时监测，包括气温、湿度、风速、降水量等。
这些数据可以通过气象观测站、卫星遥感、雷达等多种手段获取。
通过实时监测和数据收集，系统可以获得准确、及时的气象数据，为后续的预警工作提供基础。
二、数据分析与模型预测收集到的气象数据被传输到气象预报中心，经过数据分析和处理。
利用气象模型结合先进的计算机技术，系统可以对气象参数进行预测，包括气候变化、风暴、降雨等事件的发生和发展趋势。
这样就可以在恶劣天气发生前提前做出预测和预警。
三、预警发布一旦发现有可能引发气象灾害的事件，系统会及时向公众发布预警信息。
预警信息可以通过各种途径传播，包括电视、广播、手机短信、互联网等。
预警信息应当包括事件的发生时间、地点以及可能引发的影响，以便公众做好防范和避险准备。
四、应急响应一旦接收到预警信息，各级政府部门和相关单位应立即启动应急响应机制，采取各种措施保护人民的生命财产安全。
这些措施可以包括疏散、关闭学校、停课、转移人群、加固建筑、提供紧急救援等。
五、评估和反馈预警发布后，还需要对预警效果进行评估。
包括预警信息的准确性、及时性，以及公众对预警信息的响应情况等。
通过评估可以为今后改进预警系统提供依据。
总体来说，气象灾害预警系统的原理是通过监测、数据分析、预测和发布预警信息等环节，及时向公众发布气象灾害预警信息，以减少损失，保护公众的生命和财产安全。
这一系统是一个综合性的系统，需要集成多种技术和资源，对气象数据的准确性和及时性有着严格要求。
同时，预警工作不仅依赖于技术手段，还需要政府部门和社会公众的积极参与和响应。
全流域洪水预警预报系统设计与构建
全流域洪水预警预报系统设计与构建洪水是一种普遍存在的自然灾害，给人们生命财产带来极大的危害。
因此，建立全流域的洪水预警预报系统对于人们防范洪水灾害、保障社会经济发展至关重要。
本文将探讨全流域洪水预警预报系统的设计与构建。
一、洪水预警与预报的概念洪水预警与预报是指根据水文气象数据、水文模型和人工补充等多方面数据，对于属于某一地区的洪水危险情况及其可能的发展趋势进行分析，形成关于洪水可能的预警和预报信息，以便及时采取应对措施，避免灾害发生。
二、全流域洪水预警预报系统的设计全流域洪水预警预报系统的设计应该包含以下要素：1.水文气象数据的采集与处理水文气象数据是洪水预警预报系统的基础。
在系统设计中，需要对流域中气象站、水文测站、雨量站、水位站等观测站点进行梳理，构建灵活的数据采集方案，并且对数据进行处理清洗，生成符合水情分析所需要的数据文件。
2.数据质量控制由于水文气象数据多来源、数据质量多变，需要对数据进行质量控制，保证数据的真实性和准确度。
3.水文模型建立水文模型是洪水预报和预警的基础性工具。
在全流域洪水预警预报系统中，考虑到模型的可靠性和实时性，建议采用分布式水文模型，如TOPMODEL、SWAT 等，模型的运算结果作为预报和预警的依据。
4.预警预报系统的运作原理预警预报系统是一个复杂的系统，需要定义其运作原理。
全流域洪水预警预报系统包括实时监测、数据存储、数据处理、模型运算、预测分析及分析结果展示等一整套流程。
5.预警预报信息展示与发布全流域的预警预报系统需要将分析结果展示，为决策者和公众提供洪水发生的可能性、可能影响的区域范围和预防较为准确的预警预报信息。
三、全流域洪水预警预报系统的构建全流域洪水预警预报系统的构建包括系统开发与运行两个方面。
1.系统开发(1)数据录入：将各种水文气象等数据上传至数据库。
(2)数据处理：编写程序，对气象站、水文站等原始数据进行处理。
进行数据过滤、数据平滑、数据合成等操作，从而实现高精度的水文预测。
低空风切变预警预报系统简要说明
低空风切变预警预报系统简要说明青岛空管站2006年4月一、风切变及系统概述二、风切变主要表现形式三、预警预报指标四、预报思路及指标应用五、实例分析一、风切变及系统概述风切变是指逆风或顺风出现持续的转变（持续至少数秒钟）而引致飞机的浮力产生变化。
浮力减少可导致飞机向下偏离预定飞行路线。
引致逆风或顺风出现１５海里／小时（８米／秒）或以上的转变为显著的风切变。
风切变表现为气流运动速度和方向的突然变化。
飞机在这种环境中飞行，相应地就要发生突然性的空速变化，空速变化引起了升力变化，升力的变化又引起了飞行高度的变化。
风切变按风的切变类型可分为垂直风切变、水平风切变和垂直风的切变。
低空风切变通常是指发生在５００米高度以内的风切变，具有时间短、尺度小、强度大和突发性的特点。
雷暴、锋面、强气旋、低空急流、低空逆温、地形等都会造成强低空风切变。
严重的低空风切变，常发生在低空急流、锋面及雷雨云附近。
山东半岛地形图流亭机场地形图(50KM)流亭机场地形图(10KM)流亭机场飞机着陆路径３５号跑道（南向北）对准跑道时距机场２５ＫＭ，高度９００米，约５－６分钟后落地；高度５００米时，距机场１０ＫＭ（沧口机场）。
１７号跑道（北向南）对准跑道时距机场２０ＫＭ，高度５５０米，约５－６分钟后落地。
系统主页系统结构图气象资料气象自动观测系统气象要素实时风向风速、气温、场压探测资料 气象局探空资料JMA（CMA）T213数值预报产品中地面和低空风场资料资料说明未来资料引进1）青岛市气象局设置在机场周围自动气象站资料、多普勒雷达反演风场资料的应用。
2）MM5数值预报产品的应用。
3）风廓线雷达设备的引进和资料应用。
4）反向指标应用。
如能见度（RVR），大雾出现时，低层稳定，一般不会出现低空风切变。
当风场预报资料不准时，可以用来进行订正。
比如锋面过境时，预报低空风转向比实际早，地面风实际风向未转时，系统会误报警，通过参考能见度资料可以进行订正。
智慧环境质量监测与预报预警系统建设方案
动态阈值
个性化阈值
根据国家或地区的环境质量标准，设定各 项污染物的基础阈值。
根据历史数据和实时监测数据，动态调整 阈值，以适应不同季节和天气条件下的环 境质量变化。
针对不同区域和行业需求，制定个性化的 预警阈值，提高预警系统的实用性。
预警发布与处理
预警发布方式
通过短信、电话、邮件等多种方 式，及时将预警信息传递给相关 部门和人员。
预报预警模块
根据处理后的数据，进行环境 质量预报和预警，提供定制化 的预报预警服务。
用户界面模块
提供友好、直观的用户界面， 方便用户进行操作和交互。
系统实施步骤
需求分析
深入了解用户需求， 明确系统建设目标。
系统设计
根据需求分析结果， 进行系统架构设计和 功能模块划分。
系统开发
按照系统设计方案， 进行系统开发和编码 实现。
预警处理流程
建立完善的预警处理流程，包括 应急预案制定、污染源排查、污 染防控措施实施等，确保预警信 息得到有效应对。
预警效果评估
对预警系统的准确率、及时性等 进行评估，不断优化预警模型和 阈值设定，提高预警系统的性能 。
04
系统建设方案
系统架构设计
用户界面层
提供友好、直观的用户界面，方便用户进 行操作和交互。
效益评估
环境质量改善
通过实时监测和预警预报，及时发现和 解决环境污染问题，有效改善环境质量 。
社会效益
系统的建设和应用能够提高公众对环境 质量的关注度，增强环保意识，推动社 会共同参与环境保护。
经济效益
智慧环境质量监测与预报预警系统的建 设和运营成本相对较低，长期效益显著 ，能够有效降低环境治理成本。
数据分析
智慧水务预警预报系统设计设计方案
智慧水务预警预报系统设计设计方案智慧水务预警预报系统是以物联网技术和大数据分析为基础，对水务系统进行实时监控、分析和预警的系统。
以下是关于智慧水务预警预报系统的设计方案。
一、系统需求分析1. 实时监测：系统需要能够实时监测水务系统中的各种参数，如水位、水质、水压等。
2. 数据采集：系统需要能够对各个监测点进行数据采集，并将采集到的数据传输到云端进行存储和分析。
3. 数据分析：系统需要能够对采集到的数据进行分析，根据预设的规则和模型，判断是否存在异常情况，并生成相应的预警报告。
4. 预警发布：系统需要能够及时发布预警信息，包括预警级别、预警内容以及采取的应对措施等。
二、系统架构设计1. 物联网传感器：在水务系统中安装各种传感器，用于实时监测水质、水位、水压等参数，并将数据传输至云端。
2. 云端服务器：将传感器采集到的数据存储在云端服务器中，并进行实时分析，判断是否存在异常情况。
3. 数据分析模块：在云端服务器中运行数据分析模块，根据预设的规则和模型，对传感器数据进行分析，并生成预警报告。
4. 预警发布模块：在云端服务器中运行预警发布模块，根据预警规则和报告生成的预警信息，将预警信息传输到相应的终端设备上，如手机、电脑等。
三、系统功能设计1. 实时监测功能：系统能够实时监测水务系统中的各个参数，并将监测数据发送至云端进行存储和分析。
2. 异常检测功能：系统能够根据预设的规则和模型，对传感器采集到的数据进行实时分析，判断是否存在异常情况。
3. 预警报告生成功能：系统能够根据检测到的异常情况，生成相应的预警报告，包括预警级别、预警内容以及采取的应对措施等。
4. 预警信息发布功能：系统能够将生成的预警信息及时发布到相应的终端设备上，以便相关人员能够及时采取应对措施。
5. 数据分析功能：系统能够根据存储在云端的数据，进行历史数据分析和趋势分析，帮助水务管理人员进行决策。
四、系统安全性设计1. 数据加密：对于传输的数据，采用加密算法进行加密，确保数据传输的安全性。
珠三角终端区短临天气预警预报系统简介
3、系统框架
基于WebGIS技术的监测、预报、预警系统
南京信大气象科技有限公司
强对流天气监测预报预警系统功能框架图
4、关键技术 国际先进水准的气象核心业务技术 南京信大气象科技有限公司 部分输出产品如下
4、关键技术 国际先进水准的气象核心业务技术 南京信大气象科技有限公司 部分输出产品如下
4、关键技术 国际先进水准的气象核心业务技术 南京信大气象科技有限公司 中尺度数值模式降水产品修正技术
中尺度数值模式预报结果往往会存在系统性位置偏差，在进行雷达 资料外推预报及中尺度数值模式预报产品的融合处理前，首先需进行模 式降水预报结果的相位修正，校正数值预报的降水分布，之后还需进行 降水强度的修正。基于定量降水估测QPE 场对数值预报降水产品的校 正，以及降水强度的修正，能够明显改进数值预报降水落区的相位和降 水强度的准确性。
4、关键技术 国际先进水准的气象核心业务技术 南京信大气象科技有限公司
基于外推及模式预报的融合预报技术
基于雷达资料外推预报及中尺 度数值模式预报的融合预报技术 （ Blending ） 是 利 用 中 尺 度 模 式 快 速 循 环 系 统 RR （ Rapid Refresh）的降水预报资料作为环 境场，配合雷达1-6小时降水定量 预报(QPF)，将雷达资料与数值模 式产品融合处理，进行1-6小时强 对流天气的短时预报技术。 这种融 合预报技术不但能够有效弥补模式 的“spin-up”问题，同时还可提 高雷达资料外推出现的预报准确率。
利用交叉相关算法确定雷达回波移动的引导风场，通过该方法可以利用当前时 刻的雷达回波实时外推出6小时内的雷达回波图，及时、有效的监测强对流天 气，对其未来发展趋势做出准确预测。同时采用动态订正技术可以使高空风的 影响贯穿始终，并尽可能考虑了实况数据的影响以期达到较好的外推预报效果。 这一方法可以有效改善TREC算法外推时出现的发散现象。
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气象预警预报系统，保云南“四季如春”
孟荣，罗显刚，黄友昕，崔艺
云南，素以其美丽、丰饶、神奇而著称于世，这里有世界最著名的喀斯特景观之一——石林，也有最壮丽的地质奇观——三江并流，玉龙雪山、腾冲火山群等众多自然景观与地理风貌也是举世闻名。
这些景观的形成与云南丰富多样的气候类型和地形地貌分不开，同时特定的地质环境条件和气象条件也使云南成为我国地质灾害高发和受威胁严重的省份，建设一个相应的地质灾害气象预警预报信息平台迫在眉睫。
由云南省地质环境监测院和云南省气象局联合，在MapGIS K9 互联网GIS平台基础上，最终搭建成了一套省级、地州级可共用的，时效高、预警预报信息内容较为全面及准确可靠的地质灾害预警预报系统，涵盖云南省地质灾害数据的组织管理、地质灾害气象预警结果展示、预警结果人工干预修改、预警结果数据分析、预警结果发布等功能。
提高了云南省地质灾害气象预警预报水平和精度，为相关政府部门决策和灾害地区群众的减灾措施提供及时、科学、有效的信息指导。
系统功能——多种管理与预警分析
系统包括五大功能模块：预警分析子系统、雨量管理子系统、灾害管理子系统、地图管理子系统和系统设置子系统（图1）。
云南省地质灾害气象预警预报系统
雨量管理灾害管理地图管理系统设置预警分析
地质灾害数据上传地
质
灾
害
数
据
查
询
统
计
地
质
灾
害
文
件
上
传
地
质
灾
害
文
件
检
索
下
载
降雨量数据导入降
雨
量
数
据
查
询
降
雨
等
值
线
分
析
预警参数设置
预
警
分
析
预
警
结
果
分
析
预
警
产
品
发
布
预
警
值
班
管
理
用
户
及
权
限
管
理
系
统
参
数
管
理
系
统
日
志
管
理
图
层
管
理
图
层
元
数
据
管
理
图1 云南省地质灾害气象预警预报系统功能模块图
雨量管理子系统
（1）降雨量数据导入
提供多种导入的方式供用户自由选择；有一定的容错能力，并提供数据预览让用户人
工干预。
（2）降雨量数据查询
针对降雨量数据结构的特征和预警相关需求进行查询和统计，查询统计结果能以Excel 表格形式输出，部分可以统计图的形式展示。
（3）降雨等值线分析
分为参数调整和等值线分析2步，选定某一时段和设置了相应的等值线参数后，可分别生成单日和累计降雨量等值线图，等值线图可与行政区划图进行叠加显示，并能输出成图片。
预警分析子系统
（1）预警参数设置
分为预警影响因子设置、降雨临界值设置和预警等级划分设置，对预警分析过程中涉
及的参数进行调整和导入。
（2）预警分析
包括综合指数法和NF模型法两种，使用它们进行灾害易发区的等值线分析，提供今日快捷分析和人工干预预警结果等功能（图2）。
（3）预警结果分析
对预警结果做预警范围涉及的相关行政区、历史灾害点信息的统计分析。
（4）预警产品发布
预警结果的导出与预报词的生成，分为磁盘文件保存和短信发布。
（5）预警值班管理
记录当天值班信息，并可以增删查改所有的值班信息。
图2 预警分析完成
灾害管理子系统
（1）地质灾害数据上传
对全省实时灾害数据、全省基础调查数据和区划基础调查数据三种地质灾害数据的导入。
（2）地质灾害数据查询统计
对全省实时灾害数据、全省基础调查数据和区划基础调查数据三种数据，针对灾害数据图层进行查询，按时间段、区域范围和灾害类型进行查询，显示查询和统计结果。
（3）地质灾害文件上传
对项目成果报告、信息化工作文档、日常工作总结等地质灾害文档和地质灾害照片的上传。
（4）地质灾害文件检索下载
对已上传的项目成果报告、信息化工作文档、日常工作总结等地质灾害文档和地质灾害照片进行检索、查看和下载。
地图管理子系统
（1）图层管理
分为全省1：50万图层管理、区划1：10万图层管理和地图打印三种功能，对本系统中涉及的所有图层数据进行管理。
（2）图层元数据管理
对图层元数据进行增删查改的操作。
系统设置子系统
（1）用户及权限管理
管理系统中登录的用户及其操作权限，权限划分成预警分析、雨量管理、灾害管理、地图管理、1：50万图层、1：10万图层、系统设置七个控制单元。
（2）系统参数管理
支撑系统运行所必须的一些参数的初始化和后期修改。
（3）系统日志管理
以日志的形式记录和跟踪系统的操作和变化，管理员能检索、查看和删除日志。
突出特色——分比例尺管理与人工干预
不同比例尺的地图分块管理
云南地灾系统的图层中可分为全省1：50万和地州1：10万两种比例尺，分别适用于地质灾害预警针对全省的统筹和各地州级有针对性的管理。
系统中涉及的行政区不同级别不同经纬度，无法在同一地图区域进行叠加显示，且用户在操作不同功能时愿意操作和看到的地图也是不一样的，故此本系统在菜单上将系统的功能划分成两个完全独立的块，在切换地图比例尺的同时切换显示的地图，切换前后如图3所示。
图3 不同比例尺的功能分离
菜单分离是因为功能和地图显示需要，只有在全省用户模式下才能进行预警，地州级的用户主要对地州级的灾害数据进行导入、查询等管理。
这一点可在用户权限分配中进行严格的控制，防止非法用户篡改数据。
图4是1：50万和1：10万比例尺下全省灾害点数据查询结果对比图。
图4-1 全省灾害点查询结果
图4-2 地州级灾害点查询结果
预警分析与参数设置分步进行
预警分析是系统的核心功能，它的执行过程主要分为以下几步：影响因子设置、降雨量临界值设置、预警等级划分、预警分析执行、预警结果分析、产品发布、短信发布。
在本系统中可使用两套模型进行预警，为提高单次预警分析执行的效率，将雨量数据的预处理和参数设置独立了出来。
首先，在雨量管理模块中，导入实况雨量时，对文本文件格式的200多个雨量站点的
雨量数据进行插值，网格化成32300个5*5 km的雷达反演网格单元，并存储到数据库中。
此过程能大大减少在预警分析执行过程中计算雨量数据的时间。
其次，在预警模型参数设置的过程中，尽可能完成与实时雨量无关的计算。
根据综合指数模型的算法，预警指数H=Z×R，R值由当前雨量数据决定，是实时变化的一个值，Z值是基于降雨诱发的地质灾害敏感性指数，由多个评价因子决定，属于基本恒定的值，因数据庞大、计算过程复杂，为了提高模型的运算效率，系统将其独立出来。
Z值是各因子对地质灾害发育影响的作用影响值M的加权和，在模型初期需要根据灾害预报情况与实际发生情况的比较对权重进行不断调整，获得一个适合云南省特定地质环境条件的权重值，所以相对来说M又是一个恒定的值。
在NF模型中，地质灾害预报指数W＝K×H×Z×R×M，其中，K是地质灾害周期系数，H是人为工程活动对地质环境的扰动系数，Z是地质灾害易发指数，R是降雨诱发指数，M是地震作用系数。
R值实时获取，另外4个值首先导入到数据库中，在单次预警分析直接获取即可。
再次，需要与其他图层叠加分析的预警结果分析，也独立成一个功能，将流程化的思维运用到项目实践中。
最后是预警产品发布和短信发布。
预警结果可人工干预
无论使用哪种数学模型进行模拟分析和预测，计算出来的结果经专家判断后都可能存在错误或误差较大的地方，故此系统提供预警结果图层编辑的功能，供用户对预警分析结果的图层进行编辑，如增加、修改、删除不合理的线和区要素等。
此外，本系统还提供其他辅助功能最大程度地发挥计算机处理的优势，如在专家进行预警结果等值线图判读的过程中，可能需要查看某一段时间的雨量数据，或是地图上某些地方的地质环境条件，本系统提供雨量数据查询的悬浮窗口和每个网格单元降雨诱发的地质灾害敏感性指数Z值跟随鼠标显示等功能来满足用户需求。