防汛抗旱水文气象综合业务系统的开发与应用

防汛抗旱水文气象综合业务系统的开发与应用

“防汛抗旱水文气象综合业务系统”是在计算机网络和地理信息系统支持下，以50年以来的历史和实时雨情气象信息综合数据库为核心，集水文气象信息的收集、处理、管理和应用于一体，为国家防汛抗旱工作及时准确地提供雨水情和天气的实况、预测及分析成果的综合信息服务业务系统。水利部水利信息中心1993年开始进行系统的开发建设，1995年投入业务运行，多年来边应用边改进扩充，目前已成为国家防汛抗旱工作不可替代的重要信息服务系统。由于系统体现了现代信息技术的先进水平并在防汛抗旱工作中发挥了显著效益，被评为2002年度国家科技进步二等奖。

一、系统开发的技术路线

1．计算机网络和软硬件环境

系统在水利部计算机网络的支持下建立运行。硬件系统由3台服务器、多台专用计算机和大量的客户计算机及输入输出外围设备组成。软件系统是操作系统为Windows98/2000/NT，数据库采用MS SQL Server数据库系统，开发工具选用Delphi系统。

2．地理信息系统业务应用

以地理信息系统软件为基础建立业务应用系统存在如下问题：第一，支持大量用户的地理信息系统软件价格昂贵，系统建设运行成本

大大提高；第二，系统灵活性差，升级发展受到制约；第三，不利于推广。为此，本系统开发采用了在地理信息系统软件环境中进行图形数据输入编辑和算法研究调试，脱离地理信息软件支持进行业务系统开发和运行的策略，取得了令人满意的效果。

3．基础数据环境和数据标准化建设

首先确定系统的地图投影标准，建立了全国统一的地理坐标系，其次又确定了系统点、线、面数据标准和格式。在建立雨情气象实时资料数据库的基础上，逐步建立了近50年来我国降水、热带气旋、致洪暴雨资料库以及北半球历史再分析天气资料库，同时还建立了水文气象测站数据库，全国行政、流域和降水气候区划图和代码数据库，为深入分析雨情和天气创造了基本条件。

4．以应用需求为动力，建立系统持续发展模式

为了使系统在适应科学技术发展的同时又能保持较长久的生命力，在建设中采取了滚动开发的方针，即做好系统基本框架设计和基础数据库设计，开发基本应用模块，实现基本功能并投入业务应用，以此为基础将系统开发逐步深入，对各种应用需求随着技术条件的成熟逐项解决。在进行每一步开发工作时为下一步工作打好基础，同时不断进行新功能的研制试验并陆续改造早期投产的已不适应应用需求的旧产品，逐渐形成了研究试验-开发调试-业务运行-维护改进的循环过程，从而实现了系统的持续发展。系统规模和应用范围逐渐扩

大，功能不断增加，用户也越来越多。

二、主要成果

1．雨情气象信息接收处理应用计算机系统

在水利部计算机网络环境支持下，目前已建成了具有相当规模的雨情气象信息计算机网络环境和服务器/客户机业务运行系统。其中两台服务器承担业务运行任务，分别为数据库运行服务和业务处理及用户服务，且互为备份，另一台为研究试验和调试测试用服务器。专用计算机完成大量的自动和定时任务以及系统状态监控，包括卫星云图接收处理、水文站雨量资料接收入库、中国气象局资料(地面高空观测报告、数值预报格点资料、气象传真图、热带气旋警报等)接收解码入库、天气雷达资料接收解码、固定时段雨量图制作、旱情监视产品制作、致洪暴雨天气信号提取、对外服务产品发布传输、系统运行调度控制和安全监测等。系统长年连续运行，稳定可靠并高度自动化。

2．雨情气象信息数据库

(1)实时数据库

实时数据库信息包括降水量、地面天气、高空天气、热带气旋、卫星云图、天气雷达、气象传真、数值预报格点资料等。其中降水量、地面高空天气、热带气旋资料存人关系型数据库，其他数据为图像数据或格点数据，主要存储管理方式是将数据描述部分存入关系型数据

库，数据体为文件形式存储。

(2)历史数据库

系统建立了近几十年以来的历史雨情气象资料数据库，存有基本气象站逐日、旬、月雨量观测值，多年平均值，降水概率和多层次多要素的历史再分析格点数据。同时还建立了历史热带气旋数据库和历史致洪暴雨数据库，存放的内容有数据、文字和图像。基础数据库为全国水文站基本资料、气象站基本资料、全国行政区划图、流域区划图、降水气候区划图和相关区域代码及特征参数资料以及其他基础资料。

3．雨情气象信息加工产品

系统以实时和历史水文气象观测数据为原料，对其进行了一系列加工处理，制作出大批适合防汛抗旱工作需要的信息产品，主要内容为：①多通道卫星云图、云分类图、降水率估算图，②定时气温分布图、最高最低气温分布图、日平均气温分布图，③点雨量分布图、面雨量分布图、流域面平均雨量和不同量级降水笼罩面积，④测站和流域面平均雨量、雨量均值、雨量距平、降水概率、时间序列，⑤蒸发能力分布图、土壤缺水量分布图、水文气象干旱等级分布图、旱情变化分布图，⑥实时热带气旋预警图、历史热带气旋路径和雨量分布图，⑦地面高空天气图、天气分析等值线图，⑧气象特征信号场、特征信号时间序列，⑨历史致洪暴雨雨量和天气图、历史实时雨量偏差图。系统产品以图形、图像、表格、文字等多种形式提供，一部分为定时

自动加工，大部分在人机交互方式中根据用户要求制作，速度快而且美观实用。

4．雨情气象信息服务体系

(1)客户端服务

以在用户计算机上安装应用软件的方式提供。服务对象为水利部机关计算机局域网防汛抗旱专业用户，包括水利部领导和有关人员，用于防汛抗旱雨情气象监视预警、调度决策会商和专业技术咨询服务，具有系统的全部应用功能，产品提供速度快，操作方便，是国家防汛抗旱工作的主要应用方式。

(2)水利系统网络浏览器服务

水利系统广域网的计算机用户，在网络浏览器上键人服务地址即可使用，为全国水利系统及接入水利系统网络的其他专业部门用户提供远程服务。

(3)电子信箱数据传输服务和远程维护

实时雨情气象信息服务系统和热带气旋信息系统已向全国推广，系统专门为这些用户开发了远程数据服务和系统维护功能，实现了用户实时数据库的准同步数据自动更新。同时系统管理人员还能够应用互联网向用户提供系统远程维护服务。

(4)卫星广播服务

为了向水利系统广大的基层用户提供信息服务，系统开发了雨