省級防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化方法及應用研究.pdf

1、我國洪水災害頻頻發(fā)生，每年的防汛任務十分艱巨。就當前重點防洪地區(qū)的實際情況而言，在努力提高江河防汛能力的同時，應加強防洪減災的非工程措施建設，以防洪信息化建設為背景，在防汛指揮系統(tǒng)建設的基礎上，結合高新技術建設一個高效、可靠、實用的防汛會商決策支持系統(tǒng)，這對防洪減災具有十分重要的現實意義。本文分析了我國防汛會商決策支持系統(tǒng)發(fā)展狀況和已取得的研究成果及在集成化管理方面的研究現狀，針對當前防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化應用研究中存在的主要問題，

2、結合黑龍江省防汛決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)實際工程背景，緊緊圍繞防汛會商決策支持系統(tǒng)集成化展開應用研究工作。本文運用元數據、工作流、B/S網絡體系結構、Oracle數據庫管理系統(tǒng)、WebGIS，JAVA編程等先進計算機信息技術和管理方法，研究了防洪信息元數據理論、防汛會商集成化方法、防汛搶險決策方法集成技術、防汛業(yè)務集成化方法以及技術方法的綜合應用和推廣取得了如下成果： (1)根據省級防汛會商決策支持系統(tǒng)集成的總體目標，分析歸納了

3、在系統(tǒng)集成化應用研究過程將采用的技術和方法，包括元數據、工作流、網絡體系結構、Oracle數據庫管理系統(tǒng)、WebGIS、JAVA編程等先進的計算機信息技術和管理方法的基本概念、功能、特點以及在系統(tǒng)集成中應用的原因和要求。通過對比分析，確定了系統(tǒng)總體集成方案，利用不同的技術與方法將解決不同的系統(tǒng)集成中出現的問題。 (2)針對防汛系統(tǒng)中資源信息開發(fā)利用所面臨的問題，從元數據的基本理論研究出發(fā)，研究了防洪信息元數據理論。首先，將元數據

4、的描述對象——“數拓”拓展到系統(tǒng)任意層次的資源對象，擴展了元數據的定義范圍。然后，通過對防洪信息元數據的內容體系分析，參照有關元數據標準和防洪信息資源的應用情況，重點研究防汛決策支持系統(tǒng)內各個層次資源信息的元數據，主要包括數據元數據、數據庫元數據、模型方法元數據和系統(tǒng)模塊元數據的定義及其描述的標準框架體系結構。最后，以上述理論研究為基礎，分析元數據互操作的需求，應用B/S網絡體系結構和元數據應用工程框架構建了防洪信息元數據管理系統(tǒng)的體系

5、結構，用以對防汛決策支持系統(tǒng)中的各類元數據進行獲取、檢查、轉換、存儲、處理和應用等元數據生命周期的管理。 (3)針對目前防汛會商系統(tǒng)在集成管理及其應用方面存在的主要問題，通過對防汛會商的特點和流程分析，提出了防汛會商系統(tǒng)集成化管理的設計思想極其實現方法。首先，根據該設計思想，應用B/S網絡體系結構建立防汛會商集成化管理體系結構，并對其中應用的Web、模塊元數據、Java和WebGIS等新技術的應用進行可行性分析，從而形成防汛會商

6、系統(tǒng)集成化管理的總體設計方案。然后，應用模塊元數據的定義和描述標準分析會商集成信息的元數據項，設計相應的元數據庫；以全省范圍內防汛會商分析為基礎，以河流為會商主線，以控制站、水庫、堤防等為會商切入點，設計多種會商模板庫。最后，設計集成管理器用以對信息和模板的制作、管理和發(fā)布。以一次防汛會商為例，從會商熱點判斷、信息需求準備、信息集成管理、信息輸出等幾個方面來說明防汛會商集成化管理的實現過程和應用效果。 (4)堤防搶險決策需要綜合

7、考慮堤防標準、洪水險情、地形地勢、物資供應、交通條件、人力資源乃至經濟因素等各方面信息。以堤防搶險決策為主，研究如何將現代系統(tǒng)工程理論方法和分析計算工具有效集成，以提高防汛搶險臨陣現場分析判斷能力和制定搶險方案的速度及可靠度。從確定防汛搶險決策的主要影響因素入手分析防汛決策過程，確定需要集成的基礎模型與方法，主要包括數字高程模型、洪水淹沒分析模型、土石方計算方法、空間插值方法、最短路徑算法等。分析模型方法元數據在防汛搶險決策集成化中的作

8、用，并建立相應的模型方法元數據庫。通過以上需求分析確立集成總體方案，研究其中的土石方計算集成模型、搶險物資調運集成模型、三維可視化集成方法，綜合以上三個中粒度集成模型建立最終的防汛搶險決策模型。設計基于WebGIS的網絡體系結構、系統(tǒng)功能結構以及以及相應的專業(yè)數據庫，并輔之相應的軟件系統(tǒng)得以實現。 (5)目前，防汛決策支持系統(tǒng)(FCDSS)缺少面向防汛決策和業(yè)務流程的綜合集成，本文提出了防汛業(yè)務集成管理模型。首先，從防汛業(yè)務工作

9、流、防汛組織模型、FCDSS模塊組織和FCDSS安全保障四個方面分析防汛業(yè)務集成管理的需求，得出在防汛系統(tǒng)內實現業(yè)務集成管理的必要性和重要性。然后，根據安全訪問控制、工作流、信息資源及信息系統(tǒng)之間的相互關系，以工作流基本模型和RBAC模型為基礎，研究了防汛業(yè)務集成管理模型中各個要素及其相互關系的定義和形式化描述，并將模型的核心部分及其內部相互關系存放于數據庫中，建立集成管理數據庫。最后，采用B/S網絡體系結構，應用Java、Oracle