基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，该系统实现了全疆多条河流同时监测预警，基于Linux系统平台的高效运行速度和基于Windows系统平台可视化界面好的双系统平台，在每日定时更新气象数据的基础上，使得模拟预报流量精度和实时性大大提高，能在一定程度上解决新疆中小河流洪水预警精度不高和实时性不高及目前对于新疆中心河流缺乏全面地洪水监测、分析处理、预报等问题。

【技术实现步骤摘要】
基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统
本专利技术属于短期洪水预警与计算机技术结合的
，具体涉及新疆中小河流短期洪水预警与两个计算机系统平台结合的
技术背景新疆地处中国西北内陆干旱半干旱区，降雨量少而蒸发量大致使该地区水资源严重短缺。全疆地表水资源总量的大部分分布在山区高海拔地区，融雪融冰径流很大程度上影响下游生产、生活和生态(三生)用水，但也同样受山洪威胁。此外，在全球气候变暖的大背景下，高海拔山区冰川/雪盖已有显著退缩趋势，山洪频次和力度也明显增加。由于新疆地形复杂，气象与水文监测站点难以布设，加之山洪爆发的不确定性使得山洪模拟与预报更加困难，特别是高海拔区域的中小河流。对高海拔中小河流域洪水全面而准确的预警预报，有利于为下游生命财产安全提供保障。目前新疆中小河流域水文监测大部分处于独立运行状态，且新疆水文水利部门对全疆中小河流洪水状态无法系统地实时预测与预警发布，不能对未来洪水灾害迅速做出灾前准备，及时提出防灾方案与意见，有可能造成重大洪灾损失。为了改善目前新疆水文水利部门对洪灾预警能力，亟待需要一个全新的集全疆中小河流流域水文状态监测、分析、预警的多系统平台的综合系统。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，该系统实现了全疆多条河流同时监测预警，基于Linux系统平台的高效运行速度和基于Windows系统平台可视化界面好的双系统平台，在每日定时更新气象数据的基础上，使得模拟预报流量精度和实时性大大提高，能在一定程度上解决新疆中小河流洪水预警精度不高和实时性不高及目前对于新疆中心河流缺乏全面地洪水监测、分析处理、预报等问题。本专利技术所述的一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，具体操作按下列步骤进行：a、数据获取模块：包括历史数据获取模块和未来数据获取模块，是基于Windows系统平台，获取历史气象数据和未来气象数据，与核心运行模块连接；b、核心运行模块：包括模型运行模块和流量提取模块，基于Linux系统平台，接收数据获取模块更新的历史气象数据和未来气象数据，运行各流域模型，以生成新的未来流量数据，与流量处理模块和洪水预警模块连接；c、流量处理模块：包括流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块和数据输出模块，基于Windows系统平台，根据核心运行模块提供的未来流量数据，对流量数据进行查询、统计、显示和输出，与洪水预警模块连接；d、洪水预警模块：包括预警分析模块和预警发布模块，基于Windows系统平台，基于流量处理模块提供的未来流量数据，分析判断是否到达洪水警戒线，进行预警并发布相应的洪水预警信号。步骤a中的历史数据获取模块，基于Windows系统平台，通过获取历史气温和降水数据，更新中小河流模型驱动数据，与核心运行模块连接；未来数据获取模块，基于Windows系统平台，通过抓取网页未来短期天气预报数据，更新中小河流模型气象驱动数据，与核心运行模块连接。步骤b中的模型运行模块，基于Linux系统平台，利用数据获取模块提供的历史和未来短期驱动数据，同时并行运行多条中小河流分布式水文模型，生成带有各中小河流未来短期流量数据的文件，与流量提取模块连接；流量提取模块，基于Linux系统平台，从模型运行模块运行得到带有未来流量数据的文件中，提取包括历史和未来的特定时间段内的流量数据，与流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块、数据输出模块和洪水预警模块连接。步骤c中的流量查询模型，基于Windows系统平台，根据时间、条件选择流量提取模块提取的流量数据进行筛选查询，与特征计算模块、流量显示模块和数据输出模块连接；特征计算模块，基于Windows系统平台，对查询和提取的流量特征进行计算，包括最大值、最小值、平均值等特征值，与数据输出模块连接；流量显示模块，基于Windows系统平台，对提取的流量数据、历史或未来短期预报的流量数据以不同线型特征进行显示，与数据输出模块连接；数据输出模块，基于Windows系统平台，将提取的流量数据、特征值计算结果和流量显示图片进行相应格式输出。步骤d中的预警分析模块，基于Windows系统平台，对提取的各河流未来流量的特征进行分析，包括洪峰量、峰现日期、洪水过程，与预警发布模块连接；预警发布模块，基于Windows系统平台，对达到或超过历史洪水警戒水位或水量时，发出警报信息，并将洪水警报相应信息发布给总管理中心人员和各分中心的管理人员，以便及时向地方政府和民众发布洪水预警信息。本专利技术所述的一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统具有以下优点和显著效果：1、本专利技术利用数据获取模块将新疆中小河流各流域历史和未来的气温、降水数据送至核心运行模块，对新疆多条中小河流流域水文模型同时运行，得到全面的中小河流历史和未来短期的流量数据，利用流量提取模块、流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块对各中小河流流量进行查询、检索、计算，利用预警分析模块对流量特征进行分析，判断是否达到或有超过历史警戒线的可能，如果超过，通过预警发布模块将洪水特征信息及时发布到总中心管理人员和相应分中心管理人员手机中，有利于政府和民众迅速做出防灾方案，达到减灾的目的。本专利技术可实现全疆多条河流同时监测预警，可有效解决目前对于新疆中心河流缺乏全面地洪水监测、分析处理、预报等问题。2、本专利技术通过数据获取模块获取每日最新的日最高气温、日最低气温和逐小时降水数据，可以同时对新疆多个中小河流流域模型进行更新，使核心运行模块可以最新的流域模型，在每日更新的模型中提供更加准确的中小河流流量，使得模拟预报流量精度和实时性大大提高。可有效解决新疆中小河流洪水预警精度不高和实时性不高问题。3、本专利技术所构建的预警系统由于核心运行模块架在Linux系统平台上，可以同时运行多个中小河流，运行速度快，预警更及时；其他模块在Windows系统平台运行，更便于客户终端使用。可有效解决新疆中小河流洪水预警实时性不高问题。附图说明图1为本专利技术结构框图；图2为本专利技术数据获取模块结构框图；图3为本专利技术核心运行模块结构框图；图4为本专利技术流量处理模块结构框图；图5为本专利技术洪水预警模块结构框图；图6为和布克河模型表现效果图，其中a为模拟流量，b为实测流量；图7为气象输入标准格式图；图8为Linux系统平台后台运行图；图9为流量库的结构图；图10为流量过程线显示图，其中A为模拟，B为实测。具体实施方式以下结合附图进一步描述。实施例本专利技术所述的一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，(图1)，为测试本系统的可行性，本专利技术选择新疆塔城地区一条河流—和布克河为测试河流，以验证系统的可运行性和预报的可实现性；和布克河位于属于新疆伊犁州管辖的塔城地区的和布克赛尔县境内，位于新疆维吾尔自治区西北部。地理坐标介于东经84°47′-86°50′，北纬46°12′-47°05′之间。流域北部与哈萨克斯坦国及吉木乃县交界，西及西南部与额敏县、托里县、克拉玛依市为邻，东本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，其特征在于该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，具体操作按下列步骤进行：a、数据获取模块：包括历史数据获取模块和未来数据获取模块，是基于Windows系统平台，获取历史气象数据和未来气象数据，与核心运行模块连接；b、核心运行模块：包括模型运行模块和流量提取模块，基于Linux系统平台，接收数据获取模块更新的历史气象数据和未来气象数据，运行各流域模型，以生成新的未来流量数据，与流量处理模块和洪水预警模块连接；c、流量处理模块：包括流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块和数据输出模块，基于Windows系统平台，根据核心运行模块提供的未来流量数据，对流量数据进行查询、统计、显示和输出，与洪水预警模块连接；d、洪水预警模块：包括预警分析模块和预警发布模块，基于Windows系统平台，基于流量处理模块提供的未来流量数据，分析判断是否到达洪水警戒线，进行预警并发布相应的洪水预警信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，其特征在于该系统是由数据获取模块、核心运行模块、流量处理模块和洪水预警模块组成，具体操作按下列步骤进行：a、数据获取模块：包括历史数据获取模块和未来数据获取模块，是基于Windows系统平台，获取历史气象数据和未来气象数据，与核心运行模块连接；b、核心运行模块：包括模型运行模块和流量提取模块，基于Linux系统平台，接收数据获取模块更新的历史气象数据和未来气象数据，运行各流域模型，以生成新的未来流量数据，与流量处理模块和洪水预警模块连接；c、流量处理模块：包括流量查询模块、特征计算模块、流量显示模块和数据输出模块，基于Windows系统平台，根据核心运行模块提供的未来流量数据，对流量数据进行查询、统计、显示和输出，与洪水预警模块连接；d、洪水预警模块：包括预警分析模块和预警发布模块，基于Windows系统平台，基于流量处理模块提供的未来流量数据，分析判断是否到达洪水警戒线，进行预警并发布相应的洪水预警信号。2.根据权利要求1所述的基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，其特征在于步骤a中的历史数据获取模块，基于Windows系统平台，通过获取历史气温和降水数据，更新中小河流模型驱动数据，与核心运行模块连接；未来数据获取模块，基于Windows系统平台，通过抓取网页未来短期天气预报数据，更新中小河流模型气象驱动数据，与核心运行模块连接。3.根据权利要求1所述的基于双系统平台的新疆中小河流短期洪水预警系统，其特征在于步骤b中的模型运行模块，基于Linux系统平台，利用数据获取模块提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁，孟凡浩，陈曦，包安明，黄粤，罗敏，段永超，
申请(专利权)人：中国科学院新疆生态与地理研究所，
类型：发明
国别省市：新疆,65