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4.2数据流向图6

4.3数据概念模型和描述6

5．功能需求7

5.1搭建沈阳城市内涝资料数据库7

5.1.1建立沈阳城市内涝隐患点子数据集7

5.1.2建立沈阳自动站雨量子数据集7

5.1.3建立沈阳历史内涝灾害过程子数据集7

5.2搭建沈阳市智慧气象业务平台中城市内涝预警模块8

5.2.1雷达产品显示8

5.2.2实时内涝监测实况9

5.2.3内涝点自动站降雨量曲线显示9

5.2.4精细化降水预报9

5.2.5沈阳城市内涝模型9

5.2.6实现预警阈值设定和修改功能10

5.2.7精细化地理信息10

5.2.8制作短时、短期城市内涝预警10

5.2.9内涝预警发布11

5.2.10预警信号检验11

5.3实现与沈阳城建局信息共享11

6．界面要求12

6.1报表格式12

6.2图形要求12

6.3输入输出要求12

7．接口要求12

7.1数据接口12

8．性能需求13

8.1数据精确度13

8.2时间特性要求13

9．运行环境需求13

9.1硬件环境13

9.2系统的软件环境13

10.操作系统平台14

10.1编程工具14

10.2其它支撑软件14

11．其它专门需求14

11.1安装和操作14

11.2安全保密14

11.3维护服务15

1．引言

1.1项目名称

沈阳城市内涝预报预警系统建设

1.2项目背景和内容摘要

为落实《住房城乡建设部办公厅中国气象局办公室关于加强城市内涝信息共享和预警信息发布工作的通知》（建办城函〔2015〕527号）要求，根据《山洪地质灾害防治气象保障工程2017年建设项目实施方案》，已编制完成暴雨强度公式的沈阳、成都、贵阳和青岛4个城市，在省市县一体化短临业务系统中，建设针对不同降雨等级的城市暴雨内涝预报预警业务模块，构建与住建部门信息共享、协同联动的城市内涝预警业务。

本项目是在沈阳市智慧气象业务平台（气象业务一体化平台）中建设城市暴雨内涝预报预警模块，模块功能包括：

气象局与城建局资料的实时共享、降水实况显示、内涝实况显示、降水预报、城市内涝预警制作、预警快速发布和城市内涝预警检验等功能。

1.3相关资料、缩略语、定义

相关资料、缩略语、定义参见《山洪地质灾害防治气象保障工程2017年建设项目实施方案》和《住房城乡建设部办公厅中国气象局办公室关于加强城市内涝信息共享和预警信息发布工作的通知》（建办城函〔2015〕527号）

2.任务概述

2.1目标

建成沈阳市城市内涝资料数据库；

搭建沈阳市智慧气象业务平台中城市内涝预报预警模块，完成雷达拼图、雷达降水估测降水产品在沈阳市精细化电子地图上的显示，实现内涝点自动站雨量和内涝水深数据显示，精细化降水预报显示，沈阳城市内涝模型运算结果显示，实现内涝点预警阈值设定，实现短时、短期城市内涝预报预警制作、一键式发布和内涝预警检验功能；

实现与城建部门实时资料共享，联合发布城市内涝预警。

2.2范围

本项目包括城市内涝资料数据库建设，与城建部门数据共享，城市内涝预报预警制作、发布模块开发，城市内涝预报预警产品质量检验等。

2.3假定条件与约束限制

项目建设期限为2017年4月至2017年12月，项目经费40万元。

3．业务流程

搭建沈阳城市内涝资料数据库，储存内涝隐患点信息、历史过程雨量数据和内涝过程数据；

搭建沈阳市内涝仿真模型，利用模型运算和内涝过程模拟两种方法确定城市内涝致灾临界雨量。

内涝模型根据内涝实况或降水预报信息生成沈阳城市内涝风险图，作为预报员制作城市内涝预报预警客观依据；

同时系统把内涝监测实况、精细化的降水预报和雷达估测降水差值到内涝点，当数值达到致灾临界雨量时，提示预报员内涝点未来几小时可能达到的内涝风险等级；

经预报员审核发布城市内涝风险预警。

4．数据描述

4.1原始数据描述

4.1.1静态数据

确定的沈阳城市内涝积水点,自动站站点。

4.1.2动态数据

自动站实时雨量数据,内涝点积水监测数据；

雷达估测降水数据；

精细化降水预报数据。

4.2数据流向图

4.3数据概念模型和描述

1：

10000高程地理信息数据；

自动站雨量数据，z文件；

内涝点积水监测数据；

5．功能需求

5.1搭建沈阳城市内涝资料数据库

5.1.1建立沈阳城市内涝隐患点子数据集

依据之前的风险普查结果，建立沈阳城市内涝隐患点子数据集，数据集存储内涝点相关信息，包括内涝片隐患点名称、站号、经度、纬度、所属区域、临近自动站号、临界雨量指标以及内涝预警等级，用于易涝点风险预警和评估。

5.1.2建立沈阳自动站雨量子数据集

存储自动站信息和自动站雨量数据，包括自动站名、站号、经度、纬度、小时降水量。

自动站雨量数据集采用文档格式，方便使用。

开发实时资料入库程序，实现自动站资料实时更新。

5.1.3建立沈阳历史内涝灾害过程子数据集

建立沈阳地区城市内涝灾害数据集，数据集用于储存内涝灾害数据,包括内涝隐患点名称、内涝发生时间、积水出现时间、积水深度、退水时间、受灾情况描述等相关信息。

图1数据库设计

5.2搭建沈阳市智慧气象业务平台中城市内涝预警模块

完善沈阳市智慧气象业务平台，在平台中加入城市内涝预警模块，模块包括：

具体功能如下：

5.2.1多普勒雷达产品显示

将雷达拼图和降水估测产品叠加在沈阳市精细化电子地图上。

雷达产品每6分钟更新一次，可根据地图放大或缩小，同时要插值到内涝点上。

5.2.2实时内涝监测实况

与沈阳市城建局合作，获取城市内涝点监测数据，实现内涝点水深数据在沈阳精细化地图上的实时显示功能。

5.2.3图表显示功能

实现自动站雨量、监测水深等实况数据在精细化地图上的图表形式显示。

例如点击地图上某一个内涝点，显示代表该内涝点的自动监测站的累计1h、3h、6h降雨量计算出来的内涝点1h、3h、6h降雨量，显示内容为：

每种累计时间段的曲线图，X轴为数据时间，Y轴为累计降雨量。

5.2.4精细化降水预报

①在辽宁省气象台格点化预报产品的基础上，自动订正制作沈阳市区1KM逐小时网格化预报产品，格点化预报产品可以在内涝平台显示，并插值到内涝站点。

②在内涝平台中显示雷达拼图和雷达估测降水产品，同时将雷达产品插值到内涝站点上。

5.2.5沈阳城市内涝模型

把自动站雨量、精细化降水预报和雷达估测降水带入沈阳市城市内涝预警模型，计算沈阳市未来1小时、3小时、6小时城市内涝点风险等级。

模型运算结果每小时输出一次，格式为SHP文件，实现在内涝平台上叠加精细化地图显示。

5.2.6实现预警阈值设定和修改功能

在平台中可以实现对内涝点预警阈值进行设定和修改，包括1h、3h、6h和自动站雨量阈值设定。

阈值设定可以利用配置文件根据业务运行随时修改。

实现阈值与内涝点内涝风险等级关联，实现自动点风险等级自动报警功能。

5.2.7精细化地理信息

采用1:

2000精度地图，可在地图上显示内涝点、自动站雨量、数值预报雨量等信息。

地图上的工具栏“重要场所”，显示沈阳市所有重要场所。

包含学校、小区、购物中心等。

5.2.8制作短时、短期城市内涝预警

实现沈阳市气象台精细化降水预报产品与沈阳城市内涝气象风险预警业务平台的数据对接。

根据精细化降水预报和预警阈值，自动报警，引导预报员制作沈阳城市未来1h、3H和6h城市内涝风险预警，预警可生成文档和PDF两种格式，预警内容包括时间、预报员、签发人、预警名称、内涝图片、内涝等级和防御措施。

5.2.9内涝预警发布

在沈阳市气象预警制作发布平台中增加城市内涝预警发布功能，当达到预警阈值时平台弹出“内涝预警发布”按钮，点击按钮进入预警制作发布平台，实现内涝预警快速制作、预警信息一键式发布。

5.2.10预警信号检验

城市内涝预警准确率、空报率、漏报率、命中率。

命中率

空报率

漏报率

准确率

NA为内涝预警服务产品发布正确的次数、NB为内涝预警服务产品发布空报次数、NC为内涝预警服务产品发布漏报次数。

城市内涝预警提前时间

内涝预警提前时间为首次成功预报涵盖内涝预警内容的气象预警信号发出时间。

5.3实现与沈阳城建局信息共享

搭建城市内涝预警模块要实现自动站雨量、内涝实况监测、精细化降水预报等信息与城建部门实时共享。

6．界面要求

6.1报表格式

Excel格式报表

6.2图形要求

城市内涝风险图要以JPG格式图片显示，内涝点积水深度监测和自动站数据以折线图形式显示。

6.3输入输出要求

系统可以读入内涝点监测信息，读入雷达估测降水面雨量产品，读入精细化降水预报产品，读入自动站降水信息。

输出城市内涝风险图和WORD和PDF格式的城市内涝风险预警产品。

7．接口要求

7.1数据接口

系统接口采用json和数据库两种方式，雷达、自动站等数据存储到数据库表中，等待使用。

前台使用JSON数据,经处理后展示地图上

8．性能需求

8.1数据精确度

该软件对数据的输入输出精度要求是小数点后2位。

该软件对数据的传输精度要求是小数点后2位。

8.2时间特性要求

系统响应时间不超过5秒、界面更新处理时间不超过5秒、数据转换与传输时间不超过30秒。

9．运行环境需求

9.1硬件环境

最低配置CPU：

奔腾Ⅲ800以上的CPU、内存：

1G、1GB以上独立分区硬盘剩余空间、显卡：

显存256M、SVGA以上显示器（分辨率1024×

768）。

9.2系统的软件环境

Office2013；

Windows764位操作系统。

10.操作系统平台

10.1编程工具

根据实际情况和具体要求，建议本系统采用成熟的技术平台进行开发。

其中：

开发平台使用C#A,VS2010;

系统数据库采用SqlServer2008。

10.2其它支撑软件

服务器操作系统可选用Windowssever2003/2008等。

前端技术使用html，javascript；

浏览器使用谷歌、360极速模式。

11．其它专门需求

11.1安装和操作

安装.net运行环境framework4.0；

Web服务器Tomcat。

11.2安全保密

记录日志；

记录发布的预警信息。

11.3维护服务

产品标准培训：

开发方负责承担甲方所需产品的标准培训。

热线支持：

开发方人员通过电话向用户提供技术问题解答的过程。

现场维护：

开发方遣技术人员24小时内到用户现场处解决问题的过程。