山洪灾害监测预警云平台设计及应用

山洪灾害监测预警平台是国家山洪灾害防治工作的重要非工程措施手段,经过多年的建设完善,在山洪防治工作中发挥了极大的效益,有效地减少了山洪灾害带来的损失及影响。在传统技术模式应用过程中,山洪灾害监测预警平台也存在着一些问题,如数据资源分散、数据质量偏低、决策支撑能力不足、运维管理困难等。随着物联网和云服务技术的逐步成熟,利用新技术手段提升原有系统功能,逐步提升山洪业务应用效果,是山洪灾害监测预警非工程措施建设的必要手段,以此实现山洪灾害防治精细化管理、精准化应用。     

水文气象预警技术在山洪灾害防治中的应用

我国江河众多,地形复杂,降雨时空分布不均,灾害发生频繁.近年灾害损失统计表明,山洪灾害造成的危害愈来愈重,已成为当前防洪减灾中的一个突出问题.主要针对作为防治山洪灾害的主要非工程措施的水文气象测报、预报、警报技术应用及研究,重点从山洪灾害暴雨天气形势和气候特征、区域水文和气象站网布设及针对山洪灾害防治的临界雨量(强)分析计算方法、致灾强降雨综合预报方法、高分辨数值天气预报模型应用、山洪灾害预警信息发布技术与方式等进行研究,提出相应的应用原则或指导性对策.     

基于临界雨量的山洪灾害预警技术试验研究

为研究适用的山洪灾害预报预警技术,选定湖南临湘市为试验区,应用统计分析法拟定试验区各预警分区的临界雨量值,并采用当前国内外最新的定量降雨预报技术,引入WRF数值预报模式开展了定量降雨预报。在综合考虑试验区临界雨量、实测雨量和预报雨量基础上,提出了针对山洪灾害的三级预警技术应用方案（“内部告警”、“准备转移”及“立即转移”）。2014年汛期（5~9月）对该方案进行了实时试验。试验结果表明,该时段并未出现符合山洪预警条件的现象,与实际灾害灾情报告一致。针对试验区的临界雨量拟定及山洪预警技术应用方案适用可行,可为类似山洪灾害防治地区提供借鉴。     

辽宁省山洪灾害调查评价成果应用系统研究

2013—2015年辽宁省在有山洪灾害防治任务的55个县区开展了山洪灾害调查评价工作,获得了类型多样、结构复杂、数据量巨大的成果数据。为使山洪灾害调查评价成果数据能够充分运用到山洪灾害防御和防汛指挥调度工作中,基于山洪灾害调查评价成果数据,利用信息化技术开展了辽宁省山洪灾害调查评价成果应用系统研究。文中详细介绍了系统平台的总体设计、主要功能及应用实例等情况。山洪灾害调查评价成果数据的有效利用,能够清楚、直观对各类山洪灾害调查评价成果,进行查询展示,为防汛会商和指挥调度提供了基础数据支撑,提升了防汛抢险救援的时效性。     

地面三维激光扫描技术在山洪灾害调查评价中的应用

利用地面三维激光扫描技术快速、远距离获取人员无法到达的复杂山丘区的高分辨率、高精度的点云数据的优势,提出了将地面三维激光扫描技术应用于山洪灾害调查评价工作的技术路线和解决方案。以云南轿子山小流域的山洪灾害调查评价应用为例,详细论述了地面激光扫描技术快速高效获取小流域及沿河村落的激光点云数据、基于多尺度维度特征的激光点云数据分类、断面数据获取、高精度DEM制作以及地形图制作等方法,编制了应用于山洪灾害现场调查的专用激光点云数据处理软件。案例应用表明,地面三维激光扫描技术获取数据速度快、精度高,为无资料地区山洪灾害分析评价提供了高精度数据支撑,能够满足山洪灾害调查评价的工作要求,该技术在即将开展的全国山洪灾害调查评价工作中将发挥巨大作用,具有较大的应用前景。     

移动应用在山洪灾害防治中的应用

结合山洪灾害防治工作和移动应用技术的自身特点,深入挖掘智能手机及智能移动应用在山洪灾害防治工作中的巨大潜力,融合山洪灾害防治工程经验,提出了一种山洪灾害移动应用系统的架构和功能实现,并论述了系统的推广价值。     

山洪灾害监测预警技术研究及发展趋势综述

山区城市化进程加快、生态环境恶化、极端水文事件增加造成山洪灾害日益严重,已成为制约山丘区社会经济发展的重要因素。针对当前山洪灾害监测预警技术研究现状,综述了山区暴雨洪水过程模拟、山洪灾害监测预警技术研发和防灾减灾模式构建的最近进展。在综述国内外研究现状的基础上,提出了山洪灾害监测预警技术研究的发展趋势,包括从机理研究、技术研发、模式构建和应用示范等方面开展监测预警关键技术攻关;充分发挥物联网技术在山洪灾害防治领域的作用;采用"自然-社会"二元山洪灾害防治范式。研究成果可为山洪灾害防治体系升级改造提供科技支撑。     

激光雷达技术在河南栾川县山洪灾害调查中的示范应用

机载Li DAR技术获取地面三维地物信息快捷、高效,近年来发展迅速,应用广泛。介绍了无人机雷达技术的航测技术流程,结合山洪灾害调查评价的应用需求,论述了激光点云数据的分类方法,数字高程模型(DEM)制作方法,河道断面批处理方法,居民户位置和高程的自动提取方法等应用关键技术,并以栾川县2个山洪灾害典型小流域为例,开展了示范应用。研究表明,无人机激光雷达测量技术获取数据速度快、精度高,能够满足山洪灾害调查的工作要求,为全国无资料地区山洪灾害调查工作提供了新技术的应用示范,将在全国山洪灾害调查工作中发挥巨大作用,具有较大的应用前景。     

有效预警 减少灾害 中国科协青年科学家论坛——山洪灾害防治与预警系统主题会召开

2009年5月25日,由中国科学技术协会主办,中国水利水电科学研究院、中国水利学会减灾专业委员会、湖南华中灾害预警研究开发有限公司等单位共同承办的中国科协第193次青年科学家论坛在湖南长沙召开,此次论坛的主题是“山洪灾害防治与山洪灾害预警系统”。会议围绕山洪灾害防治与风险管理,山洪灾害监测、预报、预警技术,山洪灾害监测站网布设,灾害预警系统建设投资与经济效益分析等议题展开讨论,交流了最新科研成果,就当前的山洪灾害预警系统及其在防灾减灾中发挥的作用进行了论证,并对其今后的发展和应用进行了研讨。     

数字孪生技术在山洪预演中的应用研究

研究以山洪灾害防御“四预”体系中的预演为目标,旨在研究在三维场景下表达山洪淹没过程,提升山洪沟道人口转移等决策的精细化、智能化水平。研究选取了北京市典型山洪沟道,建设山洪淹没数字孪生场景,提出关键技术手段。研究实现了在三维场景下山洪淹没过程的演进与实景三维模型受灾情况的展示。证明数字孪生技术在山洪灾害防御中有较好应用场景,在小范围精细化场景中,能更直观地反映专业水动力模型的演算结果,可以辅助进行山洪灾害防御决策。     

基于大数据的省级山洪预警平台开发

基于大数据的山洪灾害预警信息系统以大数据技术、空间数据库技术和计算机网络技术为依托,建立了山洪灾害防治数据库系统、决策技术支持服务系统。以湖南省山洪灾害预警系统为例,系统的成功建设加快了山洪灾害防治信息化进程,为决策部门提供科学决策依据,为公众提供山洪预警服务。     

基于AR技术的山洪灾害交互式宣传系统设计与应用研究

随着移动互联的广泛普及和增强现实技术的快速发展,山洪灾害防治宣传技术和宣传形式创新的工作迫在眉睫.本文在分析AR技术用于山洪灾害防治宣传的优势基础上,利用移动互联结合增强现实技术搭建一个山洪灾害交互式宣传系统,利用专业引擎去与GPU互换数据,并通过METAL、Open GL ES2、Open GL ES3接口去动态渲染模拟,最后通过立体图像结合语音的方式,动态展现山洪灾害防治相关知识,提升宣传工作的交互性、真实性和趣味性,研究成果对后续山洪灾害宣传应用研究具有一定的借鉴作用.     

我国山洪灾害防治技术研究综述

针对我国防洪减灾工作中亟待解决的山洪灾害问题,总结了国内山洪灾害防治技术的研究成果,从山洪灾害的成因、预测预报技术、预警技术、监测预警系统建设、灾情风险评估技术、形成机理、防治区划及防治对策等7个方面对我国山洪灾害防治技术主要成果进行分析,探讨了当前存在的不足及今后研究的方向。     

山洪灾害调查智能终端系统研发与应用

项目立足于山洪灾害调查技术要求,利用便携智能平板终端,研究解决了海量数据的快速加载、多线程动态数据加载和绘制、线节点双属性编码、平板蓝牙外接RTK、航测影像DEM动态读取、行政村编码自动填写、规范化表格填写与导出等一些列关键技术,完全针对山洪调查技术要求研发实现了相应的山洪灾害调查智能终端系统。在广东省茂名市率先得以应用,使山洪灾害调查外业效率提升,内业工作减少,成果质量大幅提升。     

惠东县山洪灾害非线性多场耦合预警技术

针对惠东县山洪监测体系的现实需求,解译NDVI指数建立植被覆盖度指标,运用DEM数字高程数据提取地形指标;基于岩石及土壤类型图,采用地质雷达量化松散度;采用水文学方法计算土壤前期雨量。在此基础上,构建亚热带山洪灾害多场非线性预警模型,实现灾害的快速定位、准确评估、提早预警、科学决策。     

山洪灾害监测预警系统运行维护对策

近年来,江西省通过山洪灾害防治项目建设了大量的山洪灾害监测站点、监测预警平台及预警系统等,这些非工程措施在山洪灾害防御中发挥了显著的作用.但随着这些设施设备及平台进入运维期,运行维护管理问题日益凸显.基于山洪灾害监测预警系统运行维护点多面广、专业性强、运维经费难落实的特点,本文探讨了政府购买服务模式在山洪灾害监测预警系统运行维护中的可能性,并提出基于物联网的监控技术,实现对各设施设备的有效监控、远程诊断、远程维护,减少外出巡查工作量.     

基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型研究

针对山洪灾害预警指标确定方法中产汇流机制复杂,多参数不确定性影响因素较大的问题,依据极端降水与山洪灾害内在响应联系,提出以GPD分布为基础耦合小流域内自然因素和人为因素,构建基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型。选取裴河小流域夏湾组为研究对象,采用时段特征雨量检验法和水位流量反推法与模型计算结果进行对比分析。结果表明:该模型简化预警指标确定过程,合理推求山洪灾害预警指标范围,削弱多参数不确定性影响,计算结果安全可靠,适用于山洪灾害预警预报。基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型完善预警指标计算理论体系,为山洪灾害预警预报提供技术支撑和经验参考。     

四川省山洪灾害风险评估与区划

基于GIS技术以及全国山洪灾害防治规划资料,以四川省为例,借鉴自然灾害风险概念,对山洪灾害危险度、易损度和风险度进行了量化与分析,并根据区划理论的一般原则和全国山洪灾害一、二级防治分区范围,对四川省山洪灾害风险进行了区划。结果表明:四川省山洪灾害可划分为6个风险区划单元,5个风险等级(低风险区、较低风险区、中风险区、较高风险区、高风险区),各风险等级所占全省面积的比例分别为59.9%,12.8%,14.9%,5.9%和6.5%。其中,四川盆地及周边地区山洪灾害风险水平较高,中风险区等级以上的面积占到了四川盆地及周边总面积的近80%;其次,秦巴山地区为山洪灾害次严重地区,中风险区等级以上的面积占到了区域总面积的近18%;其它几个三级区域山洪灾害风险水平不高,大多处于低风险和较低风险水平。     

山洪灾害防治措施与成效

山洪灾害防御是我国防汛工作的难点和薄弱环节。根据国务院批复的《全国山洪灾害防治规划》,2010~2012年水利部会同财政部等部局在试点的基础上开展了全国山洪灾害防治县级非工程措施项目建设,2013~2015年进一步补充完善非工程措施并开展了山洪灾害调查评价和重点山洪沟防洪治理。通过几年来的项目建设,创造性地建设了适合我国国情的专群结合的山洪灾害防治体系,大大提高了我国基层防汛信息化水平和指挥决策能力,发挥了显著的防灾减灾效益。本文介绍了我国山洪灾害的总体情况,分析了山洪灾害的危害、成因和特点,提出了山洪灾害的防治措施,总结了山洪灾害防治成效及取得的系列原创性成果,最后对山洪灾害防治进行了展望。"十三五"期间,我国将继续加强山洪灾害防治,充分利用"互联网+"等新技术,进一步提高我国山洪灾害防御能力。