大流域水文监测模拟与可视化实现

针对传统的水文信息系统难以集成多源信息,且实时性与三维可视化能力不足的问题,基于数字地球平台技术,设计开发了面向水文大流域的水文监测、分析和模拟的三维可视化服务平台。根据水文数据的特点,对功能模块与基础组件进行重新设计,对相关数据和水文模型进行服务发布,并将服务层统一集成到三维可视化平台中。在三维可视化环境中实现了水文信息的集成应用与三维展示,可为水文管理和研究人员提供一个三维可视、人机交互的操作环境。     

XML技术在水文资料整汇编软件中的应用

研究了基于XML(extensible markup language)技 术制作报表的方法,并在水文资料整汇编软件研制中得到应用。该方法的基本思路是：首先 将报表抽象为一系列基本元素,采用XML中的Element进行表达;然后由基本元素组合形成报 表中的标题、表头、报表数据、表尾、辅助信息等基本结构,形成报表;最后在可视化平台 Microsoft Visual C++6.0中,对XML进行解析,采用数据库技术实现报表的制 作与输出。研究结果表明：该方法能够解决水文资料整汇编中成果表制作内容多、数据项复 杂、格式要求严格等报表制作上的困难问题;能满足《水文年鉴》汇编刊印工作要求和水文 日常工作需要;用该方法制作的水文报表系统操作方便、数据维护简单。     

GIS中的通用水文模型数据结构研究

针对水文模型与GIS平台数据结构不一致这一数字流域集成的最大障碍,从模型角度研究地理数据与GIS融合的标准方法,并设计了标准化地理数据接口和可复用地理数据组件。自定义GIS兼容的地理数据结构,解决了GIS与水文模型高度集成的时空特征和拓扑结构不匹配问题。以软件工程中常用的组件接口技术为核心方法,提炼水文模型所采用的地理数据共同点。提出ArcGIS平台能够接受的模型通用地理数据标准并编列相应的标准接口和组件,推动GIS与水文模型紧密耦合的研究与应用。     

分布式水文模型与网络GIS技术集成的研究

分布式水文模型是目前流域模型方面的研究热点。为此,将分布式水文模型与网络GIS技术相集成,探讨了分布式水文模型在网络GIS框架下的数据存储、物理实现和消息通信方式,设计了完整的分布式水文模型与网络GIS框架集成方案,并根据集成方案实现了CREST模型的网络计算服务实例。实例结果表明,分布式水文模型与网络GIS技术集成具有良好的应用效果,能够拓展分布式水文模型的应用范围。     

水文大数据共享平台研究与设计

本文根据水文数据的特点探讨了水文大数据标准化方法,探索数据预处理、数据索引、数据高效存储等水文大数据共享平台关键技术;利用Hadoop对多源异构数据的海量存储能力及高速计算能力,研究基于MapReduce的水文大数据分布式数据处理模型,设计和实现水文大数据共享平台,为水利及跨行业跨部门的信息共享、空间集成,以及跨学科的可持续发展研究提供技术支撑。     

对流域水文模型的再认识

讨论了流域水文模型的本质,指出模型只是原型的近似,不可能反映原型的一切特征,尤其像流域降雨径流形成这样复杂的现象。诠释了"分解"与"集成"的科学思维在流域水文模型建模中的作用。认为只有产汇流理论和集成基本水文现象为流域水文模型的方法有所突破,才会有流域水文模型的实质性进步。分析了流域水文模型反问题不适定的原因,提出了直接最优化方法用于解决流域水文模型反问题时应注意的事项,以及用"大数据"方法解决流域水文模型反问题的设想和初步思路。认为随着水文观测手段的进一步精准,"大数据"方法在解决流域水文模型反问题和正问题中均有美好的应用前景。     

优秀治黄科技推广应用成果展示

<正>YSCADA-1型水文数据采集终端机YSCADA-1型水文数据终端机是水利部水利先进实用技术重点推广产品。以美国工业产品LP3500板级计算机作为RTU核心模块,另专门开发了防雷保护系统。可对水文要素、水质要素、气象要素、地下水、墒情要素、视频图像进行采集或集成,并可用电台、GSM、GPRS、北斗卫星等信道进行通信,具有多种类型的接口进行联网,高速传递水文信息。以YSCADA 1型水文数据采集终端机集成的系统"黄河水情分中心信息采集和传输关键技术研究与应用"项     

浅析水文信息孤岛及对策

水文信息孤岛是水利信息化进程中的必然结果。水文信息系统的时效性、局部性,需求不到位,共享能力差是形成孤岛的主要原因。认识水文信息孤岛的种类和危害,采用升级替换、建立数据接口、集成应用平台等方式可有效解决现有水文信息孤岛。从水利信息化全局出发,统一水文信息系统规划,理顺水文数据流、统一水文数据平台和集成标准可有效防范和降低水文信息孤岛的危害。     

多异构数据库环境下的北京水文集成系统研究与实现

针对水文数据分散管理、各个专业系统自成体系等问题,结合水文产品服务需求和构建智慧水务等要求,开发了面向管理层用户的北京市水文集成系统,形成为防汛指挥、地下水管理、水环境保护、水质水量考核、水资源管理等服务的专业平台。系统为水务事业提供了专业性、实时性、可视性的水文产品,解决了多异构数据库环境下的水文数据集成问题。系统本身具有良好的扩展性,可为后续水务大数据、云计算、移动互联等提供接口,有很好的示范性和创新性。     

水文信息孤岛的分析及策略

对水文信息孤岛进行了分析,指出水文信息系统的时效性、局部性及需求不明确、共享能力差是形成信息孤岛的主要因为,同时提出了解决信息孤岛的策略:不断升级替换,突破数据传输瓶颈;建立数据接口及集成应用平台;统一规划,加强水文数据库平台和集成标准建设;加强管理,构建水文模型.     

IEC 61970标准中CIS的Web服务定义与实现

IEC 61970是为促进电力企业应用集成而制定的标准。文中使用IEC 61970推荐的可扩展置标语言（XML） Web Services与Microsoft .NET组件模型，实现了其定义的组件接口规范（CIS）。目前规范中只有用对象管理组（OMG）接口定义语言（IDL）定义的CIS，文中根据IDL CIS，用Web服务描述语言（WSDL）定义了CIS,并在 .NET平台上构建了XML Web Services CIS服务器。此服务器的构建以公共对象请求代理体系结构（CORBA）CIS服务器为基础，实现了CORBA和Web Services的集成。随后对实现的XML Web Services CIS服务器进行功能和性能测试，得出其性能数量上的概念。     

NC2000e水电厂生产实时监测系统

介绍了NC2000e水电厂生产实时监测系统的总体结构、关键技术和特点.该系统利用网络技术、数据库技术、J2EE技术,采用通用国际标准,实现了发电企业的数据集成和应用集成,可以有效地解决发电企业面对的信息孤岛问题.     

OpenMI技术在水文模型集成中的研究进展

针对传统的模型集成方法难以规范化和模型接口难以标准化等问题,欧盟水框架委员会建立了开放式模型接口标准OpenMI(Open Modeling Interface),通过该接口标准,模型可以实现并行运行且共享每一时间步信息,在数据交换和模型链接机理上具有一定的优势。该文在分析了OpenMI工作原理和核心技术的基础上,着重阐述了OpenMI技术在水文模型集成中的研究进展,并指出OpenMI技术目前存在无法支持分布式模型集成以及缺乏可视化界面与人机交互等缺陷,而且在对模型间的数据请求响应机制以及交互数据的容错处理和中断处理机制方面仍有待完善。     

大坝安全监测数据仓库的设计与构建——以小浪底大坝为例

针对现有的大坝安全监控系统中存在的历史数据量大、难以集成和访问数据能力不足的问题,研究了大坝安全监测数据仓库的设计和构建方法.以小浪底大坝安全监测数据仓库设计与构建为例,设计了数据仓库系统的框架结构,详细介绍了大坝安全监测数据仓库的设计方法和具体步骤,着重研究了主题域及其内容的确定、逻辑模型和物理模型的设计、数据集成、数据的访问设计和维护等内容,最后还分析了基于DTS的小浪底大坝安全监测数据仓库的数据集成方法和步骤.     

淮河流域洪水预报系统的模型集成研究

根据淮河流域洪水特征和水系构成,分析了水文学与水力学模型在洪水过程、洪水要素和空间范围方面的集成方式,并且介绍了两种模型针对淮河流域特点所采用的关键技术方法.为实现两种模型的充分集成,采用了数据 - 模型 - 应用3层结构的总体集成框架,通过模型应用过程的模块化处理和数据有效交换,建立了集模拟、率定和预报功能于一体的综合计算平台.本文所建立的集成模型采用长系列实测资料进行了参数率定和模型验证,应用结果表明建立的集成模型具有较高的计算精度.     

An assessment of the checkpoint bioassay concept for full scale wastewater UV reactor validation

In an effort to help policy makers and manufacturers understand the impact of parameter uncertainties on UV reactor performance, a numerical bioassay model was developed by integrating a UV reactor model based on computational fluid dynamics with a Monte Carlo model developed to account for parameter uncertainty. For the model implemented, it was determined that reactor performance uncertainty was less than 6%. The integrated model was used to evaluate several checkpoint bioassay criteria including one currently used by the California Department of Public Health. The model showed that these criteria failed to take into account the fact that in an ideal case, a full scale reactor will pass a single checkpoint test 50% of the time. In reality, differences in equipment measurement errors between the system validation and checkpoint bioassay, and limitations of the power law form of the dose monitoring equation in accurately representing system validation data will result in poorer than expected performance. It was suggested that such checkpoint criteria be modified by crediting the inherent over-sizing of full scale reactors.     

黑龙江省防汛指挥决策支持系统集成技术研究

随着计算机应用系统规模的扩大和复杂程度的提高，系统集成的重要性与日俱增，已经成为影响系统研发建设成败的关键。本文结合黑龙江省防汛指挥决策支持系统的研发建设实践，介绍了省级防汛指挥决策支持系统的集成方法及其关键技术。文章重点阐述了系统集成U字模型的原理及其在省级防汛指挥系统建设中的应用，并以黑龙江省防汛指挥决策支持系统为例，着重介绍了功能集成、数据集成、界面集成和平台集成的成功经验.U字模型是在以往系统集成模型基础上，经过进一步的研究与提升而产生的系统集成新模型。与以往的模型相比，U字模型具有集成层次结构更加明晰、更加便于进行成果质量控制等显著优越性。黑龙江省防汛指挥决策支持系统成功采用U字模型进行系统集成，其理论和实践成果可供同类信息化建设工程参考。     

基于M-ELM的大坝变形安全监控模型

针对大坝变形监测数据存在的非线性强、异常值诊断和剔除工作复杂及传统监控模型抗粗差能力差等问题,结合稳健估计理论抗粗差性强和极限学习机在处理非线性问题方面的优势,建立了基于稳健估计极限学习机的大坝变形安全监控模型。试验确定网络隐含层层数,构建4次方损失函数,采用加权最小二乘法计算输出权值,实现原始监测数据的拟合和预测。以某工程大坝变形监测数据为例进行建模分析,结果表明:以反映模型预测精度的均方误差和平均绝对百分误差及反映模型鲁棒性的中位数绝对偏差作为评价指标,基于稳健估计极限学习机的大坝变形安全监控模型的各项指标明显优于对比模型。     

基于四边形面积坐标的自然单元法

自然单元法是一种基于自然邻接点插值求解偏微分方程的无网格数值方法。它使用Voronoi图或Delau-nay三角形作为背景积分网格。面积坐标是一种自然坐标,具有任意不变性,在求解离散点集刚度矩阵时可直接得到积分显式而不需依赖于数值积分。基于四边形面积坐标的自然单元法使用平均值定理将求解域内平均应变值由散度定理转化为区域周界上的环路显示积分,改进传统的积分格式。算例表明,这一积分方案能进一步精简计算量,提高计算效率,是一种自适应的数值计算方法。