一、概述
党的十九大报告中明确提出,建设美丽中国要“加大生态系统保护力度”,“加强地质灾害防治”。习近平总书记在中央财经委员会第三次会议上关于提高自然灾害防治能力的重要讲话强调,加强自然灾害防治关系国计民生,要建立高效科学的自然灾害防治体系,提高全社会自然灾害防治能力,切实提升地质灾害防治能力。
自然资源部印发的《自然资源科技创新发展规划纲要》提出,以科技创新推进自然资源治理能力现代化。“在新一轮科技革命和产业变革加速演进的背景下,围绕新时代自然资源统一监管新使命与新目标,部署自然资源科技创新主要任务,重构自然资源科技创新格局,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里,切实提高自然资源关键核心技术创新能力,为自然资源事业发展提供有力科技保障。” 地质灾害防治在发挥已有群测群防的基础上,要大力加强新技术的支撑,不断提高隐患点发现、监测、预警、治理的专业水平。
浙江省启动“四张清单一张网”、“最多跑一次”改革以来,经过多年发展,我省数字化转型已进入了全面升级阶段。《袁家军省长在深化“最多跑一次”改革推进政府数字化转型第六次专题会议上的讲话要点》(浙江政办通报9期,2019年5月15日)要求,省政府数字化转型“重大项目应用要取得实质性突破”。为深入贯彻落实党的十九大精神,浙江省委省政府把数字化转型作为高质量发展的着力点和突破口,全面部署推进政府数字化转型工作,以“业务协同、数据共享”两大模型建设为重点,全省“一盘棋”。丽水市正度也相应提出要求,需数字化转型工作横向协同,上下联动,同步推进,构建共建共管共享数字政府体系,并将自然资源管理纳入政府数字化转型的重要领域。要求坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚定不移沿着“八八战略”指引的路子阔步前进,把“最多跑一次”改革的理念方法作风贯穿到城市治理各方面全过程,紧紧围绕“干好一一六,当好排头兵”,建设高能级的城市、数字化的城市。
实现丽水市小流域自然灾害多灾种综合预警,是落实党中央和国务院、省委省政府、市委市政府关于推进城市治理体系和治理能力现代化决策部署的需要,也是主动适应数字化转型时代的重要举措,对提升丽水市小流域自然灾害防治工作能力,推进治理体系现代化和促进经济社会高质量发展具有重要意义。
二、服务内容
1、服务清单
丽水市小流域自然灾害预警服务项目清单 |
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序号 |
服务名称 |
备注 |
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1 |
建模分析服务 |
数据归集 |
1项 |
2 |
数据治理 |
1项 |
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3 |
预警模型 |
1项 |
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4 |
风险预警服务 |
预报预警提示 |
1项 |
5 |
预警发布 |
1项 |
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6 |
辅助指挥服务 |
专家在线 |
1项 |
7 |
数字驾驶舱 |
1项 |
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8 |
风险监测服务 |
前端风险监测 |
1项 |
9 |
其它(系统管理等) |
1项 |
2、配套硬件资源
本次项目配套硬件资源由业主提供,采用政务云资源进行系统部署,所需资源根据实际情况进行申请。
3、前端接入
系统总共需接入33个(含本次2个)前端点位(村域)的所有风险监测数据和前端声光报警、广播报警数据。
4、等级保护
根据国家网络安全等级保护标准V2.0版本有关要求,本系统应通过安全等级保护。
5、信创要求
系统需适配信创终端。
三、需求分析
根据丽水市小流域自然灾害监测和预警的水平现状,建立小流域自然灾害预警模型和工作机制,形成一套功能齐全、适合本地化需求的监测预警系统,将强化小流域自然灾害事前感知、事中处置、事后反馈的能力,全面提高各级管理部门对辖区内自然灾害信息掌控和管理决策水平;将提高监测预警、群测群防水平,使自然灾害综合治理等工程措施得到高效补充和完善,将进一步提高基层群众主动防灾避灾意识和自救互救能力,最大限度保障人民群众生命财产安全。
1、危险源的实时监测需求
危险源实时监测
通过在各个点位(村)部署各类专业监测设备,对山洪、泥石流、崩塌、滑坡等自然灾害危险源进行实时监测并在指挥中心实时展示,当监测到异常,实时报警。中心通过领导驾驶舱,实时动态展示丽水市小流域内各个点位(村)实时动态详情,便于即时知晓小流域内各个危险源状况,掌握全局动态。
统筹各个部门危险源监测
需统筹接入自规、水利、气象等部门专业监测数据和本次项目新建监测点位数据,实现各点位(村)风险源基础数据、监测设备数据、实时监测数据、灾害数据统筹管理、分析、应用。
2、预报预警准确性需求
在实际的应急指挥救援工作中,预警的准确性是一大难题,如准确性低,势必会产生 “狼来了”事件,同时浪费大量的人力物力。通过多灾种综合预警模型的建设可以极大提高灾害预警的准确性。
在(山洪、崩塌、滑坡、泥石流、山塘溃决)单一指标实时阈值预警预报模型基础上,根据点位的水土特征与物理力学性质,基于机理分析方法,综合运用数据分析挖掘、深度学习等技术,实现多源数据融合分析,构建具备丽水小流域典型特征的多灾害链预警预报模型体系,提高各类模型的适用性,提升预测预报的提前度与精确度。
3、多渠道预警发布需求
为了解决发生自然灾害时,预警信息能够在第一时间推送到相应管理人员和群众,采用多种渠道对预警信息进行发布,如手机短信、IVR智能群呼、声光报警器、预警广播等多种渠道,实现小流域自然灾害信息的交互与管理,同时实现预警信息及时、精准发布。
4、辅助指挥的需求
当发生自然灾害时,指挥中心需要实时知晓现场险情并根据平台提供的功能进行辅助决策与指挥,平台需要具备现场实时视频回传能力、语音对讲指挥能力、专家在线会商能力等,便于险情发生时应急指挥、调度。
四、系统内容
丽水市小流域自然灾害预警系统内容包括丽水市小流域自然灾害专业监测体系和小流域自然灾害预警系统。在已建的水利、地质灾害、气象等监测系统的基础上,建立基于统计分析、机理分析或智能分析的预警模型体系,实现对监测数据的自动化处理及模型运算分析,智能分析出各地区小流域威胁程度,输出预警等级,通过综合研判,提升丽水市小流域自然灾害预警能力。
项目内容主要包括丽水市小流域自然灾害专业监测体系(前端风险的监测)、小流域自然灾害预警系统(建模分析、风险的预警与发布、辅助指挥)等。
1、前端风险的监测:梳理小流域内各个点位风险源、风险区域,形成小流域点位监测理论,部署相应专业监测设备进行实时监测,构建丽水市小流域自然灾害专业监测体系,为风险分析提供精确的数据来源。通过细分预警灾种和点位详貌,科学、合理选择监测设备并安装,增强点位感知与线下预警能力。
2、预警系统:
建模分析:通过数据的归集、清洗、多灾种综合分析预警模型对小流域内风险进行科学、合理、有效的分析,并输出分析结果。
(1)数据归集、治理:以专题库形式,按照小流域自然灾害预警管理信息要素、数据分级分类规范和数据治理规则,建立原始库、资源库、业务库组成的数据资源池,提供小流域自然灾害预警系统数据归集服务。数据治理服务依托丽水市小流域自然灾害预警数据库建设规划,结合数据治理方法论实施。数据治理按照统一维度、统一数据格式、统一字段标准、统一分类、统一数据元目录、统一比对规则进行。
(2)多灾种综合分析预警模型:通过分析小流域自然灾害在形成、运动、发展过程中的各类因子的衍变,形成多灾种预警模型,为小流域自然灾害预测预警提供理论和技术支持。
3、风险的预警与发布:
(1)综合预警:依托多灾种预警模型,通过实时分析前端各类监测数据,当具有变量发生时,及时输出多灾害预测预警信息。
(2)预警发布:融合单维预警数据及逻辑,结合点位地形地貌数据,综合分析预警情况;排摸常住人口、细分不同灾种需转移人群和管理群体,形成预警对象库,触发预警后,通过多种预警发布渠道将预警信息精准推送至各类人员,便于及时的指挥、疏散。
4、辅助决策:结合实时监测数据、现场音视频数据、专家在线指导意见以及应急预案、图文报告、仿真数据等内容进行辅助决策。
五、 功能要求清单
平台功能清单 |
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序号 |
服务名称 |
一级 |
二级 |
简要功能描述 |
备注 |
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1 |
建模分析服务 |
数据归集 |
原始库建设 |
具备合理的原始库结构设计、数据生命周期设计,能够存储各委办局业务数据、前端监测数据、视频数据在内的结构与非结构化数据。 |
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2 |
资源库建设 |
具备合理的资源库结构设计、加工过程设计。资源库建立用于存储由原始库数据进行清洗、转换等标准化后的数据,资源库相对于原始库在数据域层面只保留结构化域。 |
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3 |
业务库建设 |
业务库涵盖基础信息、地理空间信息、预警预报、文件库、配置库、模型结果库的分域内容。具备结合丽水市小流域自然灾害预警管理的实际需求,以业务的实际需求划分数据维度能力,实现数据标准化、资源化建设,提升数据可用性与易用性。 |
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4 |
数据治理 |
人员转移信息对接 |
对接省应急厅的人员转移码,获得灾情下相关受影响区域的人员转移信息 |
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5 |
数据治理 |
数据来源:1.通过市公共数据平台对接市应急管理局、气象局、水利局、自然资源局、公安局、政法委等部门,获取各部门与小流域相关监测数据、业务数据。 |
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数据治理服务依托丽水市小流域自然灾害预警专题数据库建设规划,结合数据治理方法论实施。数据治理按照统一维度、统一数据格式、统一字段标准、统一分类、统一数据元目录、统一比对规则进行,数据治理服务的内容包括:数据接入清单、数据结构化、数据清洗、数据转换、数据共享交换服务等。 |
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6 |
数据开放共享 |
提供数据开放共享接口、数据前置机共享、数据透传共享的能力服务,供系统内部小流域自然灾害预警业务模块与模型进行调用;同时具备将业务数据共享到市公共数据平台的能力,供其他单位调用。 |
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7 |
预警模型 |
区域预警模型 |
丽水市小流域山地灾害气象预警模型 |
以丽水市气象台提供的QPE和QPF数据为基础,研判分析并合理确定丽水市山洪泥石流灾害气象阈值 |
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基于分析结果,生成小流域山地灾害风险五色图。 |
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莲都区村域山洪泥石流区域预警模型 |
综合下垫面参数开展山洪泥石流发生可能性的水土耦合分析。 |
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研判分析符合丽水本地特征的流域地形、雨量和持时、地表下渗、超渗产流、地表土体破坏等因素影响的山洪、泥石流分级预警曲线。 |
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基于分析结果以及QPE和QPF数据,生成重点监视区村域山洪、泥石流灾害的动态风险图。 |
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8 |
单体预警模型 |
山洪阈值预警模型 |
通过统计分析和经验类比,分析研判丽水市山洪监测示范点特征的所用降雨、地表水位等参数的分级预警阈值,并建立山洪阈值预警模型。 |
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基于实时监测数据与山洪阈值预警模型,生成山洪灾害的动态风险图。 |
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泥石流阈值预警模型 |
通过统计分析和经验类比,合理确定丽水市泥石流监测示范点所用降雨、地表水位等参数的分级预警阈值,并建立泥石流阈值预警模型。 |
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基于实时监测数据与泥石流阈值预警模型,生成泥石流灾害的动态风险图。 |
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崩塌阈值预警模型 |
通过统计分析和经验类比,合理确定丽水市崩塌监测示范点所用加速度分级预警阈值,并建立崩塌阈值预警模型。 |
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基于实时监测数据与崩塌阈值预警模型,生成崩塌灾害的动态风险图。 |
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山塘溃决阈值预警模型 |
通过统计分析和经验类比,合理确定丽水市山塘溃决监测示范点所用水位、地下水、坝体位移等参数的分级预警阈值,并建立山塘溃决阈值预警模型。 |
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基于实时监测数据与山塘溃决阈值预警模型,生成山塘溃决灾害的动态风险图。 |
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滑坡智能预警模型 |
通过统计分析和经验类比,分析研判符合丽水市滑坡监测示范点特征的所用地表位移、地表含水率等参数。 |
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关联分析丽水市地表土壤含水率与变形数据,建立符合本地特征的、与变形数据强关联的地表含水率滑坡智能预警模型。 |
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基于实时监测数据与滑坡智能预警模型,生成滑坡灾害的动态风险图。 |
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以有监督机器学习为手段,在项目期内持续提高预警模型的准确性。 |
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9 |
灾害链预警模型 |
滑坡-堵江-堰塞湖灾害链预警模型 |
分析研判既有滑坡监测点位中的滑坡堰塞湖灾害链隐患点特征属性。 |
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选取丽水市六大流域的特征水文站点,分析既有水位水文监测站点的位置特征、水位变化特征,研判既有水位监测站点的关联性及堰塞报警区段。 |
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基于水文监测站关联性研判分析结果,建立滑坡-堵江-堰塞湖灾害链预警模型,基于实时数据(水位监测、灾害信息员上报、现场调查等),通过灾害链隐患监测点设备的智能调度、协同监测等手段,智能判读河道滑坡堰塞,实现滑坡-堵江-堰塞湖灾害链的协同预警能力。 |
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滑坡-堵沟-泥石流灾害链预警模型 |
分析研判既有滑坡监测点位中的滑坡泥石流灾害链隐患点特征属性。 |
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选取莲都区的堵沟隐患监测站点,分析和识别站点水位变化特征。 |
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基于研判分析结果,建立滑坡-堵沟-泥石流灾害链预警模型,基于实时数据(水位与流量监测、灾害信息员上报、现场调查等),通过模型对灾害链隐患监测点设备的智能调度、协同监测等手段,判读沟岸滑坡堵塞,实现滑坡-堵沟-泥石流灾害链的协同预警能力。 |
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10 |
风险预警服务 |
预报预警提示 |
预警功能 |
根据数据监测信息,对灾害发生的可能性进行数值预测,基于模型预警结果,提供不同预警预报等级(红、橙、黄三色)统计实时展示服务。 |
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预报功能 |
对灾害未来发生的可能性进行辅助判别,基于模型预测结果,提供不同预警预报等级(红、橙、黄三色)统计展示服务。 |
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省应急厅、丽水各局预警信号展示 |
基于接入省应急厅预警信息、丽水市各部门(应急、水利、气象、自然资源局等)预警信息,提供实时展示多部门预警信息服务。 |
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丽水各局响应等级展示 |
根据丽水市应急局、水利、气象、自然资源部门应急响应等级进行展示 |
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风险区地图展示 |
基于预报预警功能,提供一张二维地图形式展示具体风险区的相关信息(灾害类型、预警等级、相应网格员及其联系方式)服务,支持二维地图与三维地图的切换。 |
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风险区详情 |
结合点位(村)详情、监测设备数据提供动态数据输出风险区一张图服务。包括风险区的灾害类别、威胁人数、设备布设位置、设备数据,可供数据导出、下载。 |
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受威胁人员统计 |
三种预警等级下的受威胁人员总数展示,根据预警模型返回结果统计不同灾种下受威胁人员数量展示,不同预警等级下实时受威胁人员数量展示。 |
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预警总数展示 |
展示不同预警等级(红橙黄)的预警数量,选择具体预警等级展示该等级下预警详情。 |
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预警类型统计 |
四种灾害(山洪、崩塌、滑坡、泥石流)类型预警数量统计,并用图形展示最终结果,选择具体灾种可展示该灾种实时预警情况。 |
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预报预警数据分析展示服务 |
提供全市的自然灾害预警结果进行实时滚动统计服务,主要包括预警地区、预警等级、威胁人数;提供丽水市各区县市的预警结果统计展示服务;提供不同灾种(山洪、滑坡、泥石流、崩塌)的预警结果统计以及受威胁人数统计展示服务。 |
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气象信息展示 |
通过接入气象局气象数据,提供雨量等值线图层展示服务。 |
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预警发布 |
搜索功能 |
提供搜索服务,通过选择省市区展示相应地区信息 |
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历史预警记录 |
按时间选择历史记录,查询对应区域的预警记录,历史记录中按预警等级优先级排序。 |
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应急预案展示 |
通过前期收集的图片文本等点位数据进行信息数据化并录入系统通过前端vue,gis等技术,在二维地图上展示应急预案,包括每个风险点对应的现场物资仓库、响应区域、避灾点、转移路线。 |
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撤离人员统计 |
对接省厅应急厅信息,同时根据应急管理部门绿码、黄码、红码人员数量,实时展示应撤、已撤人员数量以及撤离进度。 |
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监控视频 |
通过前端视频监测点,使用视频流技术,实现现场视频画面实时展示,包括固定视频、单兵设备和无人机视频数据等。视频资源包括前端视频监测数据、应急可视化指挥平台视频,丽水市雪亮工程视频。 |
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应急响应发布 |
根据预警结果以及业务的实际需求,划分响应等级。基于响应结果,系统提供多种预警发布服务,主要包括短信提醒、声光电报警、应急广播预警、手机智能群呼。其中,短信提醒基于调用运营商信令相关接口实现,发送预警信息至相关管理单位、管理人员及人民群众;声光电报警:当有预警信息发布时,通过调用相关接口可远程启动部署在点位(村)的声光报警设备;应急广播预警:对接各村广电广播系统或前端广播设备,当有预警信息发布时,指挥中心可远程启动广播进行远程预警与语音指挥;手机智能群呼:当有预警信息发布时,指挥中心启用IVR智能群呼功能,系统采用信令扫描方式,对预警区域内的所有手机用户进行群体呼叫,提供语音报警服务。 |
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12 |
辅助指挥服务 |
专家在线 |
视频会商 |
提供基于浙政钉的远程视频会议服务,提前设置专家通讯录,可快速便捷发起音视频会议,支持快速加入、解除会商功能。服务具备屏幕共享,专家视频界面展示切换和信息飞投功能。 |
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屏幕共享 |
实现屏幕共享,专家视频界面展示切换和信息飞投功能 |
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会商结果 |
系统具备会商预设表单,操作员可填写对应内容生成会商结果或由专家自主填写。 |
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会商视频存储 |
存储、周期(3个月),选择时间段查询记录 |
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无人机视频 |
存储、周期(3个月),选择时间段查询记录 |
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业务流程展示 |
在视频会议主界面展示目前应急工作的具体环节及进展,包括灾情发现、现场调查情况、现场视频、应急响应情况等内容。 |
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数字驾驶舱 |
数据可视化 |
整体UI设计展现 |
提供市县两级小流域自然灾害预警系统整体数据图形可视化展示;提供点位(村庄)基础信息可视化展示。 |
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物联网数据展现 |
前端专业监测数据图形化展现服务:包含雨量计、水位计、裂缝针、位移、土壤含水率监测、地下水位测探仪、固定倾斜仪设备,各类设备的监测数据(含历史数据统计),现场照片,地理位置,设备简介等数据。 |
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辅助指挥 |
指挥中心通过布控球、固定球机、单兵、无人机等设备观看前端实时画面,利用语音对讲功能,进行远程应急指挥调度工作。 |
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业务流程可视化跟踪 |
提供预警信息可视化服务;提供工单追踪服务。 |
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多部门数据展现服务 |
综合展示政法委、公安、自然资源、水利、应急、气象等部门数据。 |
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热点标注 |
提供文字、线条、图片、外链、视频等内容标注功能 |
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二次开发接口与文档 |
提供二次开发接口与前端开发文档 |
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13 |
三维地图 (含优化) |
2.5D地形底图制作 |
利用天地图卫星影像作为基础拟合高程数据形成高低起伏反应真实地貌的2.5D地图。 |
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基于WEBGL数据调度 |
系统基于webgl架构,无插件、免安装 |
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图层叠加 |
支持点、线、面、体块、三维模型的叠加 |
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720度模型编辑 |
支持对用于设计模型的缩放、平移、旋转以及720度在线调整 |
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辅助工具 |
测量 |
支持测量距离、面积、高差等数据 |
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日照 |
根据经纬度以及周边地形地貌与建筑遮挡情况,模拟一年四季从早到晚的日照情况 |
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水淹 |
水平面上升以及淹没的效果模拟 |
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空间漫游 |
模拟乘坐热气球时的视角进行全域空间漫游,可模拟三维场景中任何点位的视线,支持水平360°、垂直180°环视,支持键盘操作的辅助功能; |
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地块对比 |
同一个项目加载多个时间段内容,可展示不同时间段内容的辅助功能。 |
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图形绘制 |
支持地形压平与挖坑操作,模拟受灾情况,支持在实景模型上绘制线条、体块,支持体块编辑操作的辅助功能; |
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14 |
其它 |
系统管理等 |
基础数据管理 |
人口信息增删改查、房屋增删改查、避险路线增删改查、避险点增删改查、物资仓库增删改查、网格员增删改查、省厅预警情况查询、丽水各部门预警情况查询、专家数据的增删改查。 |
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设备管理 |
设备自身信息增删改查、设备自检、设备维护、设备历史数据查询 |
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模型管理 |
模型启用控制、预警结果通知方式选择、预警记录查询 |
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应急记录 |
专家会商记录查询、应急流程记录查询、丽水市气象、水利、规自、应急局的响应等级查询 |
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账号管理 |
用户增删改查、角色增删改查、权限增删改查、日志查询,实现市县乡三级分权分域管理 |
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前端风险监测服务清单 |
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序号 |
服务名称 |
监测内容 |
服务功能描述 |
数量 |
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1 |
风险监测服务 |
风险区域数据采集 |
雨量 |
监测流域区域的降水起止时间、累计降水量和降水强度,采用增量控制、定时控制数据发送触发机制,当降雨达到阈值时触发预警。具有功耗低、续航长(采用太阳能供电,满电连续阴雨天续航时间可达45天),数据实时回传,具备远程管理、命令下发功能,本地数据可存储90天功能。符合国家标准GB/T11832-2002《翻斗式雨量计》和中华人民共及国水利部《降水量观测规范》相关要求。采用了双向翻板装置专利技术,分辨力达到0.1mm,计量误差≤1%,平均无故障工作时间MTBF≥25000小时,支持支持EGSM900/GSM1800MHz双频,可选GSM850/900/1800/1900MHz四频,支持北斗通讯标准4.0协议和2.1协议。采集频率默认1h,1秒到24小时多频率可调,可按照预警模型要求调整;监测位置为东头村1处和赤坑村1处,总计2处。 |
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2 |
位移 |
监测小流域灾害隐患点区域对人员聚集区威胁到的滑坡体,山塘大坝,水库大坝等地表位移变化情况;采用一体化GNSS监测系统,其现场测点包括1基点和多个表面位移测点。基点布置在边坡范围以外的稳定的基岩上,系统基点和测点采用静态同步观测,差分解算。采用自动化监测方式监测流域变形点X、Y、Z三轴变化量及位置信息,实时输出位置信息和变化量,中心根据变化量阈值进行预警。具有功耗低(工作状态不超过1.8W)、续航长(采用太阳能供电,满电连续阴雨天续航时间可达45天),数据实时回传,安装工艺简单,精度高(毫米级)等特点。测量平面精度:平面2.5mm+0.5ppm(RMS),垂直5mm+0.5ppm(RMS)。具备4G全网通能力,支持BDS B1/B2,GPS L1/L2,GLONASS G1/G2星频,具有远程控制和远程配置功能。采集频率默认15S,1秒到24小时多频率可调,可按照预警模型要求调整。监测位置为东头村2处和赤坑村水库3处,总计5处。 |
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3 |
水位 |
对小流域灾害隐患点区域水位变化情况进行实时监测。采用超声波物位计对流域河流水位变化情况进行实时监测,水位达到设定阈值时,触发预警。分辨力:0.035%FS,误差:±0.3%FS;功耗:待机<0.5W,测量<3W;支持隔离4-20mA、HART输出;具备GPRS、NB无线数据传输能力,抗干扰性强,可任意设置上下限节点及在线输出调节,具有本地显示功能。具备远程管理、命令下发功能。续航(采用太阳能供电,满电连续阴雨天续航时间可达15天);采用脉冲工作方式,雷达水位计发射功率极低,对人体及环境均无伤害。采集频率1秒到24小时多频率可调,可按照预警模型要求调整。监测位置为东头村3处、丁公村1处、下个寮滑坡体河段1处,总计5处。 |
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4 |
视频监控 |
用于小流域灾害隐患点区域实时将避灾要道路口画面回传到后方平台中,方便决策者判断指挥,同时保存重要历史录像。采用200万像素,20倍变焦带有红外150米夜视功能的智能球机,对流域区域危险性较大,受强降雨影响大,当发生风险时造成的财产损失大的区域采用实时智能球机24小时巡航监测。为了保证视频监控供电的稳定,现场配备UPS及220V交流供电。为保证通信稳定,每个监控点网络传输具备有线+无线双路由。监测位置为丁公村1处、下个寮滑坡体河段1处、赤坑村水库1处,总计3处。 |
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5 |
渗流(浸润线)监测 |
监测小流域灾害隐患区上的大型山塘,水库大坝坝体内部侵水的水位线。采用正弦式自动化感知设备,对流域地下水位变化速率比较大的区域进行实时监测,输出该区域地下水位随季节时令的变化情况。具有本地存储功能,内置电池连续阴雨天保持稳定续航15天,分辨力:0.01%FS,误差±0.25%FS。具有远程控制和远程配置功能。采集频率默认1h,1秒到24小时多频率可调,可按照预警模型要求调整。监测位置赤坑村水库9处。 |
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气象数据 |
用于在小流域灾害隐患点区域中降雨量值及其对应时间的风速风向值。气象要素监测是集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统,主要由气象传感器、气象数据采集仪和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素。采用风向风速传感器气象专用传感器,通过对该区域风速,风向的实时观测,配合降雨量的综合评判,能准确的分析出该区域地质灾害受何种自然因子影响。为长期预警模型的研究提供基础数据。 |
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风险区域网络接入 |
视频专线 |
三年20M VPN专线,总共3条 |
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物联网卡 |
三年物联网卡数据传输,总共26张 |
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前端预警 |
声光报警 |
声光报警 |
用于在小流域灾害隐患点区域中传感器监测到数据超过预警阈值后自动触发发出声光预警信号,提醒附近居民有灾情隐患。 |
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无线预警广播 |
无线预警广播 |
用于在小流域灾害隐患点区域中出现预警情况下,主要用于通知附近居住和活动的人员即将有险情,通知采取对应的应急措施以及实时远程应急指挥。 |
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三维地图 |
三维建模 |
三维建模 |
基于无人机倾斜摄影技术,对隐患点村庄进行数据采集与三维建模,影像平均分辨率不低于5cm。对三维实景模型完成轻量化处理,以适配中心平台发布与加载。 |
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六、项目技术要求
分析业务库中所涉及的数据,包括数据串、数据项、数源单位。形成业务库数据资源目录。
小流域自然灾害数据归集是依据数据使用的目的,按照小流域自然灾害防治管理信息要素和数据分级分类规范建库的原则,统一规划资源,按照符合小流域自然灾害防治管理业务的数据治理规则,依托大数据存储技术,构建包括原始库、资源库、业务库的数据资源池,以满足丽水市小流域自然灾害数据落地建库需求;并基于丽水市大数据管理局前期建设的数据治理工具,将客户的业务数据,经由预置的数据模型加工治理,能够快速转换为同标准、高可用、高稳定的数据服务,为上层业务应用提供可靠的数据资源,加速业务效果产出。
本次数据接入采用前置机数据读取的方式,首先经由大数据局经由丽水市数据资源目录对相关数据进行汇聚,后对汇聚的数据采用前置机的方式进行数据接入。数据接入治理平台采用前期丽水市部署的dataworks平台,相关标准协议参照丽水市公共数据平台的标准及协议。
小流域自然灾害数据的原始库应该围绕丽水市大数据管理局建设,并涵盖与小流域自然灾害防治相关的内部、外部所有需要组织的数据。在数据来源上,包括各委办局数据(如应急管理局、气象局、水利局等),前端监测设备回传的监测预警数据(如水位、地表、雨量监测预警数据)等;在数据类型上,包括结构化数据、半结构化数据。
原始库的合理设计可以在业务系统和数据资源中心之间形成一个良好的过渡,既保障了数据资源中心数据的稳定性,不会受源业务系统数据频繁变化的影响,又可减轻前置系统被反复抽取的压力,数据资源中心的数据需求统一由原始库为基础来抽取和分发。
资源库的数据是由原始库的数据经过清洗、转换、关联、比对等数据处理过程后形成的标准数据。
资源库的设计包括数据结构设计、数据表结构设计和加工过程设计。在资源库的数据结构设计上,以原始库数据结构为基础,补充必要的数据字段;在数据表设计上,将相同表结构的数据表进行适当的合并,并保留原始库的表名以方便进行溯源;数据加工过程设计是资源库设计中最核心的部分,这部分要进行数据标准、数据元的设计,以及原始数据和标准数据元的关联设计,从而将资源库的数据处理成符合标准的数据。
业务库是丽水市小流域自然灾害应用系统的数据源,提供存储、维护、检索等功能。平台中任何信息实体及其属性都可以通过数据来表示。
根据数据关联程度及数据存储等特征从逻辑上划分为基础信息库、地理空间信息库、预警预报库、文件库、配置库、模型成果库等,以便于数据的管理和应用。各数据库之间不是孤立的,而是通过事件类型、行政区划、主管单位等信息进行关联。例如发生某地质灾害事件,可以查询到相关预警,类似案例,事发地点的地图,事发地周边的危险源、事件相关的浙江省转移码情况。
本次数据清洗治理工作因各委办局数据提供数据资源多以非结构化数据进行提供,同时各委办局提供的数据内容差异化较大。以word、excel等非结构化格式数据为主,数据质量、目录参差不齐,需要以人工干涉为主,对各委办局数据情况进行详细分析、结构化,并在此基础上进行数据的清洗处理,需要耗费大量的人力,综合考虑各部门数据情况以及对应接入数据清单进行费用概算。
建设全市统一的小流域自然灾害数据资源池,需要获取各类小流域管理数据,并对各类小流域管理数据的汇聚、处理、存储与数据治理体系建设,才能形成面向小流域监测领域的原始库、资源库和业务库。接入内容涵盖包括各委办局数据(如应急管理局、气象局、水利局等),前端监测设备回传的监测预警数据(如水位、地表、雨量监测预警数据)等。具体包括省应急厅人员转移数据、市大数据局已归集数据、市应急管理局应急类业务数据、市气象局气象类业务数据、市水利局水利类业务数据、市自然资源局地质灾害类业务数据、市公安局人口类业务数据、市政法委类基层治理业务数据、预警模型分析所需数据、前端监测设备数据等。
为解决数据清单中大量非结构化数据无法被直接使用的问题,需对接入数据进行数据结构化处理,包括数据采集、半结构化文件内容提取、非结构化文件内容提取等。相关数据结构化处理在原始库中进行。
数据清洗包括单表的不为空清洗、长度清洗、类型清洗、格式清洗以及表间的关联清洗等。数据比对包括代码比对、数据一致性比对、数据合法性比对等。
对整合后的多源数据进行符合性检测、转换、入库。转换的类型包括:字段名转换、代码转换、数据类型转换、数据校验、数据合并等。
支持将小流域自然灾害预报预警相关数据同步至市公共数据平台,提供接口调用或批量数据共享服务,供其他单位申请调用。
预警模型的建设主要由基于统计分析、机理分析、大数据分析的灾害预警模型库组成,集成对监测物联设备的远程控制管理能力,建立灾害的自动感知→协同监测→实时预警的全链条智能化预警模型体系,实现丽水小流域自然灾害的点线面、多灾种、多情景综合智能预警。
通过小流域自然灾害多维度预警模型,提供丽水市小流域环境内的包括山洪、泥石流、崩塌、滑坡等多灾种综合分析服务。提供的预警模型与分析服务要求如下:
1.4.1丽水市小流域山地灾害气象相关预警模型
通过山洪泥石流灾害气象预警模型,生成小流域山地灾害风险五色图。
山洪泥石流灾害气象预警模型利用高比例尺DEM数据提取丽水市坡面和小流域地形单元,读取识别小流域数字单元的面积、高差数据;接入丽水市气象台提供的QPE和QPF数据,运用降雨诱发山洪泥石流的机理过程,实现以小流域为预警单元的丽水市山洪泥石流预警技术,最终生成小流域山地灾害风险五色图。
1.4.2丽水市村域山洪泥石流灾害相关预警模型
通过丽水市村域山洪泥石流灾害预警模型,结合实时降水等数据生成重点监视区村域山洪、泥石流灾害预警实况的动态风险图。
综合下垫面参数开展山洪泥石流发生可能性的水土耦合分析,获取考虑流域地形、雨量和持时、地表下渗、超渗产流、地表土体破坏等因素影响的山洪、泥石流分级预警曲线,通过接入莲都区QPE和QPF数据,生成重点监视村域山洪、泥石流灾害预警实况的动态风险图。
重点村域选取要求:选取丽水市莲都区为预警区,输入覆盖全区2019年4月至2020年9月为期一年半的欧空局哨兵1号Sentinel-1A/B雷达卫星数据集,提取全区地表形变速率图,分析速率异常值的不稳定区域,识别形变异常区;通过开展1期次的形变异常区地面核查工作,采用无人机结合人工地面巡查的方法全面拍摄InSAR识别形变异常区的高清影像,识别分析形变异常区坡面病害图像,记录病害参数,评估莲都区形变异常隐患点状态,结合既有监测点综合确定莲都区重点监视村域;
土样参数要求:分析地勘报告与莲都区地域特征,实现对莲都区的地质分区,以及形成莲都区土样参数分区图。接入莲都区各分区的土地利用类型、土壤类型、植被指数、土层厚度、土层强度参数等下垫面数据,根据土层强度参数点位分布的不均匀情况开展实地补点取样测试,形成莲都区下垫面参数基础数据。
具体见招标文件