第43卷 第3期
华北理工大学学报(自然科学版)V o l .43 N o .32021年07月
J o u r n a l o fN o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )J u l .2021
收稿日期:2020-12-09 修回日期:2021-06-01基金项目：河北省自然科学基金项目(D 2017209229)，华北理工大学教育教学改革研究与实践项目资助(Z 1807-07)，华北理工大学校级青年基金项目(Z 201719)㊂ 第一作者：杨嘉雯，女，硕士研究生，从事与地理信息系统相关研究㊂ 通讯作者：任永强，男，硕士，讲师，研究方向：地理信息系统应用与开发㊂E -m a i l :l v d o u 2518@163.c o m ㊂ D O I :10.3969/j
.i s s n .2095-2716.2021.03.001文章编号:2095-2716(2021)03-0001-07
水雨情监测与预警系统的设计与实现
杨嘉雯，任永强，李婷，梁嘉熙
(华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063210
)关键词:W e b G I S ；空间分析；水雨情监测；预警摘 要：以唐山市为例，利用W e b G I S 技术,
基于地图对监测站点㊁水雨情监测数据与预警信息进行空间分析㊁可视化输出与管理，构建出一个主要包括水雨情监测与预警㊁雨情信息㊁水情
信息㊁站点查看等功能的水雨情监测与预警系统㊂以热力图方式展示研究区域每日逐小时的
降雨情况，对降雨数据进行实时空间插值分析并提取等值线，查看全市或单一监测站的预警信
息，管理员进行预警信息的发布与管理，对水雨情监测数据的图表与专题图展示，基于地图实
现对所有监测站点的定位查询以及基本的地图操作等功能㊂研究结果表明，该系统提供了可
视化直观的水雨情信息，不仅为系统管理员提供了预警分析手段，而且为公众提供了查看预警
信息和水雨情具体信息的渠道㊂
中图分类号:P 208 文献标识码:A
引言
在现今各种社会经济活动的影响下，中国的自然灾害尤其是洪涝灾害频繁出现，造成了大量众受灾和经济损失㊂据有关数据显示，我国已建设自动雨量㊁水位站7.5万个，图像(视频)站1.9万处，简易监
测站36万个，安装报警装置设备140万套；建设了县级山洪灾害监测预警平台2058个,
山洪灾害监测预警系统和测防体系初步建立[1]㊂同时，我国对于城市水雨情工作愈发重视，通过探索和建设城市的水雨情信息化系统，提供更加及时准确的水雨情信息，可以为经济社会可持续发展提供高效率服务[
2]㊂虽然相关部门开展了一些项目建设，但面向大众的水雨情信息平台数量很少㊂目前，普通用户通过网络可以访问的水雨情监测预警网站有全国水雨情网站㊁宁波市水雨情发布系统㊁淳安县水雨情数据发布系统等，其相关功能并不太利于大众及时快速地了解当前水雨情信息㊂
如今，随着互联网的急速发展与应用普及，基于W e b 将G I S 与各领域应用相结合成为新的发展方向，水雨情监测与预警结合的G I S 技术正是应用专业化和管理精细化的重要体现㊂于是，将水雨情信息与W e b -G I S 技术相结合,
实现地图化的水雨情信息与预警信息查询显示功能，以科学的空间分析方法为灾害防治提供决策支撑，为广大人民众提供及时了解水雨情信息的渠道，对有效地减少人民众生命和财产损失具有重要意义㊂
1系统分析
1.1 关键技术
随着网络的发展,W e b 与G I S 相结合成为新趋势，为用户在W e b 端实现空间信息检索㊁
专题图制作㊁空七星报喜
2华北理工大学学报(自然科学版)第43卷间分析等G I S功能提供了可能㊂W e b G I S的核心技术主要包括以下几个方面:
(1)W e b G I S空间模型服务㊂用户在浏览器端输入相关参数，服务器端接收这些参数，并根据相关空间分析模型，计算得出结果，再返回给用户，即B/S(浏览器/服务器)架构㊂
(2)W e b G I S空间数据发布㊂G I S的核心是数据，以图形方式展示空间数据，使用户感受更加直观，清晰地定位自己所需的数据㊂
(3)W e b G I S空间数据检索㊂在浏览器端输入相关条件，对空间数据进行实时编辑处理等操作㊂
(4)W e b端空间数据资源的组织㊂信息化时代，网络上拥有大量的带有空间属性的数据，利用地图来组织和管理，可以发挥这类数据巨大作用,W e b G I S技术正是该类应用的重要体现[3]㊂
空间分析是从空间数据中获取有关地理要素的空间位置㊁分布㊁形态㊁形成和演变等信息的分析技术，是地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息的提取㊁表达和传输的功能是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要功能特征[4]㊂
1.2系统可行性分析
范冰冰宣传遭劝离数据是G I S运行的基础㊂S u p e r M a p i D e s k t o p9D示范数据中包括中国1:400万地图，裁剪所需部分以及网上搜集相关地图数据加以处理，模拟部分水雨情监测数据以满足本次设计数据需求㊂利用S u p e r M a p i S e r v e r9D开发平台，采用A S P.N E T MV C框架，利用S Q L S e r v e r数据库技术㊁S u p e r M a p i C l i e n t f o r J a v a S r i p tA P I采用S u p e r M a p i S e r v e r进行系统开发，使得该系统具有良好的技术可行性㊂该系统方便公众及时获得水雨情相关信息，实现数据共享，充分考虑了用户操作方便等相关因素，突出专业性㊁科学性与服务性㊂因此，系统具有推广应用可行性㊂
2系统设计
2.1系统组织架构
系统总体架构如图1所示，采用B/S结构，利用A S P.N E T MV C设计模式构建系统，将系统分为3个主要部分，即模型M o d e l(模型)㊁V i e w(视图)㊁C o n t r o l l e r(控制器)[5]㊂
寄蜉蝣于天地图1系统架构图
2.2 数据库设计
该系统数据库由空间数据库和属性数据库组成㊂空间数据库中包括唐山市基本矢量数据，唐山市雨量站㊁水位站数据等㊂利用S u p e r M a p i D e s k t o p 9D 建立工作空间，对示例数据1:400万中国行政区图进行裁剪,
得到唐山市基本矢量数据部分，并将收集到的唐山市雨量站点㊁水位站点s h a p
e 文件导入建立新的数据源㊂属性数据库利用S Q LS e v e r 2008R 2建立,
包括测站基本信息表㊁雨情信息表㊁水情信息表㊁预警信息表等㊂2.3 系统功能设计
该系统包括水雨情监测㊁水雨情预警㊁雨情信息㊁水情信息㊁监测站点5个主要功能模块，如图2所示㊂
周扬青个人介绍图2 系统功能模块图
文章老婆是谁3系统实现
3.1 水雨情监测模块
水雨情热力图主要基于地图展示全市每日水情或水情变化情况㊂雨量监测数据和水位监测数据均为每小时一组，通过时间框选择具体日期和时刻，可更新地图所显示数据㊂时间轴显示一日24h 时间序列，点击播放按钮逐小时展示水雨情监测情况，雨量或水位数据大小以蓝到紫渐变表示㊂可切换雨量㊁水位图层分别查看雨情热力图和水情热力图㊂系统界面实现如图3所示㊂
图3 水雨情监测热力图
3
第3期 杨嘉雯,
等：水雨情监测与预警系统的设计与实现
实时雨量插值功能主要对所监测的雨量数据采用普通克里金法[6]进行空间插值分析，得到雨量监测站
点以外地区降雨量情况，将得到的栅格数据集制成客户端专题图进行展示，雨量大小用蓝到紫渐变进行
地图渲染㊂在日期选择框选择具体日期和时刻，点击"雨量插值"按钮开始进行插值分析，所需时间为
5~10s ，还可以输入等值距进行等值线提取，功能实现如图4所示㊂图4 雨量插值
3.2 水雨情预警模块预警信息模块主要展示系统内已经发布的全市范围水雨情预警信息和雨量站㊁水位站自动预警信息㊂全市预警页面以地图和列表形式显示预警信息，暴雨预警和洪水预警采用不同符号表示，蓝㊁黄㊁橙㊁红4种颜代表预警的4个级别㊂地图上预警符号和信息列表均可以鼠标点击，进行预警信息详情查看，如图5所示为水雨情预警详情界面
㊂
图5 水雨情预警详情
同时，管理员可根据水雨情详情对预警信息进行修改㊁删除等操作㊂如图6所示为水雨情详情具体功能实现界面㊂4 华北理工大学学报(自然科学版) 第43卷
图6水雨情详情具体功能实现3.3雨情信息模块
如图7所示为面雨量概况界面，如图8所示为雨量信息查询界面㊂
图7面雨量概况
图8雨量信息查询5
第3期杨嘉雯，等：水雨情监测与预警系统的设计与实现
>灭火的方法
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