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特色产品
数字流域多模数据共享平台

为解决数字流域平台自然水循环模型、社会水循环模型、生态水文模型、水文超级集合预报模型的模型耦合与可视化展示应用,建立流域多模数据共享平台,并开发多种水文-气象-生态模型的应用接口。

利用与模型紧密结合的仿真技术,开发水资源循环模拟技术成果的流域数字化平台显示技术。研究各模型系统的数据流,结合地图展示技术,搭建流域多模数据共享平台及接口标准,为流域分布式水循环模型系统提供标准的输入接口。通过流域多模数据共享平台封装完成流域分布式水循环模型系统、流域生态水循环响应模型系统、流域社会经济水循环与水文循环模型耦合系统、流域水文超级集合预报模型系统,实现可视化表达。

平台建设内容包含模型数据信息配置功能、模型数据文件生成及添加功能、数据库现状展示功能、站点空间位置展示功能、空间站点信息查询功能、系统接口研发等,实现超级集合模拟、信息查询展示、信息综合共享及流域分布式水循环模型系统输入接口开发,为各流域辅助决策服务。

  • 功能
  • 特点
  • 典型案例

总体功能包括3个方面:

(1)超级集合模拟

系统以仿真技术、水资源循环模拟技术、数字化平台显示技术等先进的技术为支撑,建立模型的自动选取,多种水文水利模型的集合模拟预报,实现超级集合模拟功能。充分利用每个模型的优势进行集合预报,最大限度降低单个水文预报模型的不确定性,保证预报精度,提高运行效率。同时,对流域的洪水进行概率预报,实现预报值的置信区间描述。

(2)辅助决策支持

通过建立模型模拟参数,实现对参数的批处理及统一管理,可定制模拟空间分辨率和模型运行时间尺度,分析并预测不同治理措施产生的效果,提供基于GIS的模型模拟预测结果数据展示,模型计算结果以数据表格、等值线图、动态变化图等方式进行展示,能够与其他模型的输出结果进行组合表达,提供对模拟结果的保存功能,为流域环境治理提供决策依据。

(3)流域信息综合管理

能够实现流域数据的互联互通、资源共享及数据的统一管理、维护和统一信息服务,为全面掌握流域环境状况和科学决策提供数据支撑;能直观、快速、准确、全面地存储、调用和反映各业务数据,实现数据、表格和图形的交互驱动的可视化查询,信息数据的科学化、规范化和自动化管理,按统一的规范格式存储所有信息,确保流域信息资料的统一性和完整性。

(1)依据不同模型进行多接口开发

依托研发流域多模数据共享平台,实现流域分布式水循环模型系统输入接口研发。

流域分布式水循环模型系统接口开发

流域生态水循环响应模型系统接口开发

流域社会经济水循环与水文循环模型耦合系统接口开发

流域水文超级集合预报模型系统接口开发

(2)依托多模技术的业务应用

系统实现自然水循环模型、社会水循环模型、生态水文模型、水文超级集合预报模型的模型耦合,并在超级集合模拟的基础上进行流域信息成果可视化展示应用。通过多模技术的业务应用展示可提高系统效率,及成果展示的准确度,为相关部门正确判断流域环境形势,科学制定流域环境保护的政策和规划,提高流域环境监管和处理水平,保障流域环境安全等提供有效支持。

(3)多种计算模式应用

本系统涉及多种模型,各类模型都有多种复杂的算法,因此,系统建设是在基于多种计算模型的基础上进行综合展示应用。建立统一的算法库,整体结构按照《环境数据库设计与运行管理规范》(HJ/T 419-2007)进行设计,同时整个数据库充分预留各业务数据建设接口,保障后续的软件开发,实现对数据的统一管理、统一应用,确定数据载体产生节点。多种算法能够保证数据成果的准确性和灵活性,是本系统建设的核心。

1、项目名称

数字流域关键模型接口开发

2、项目背景

在研究数字流域建设的标准的基础上,为课题组研究流域水资源循环、流域陆面及水文过程、流域社会经济水循环、流域超级集合模拟,形成流域流域分布式水循环模型系统、流域生态水循环响应模型系统、流域社会经济水循环与水文循环模型耦合系统、流域水文超级集合预报模型系统集成的多模系统开发输入输出接口、模型耦合接口,形成数字流域示范系统接口标准规范。最后,为集成本课题的技术成果,雅砻江流域应用示范系统开发应用接口。将空间数据与系统模拟结果的接口转化,通过系列模型接口标准化及组件化,将各大模型系统的模拟结果实现统一标准的可视化表达。

3、项目内容

(1)流域分布式水循环模型系统接口开发

面向系统所需的参数提取需求、数据库共享需求,陆面-气候模式耦合需求,开展系统运行输入输出环节的接口标准化与开发。

(2)流域生态水循环响应模型系统接口开发

开展生态系统要素对流域水循环过程的响应过程分析,开发生态响应过程要素接口组件,完善系统运行输入输出环节的接口标准化及其生态要素扩展性。

(3)流域社会经济水循环与水文循环模型耦合系统接口开发

针对流域水资源可持续开发利用需求,研发系统运行输入输出环节的接口组件方法。

(4)流域水文超级集合预报模型系统接口开发

为实现流域水文集合模拟预报系统的产品化及可视化表达,开展流域水文超级集合预报模型系统的接口组件库研发。

(5)雅砻江流域应用示范系统开发

完成示范系统接口标准草案1套。

4、项目成效

形成“基于一套标准的基础上,建设应用系统”、“结合GIS技术实现空间数据形象展示”的水利信息化建设思路。基于国家水利标准规范,建立相关接口、数据等标准,以标准的接口与各种标准数据库实现系统间的互联互通。建设雅砻江流域应用示范系统,通过GIS地图将监测信息、重点监控企业和水资源保护区、重要水利工程等相关信息在平台上进行动态显示,对实现流域水资源合理配置、高效利用和有效保护,促进经济发展方式转变具有重要作用,对其他地区具有重要示范意义。同时,实现模型应用接口的标准化和组件化,为课题技术示范与成果应用提供集成应用环境。

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