旱情分中心初步设计指导书.doc

NFCS-ICS-PD-02国家防汛抗旱指挥系统一期工程旱情分中心初步设计指导书目 录第一章综述11.1设计范围和任务11.2设计依据11.3设计原则31.4设计总体要求31.5设计控制经费4第二章旱情信息采集系统52.1设计目标52.2设计内容和要求52.2.1旱情信息站设计内容和要求52.2.2墒情信息采集点设计内容和要求72.3旱情信息采集系统设备配置102.3.1旱情信息站设备配置102.3.2固定墒情信息采集点设备配置102.3.3移动墒情信息采集点设备配置102.3.4附注11第三章旱情信息通信系统123.1设计目标123.2设计原则123.3旱情信息报送通信网的设计133.3.1结构设计133.3.2功能设计和技术要求133.3.3工作体制和信息传输协议153.3.4通信方式和数据传输方式163.3.5墒情信息自动测报系统信息的入网16第四章信息管理系统及系统集成设计184.1旱情分中心的任务184.2旱情信息数据库设计内容及要求184.3旱情信息管理系统设计内容及要求194.4旱情分中心设备配置224.4.1旱情监测试验站设备配置224.4.2旱情信息管理系统设备配置234.5系统集成设计234.5.1旱情分中心系统的界面划分234.5.2旱情分中心系统集成设计244.6附加说明284.6.1系统软件开发284.6.2建设与管理29附录：旱情分中心初步设计报告编写大纲及要求第一章 综述1.1 设计范围和任务根据国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计大纲（NFCS-CMS-PD-01）要求，一期工程以河北、安徽、吉林、重庆4省（市）的重点旱区为旱情信息采集试点建设区。建设省（市）旱情中心、地（市）旱情分中心、县（市、区）旱情信息站，以及县（市、区）以下建立若干个墒情采集点。试点建设共涉及4个旱情省（市）中心、30个地（市）分中心、176个县（市）旱情信息站，试点建设任务分配及地域分布详见表1.1。一期工程旱情分中心具体的设计内容为：1、调查旱情信息采集种类、设备、已建墒情点现状，充分利用各种已有旱情信息资源；2、设计旱情信息的分类、数据格式和交互规约等；3、设计旱情分中心、旱情信息站、墒情信息采集点的布设方案，提出旱情信息采集、传输、监测设备配置和性能指标要求；4、设计旱情分中心、旱情信息站和墒情信息采集点之间的通信网；5、设计旱情分中心的信息管理系统，并提出系统集成方案。1.2 设计依据1、国家发展和改革委员会关于审批国家防汛抗旱指挥系统一期工程可行性研究报告的文件。2、国家防汛抗旱指挥系统一期工程可行性研究简要报告3、国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计大纲表1.1 旱情信息采集试点范围一览表单位分中心重 点 抗 旱 县吉林长春农安、德惠、九台、榆树、双阳吉林舒兰、永吉、桦甸、蛟河、磐石四平公主岭、梨树、双辽、伊通辽源东丰、东辽通化梅河口、辉南、柳河松原扶余、前郭、长岭、乾安、宁江白城镇赉、大安、洮南、洮北、通榆延边延吉、敦化、汪清、珲春河北石家庄辛集、新乐、高邑、元氏、行唐、井陉、赞皇邯郸大名、魏县、曲周、邱县、肥乡、广平、成安、馆陶、涉县邢台南宫、宁晋、临西、巨鹿、临城、内丘、新河、威县、平乡保定满城、清苑、顺平、唐县、涞水、曲阳、涞源张家口阳原、万全、康保、尚义、张北、沽源、崇礼、蔚县承德围场、平泉、丰宁唐山滦县、滦南、迁安沧州泊头、青县、盐山、吴桥、东光、肃宁、河间、海兴、献县河北廊坊大城、文安衡水阜城、景县、枣强、武强、武邑、故城安徽合肥长丰、肥东芜湖繁昌、南陵蚌埠怀远、固镇安庆宿松、枞阳、岳西黄山歙县、休宁、祁门、太平滁州凤阳、明光、定远、来安阜阳涡阳、蒙城、利辛、太和、颍东、颍泉、颍上、临泉、阜南、界首、亳州宿县地区宿州、萧县、灵壁、泗县、砀山巢湖地区含山、庐江宣城地区宣州、宁国、泾县、广德、郎溪、旌德、绩溪池州地区石台、青阳六安地区霍山、金寨重庆万县、忠县、云阳、奉节、巫山、开县、巫溪、黔江、彭水、石柱、酉阳、秀山、涪陵、南川、武隆、丰都、合川、江津、永川、綦江、铜梁、荣昌、大足、长寿、潼南、壁山、九龙坡、巴南、北碚、万盛、渝北、梁平、垫江、城口数量301761.3 设计原则旱情分中心初步设计应遵循以下原则：1、统一规划、统一标准为便于系统扩展、升级和优化，设计坚持统一规划、统一标准的原则。2、经济实用、先进可靠应充分调查分析当前抗旱管理对信息的需求，满足抗旱管理迫切需要；在进行系统设计时应考虑信息技术发展，采用前瞻性技术适应国家防总、省（市）计算机环境的现状和今后的发展。3、投资保护、注重实施尽量利用原有的软硬件资源，将投资降到最少。要充分发挥水情分中心建设的经验，充分兼顾设计和实施之间的关系。1.4 设计总体要求根据一期工程旱情分中心初步设计的主要原则，旱情分中心初步设计的总体要求如下：1、设计深度以旱情信息站和墒情信息采集点为基本单位，在信息自动采集、通信、分中心信息处理和系统集成等环节需求分析和现状分析的基础上，根据地（市）墒情分析管理的需要，提出墒情信息采集点布设方案；依据旱情信息站和墒情信息采集点的设施设备要求，设计信息传输方式和信道；提出旱情分中心信息管理和系统集成设计。2、初步设计报告的编写旱情信息采集建设试点省（市）以旱情分中心为基本单位编写初步设计方案，国家防汛抗旱指挥系统一期旱情分中心初步设计指导书是旱情分中心初步设计报告编写依据。省（市）项目办汇总所属分中心设计成果，上报部项目办汇总。各省（市）的初步设计报告可在此基础上增加内容。初步设计报告的编制规则和分类详见国家防汛抗旱指挥系统工程技术文档分类与编制规则。1.5 设计控制经费由于受投资规模限制，旱情分中心建设只能按控制指标进行，投资由中央和地方共同分摊。对旱情分中心建设涉及的超出控制指标的费用和地方旱情信息采集点建设所需费用，由地方有关部门通过其他经费渠道解决。一期工程旱情分中心初步设计的控制经费如下：1、固定式墒情信息采集点设备配置经费控制指标 3万元/站2、移动式墒情信息采集点设备配置经费控制指标 2万元/站3、旱情信息站设备配置经费控制指标 5万元/站4、旱情监测试验站设备经费控制指标 12万元/站5、旱情分中心系统集成设备配置及控制经费 25万元/分中心第二章 旱情信息采集系统旱情信息主要包括气象、水文、农业、水资源、水利工程、遥感、墒情、社会经济和政策法规等，它是制定防旱抗旱减灾对策、合理采取抗旱减灾措施的重要依据。准确、及时、全面、可靠的旱情信息采集是取得抗旱减灾胜利的重要保障。因此，旱情信息采集设施设备建设是旱情分中心建设的重要内容。2.1 设计目标根据国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计大纲确定的系统建设总目标，旱情信息站、墒情信息采集点的旱情监测设施设备设计的目标是应用先进的现代科学技术和设备，实现以下目标：1、实现旱情信息采集规范化、标准化和自动化，旱情信息采集的种类、质量和数量有明显提高。2、旱情信息采集和监测设施设备实用、可靠、先进，即符合国情，又能适用于不同地区。3、实现旱情数据自动采集、固态存储和信息的数字化，以适应计算机技术和现代通信技术的要求。4、丰富旱情信息采集的方法，增加召测、巡测等手段来适应当前抗旱减灾工作对旱情信息的要求。2.2 设计内容和要求2.2.1 旱情信息站设计内容和要求设计旱情信息站的信息采集方案，具体设计内容和要求如下：1、设计政策法规信息的采集方案。这类信息主要指国家制定的抗旱法律、法规和条例；国家防总、水利部颁布的抗旱、工程管理标准、规定；气象、水文、农业方面的管理办法、规程；当地抗旱预案、调度规程、抗旱责任制；各类抗旱文件、名传电报信息。此类信息由县级防汛抗旱部门整理、录入，原则上半年或一年更新一次。2、设计气象水文信息的采集方案。这类信息主要指降雨、蒸发、气温、风力、流量、水位等观测数据和水文特性值（含最小特征值）历史和实时信息；卫星云图、雷达探测信息及长期、中期、短期气象预报信息和各类水文预报信息等。此类信息由县级防汛抗旱部门利用网络向同级或上级相关部门获取。信息更新频率参照相关部门信息报送频率确定。3、设计水资源信息的采集方案。这类信息指地表、地下水资源总量以及地表水资源可利用量、地下水资源可开采量；各类水质信息，地下水埋深、下降情况以及地下水漏斗面积、分布和最大漏斗深度；各类防旱抗旱工程的种类、数量、布局及运行信息，包括水库、塘坝等微型蓄水工程和固定、移动式引、提水（扬水）工程、机电井等。此类信息由县级防汛抗旱部门整理、录入，原则上每季度更新一次。4、设计农情信息的采集方案。这类信息指农作物种植结构、粮油产量（单产）、播收进度、产量预测等。此类信息由县级防汛抗旱部门利用网络向同级或上级相关部门获取，原则上按照农作物生长周期确定更新时间。5、设计灾情信息的采集方案。这类信息指农业、林业、水产、牧业等成灾、绝收面积和因旱影响经济损失等；影响乡镇企业个数、产值；影响城镇供水个数、人口、工业产值和农村人畜饮用水的人数及大牲畜数量等。此类信息由县级防汛抗旱部门统计录入，原则上按照旱情和抗旱情况报送制度的要求更新。6、设计抗旱工作信息的采集方案。这类信息指抗旱人力、机械、资金、物质投入情况和抗旱效益，抗旱服务组织基本信息和抗旱行动情况等。此类信息由县级防汛抗旱部门负责整理、录入，按照旱情和抗旱情况报送制度的要求更新。7、设计社会经济信息采集方案。这类信息指人口、面积、耕地、有效灌溉面积、旱涝保收面积、地方经济发展水平等。此类数据由防汛抗旱部门负责整理、录入，原则上每年更新一次。2.2.2 墒情信息采集点设计内容和要求墒情信息采集点主要负责采集实时土壤墒情信息。土壤墒情是分析判断旱情最直接的指标，因此，土壤墒情信息采集系统是旱情信息采集系统的关键组成部分。墒情信息采集点具体设计内容和要求如下：1、墒情信息采集流程设计。墒情信息采集的流程设计，应根据目前国家防汛抗旱部门旱情信息上报的业务流程，由下至上，层层上报。目前全国旱情信息上报流程如图2.1所示，墒情信息上报流程应满足图2.2所示的要求设计。2、墒情信息采集点选址设计。墒情信息采集点应尽量利用现有水文和雨量测站，建立的墒情信息采集点具有代表性，能够代表大面积作物和所在区域的典型土壤，采集的指标能够反映当地实际情况。另外，墒情信息采集点的选址应远离树林、高大建筑物、道路（铁路）、河流、水库和大型渠道，测点位置确定后，一般不能轻易更改。3、墒情信息采集点平面布置设计。应按照平面测量信息误差最小化的原则，根据当地的土壤类型、种植结构和地形地貌条件，综合确定墒情信息采集点的平面设计。每县布点不多于三个，面积较大的县，按照单站控制面积50万亩设点。对于土壤和地形条件比较一致的地区，单站控制面积可适当增加，土壤和地形条件变化大的地区，单站控制面积可适当减小。墒情信息采集点可采取固定式和移动式两种，每3个固定测点中需要有一个雨量站。每个地（市）级防办（旱情分中心）应布设1个旱情实验站，通过烘干法校正各墒情信息采集点数据，并依此校验自动监测的设备仪器；利用移动墒情信息采集设备，对墒情信息进行巡测。国家防总省（市）防办(旱情中心)地（市）防办 (旱情分中心)水利、气象县（区）防办（旱情信息站）墒情信息采集点水利、气象水利、气象农业、统计、社会经济等农业、统计、社会经济等农业、统计、社会经济等图2.1 旱情信息流程图4、土壤墒情采集深度设计。土壤墒情信息采集设计，应满足在不同土壤埋深情况下测量误差最小化的原则。不同深度的土壤墒情测量点应不少于三个，即监测仪探头插入监测土层深度为10cm、20cm、40（50）cm，各地也可根据不同的土壤和作物类型进行适当的增加。5、墒情信息传输系统设计。土壤墒情信息传输系统就是通过有线或无线通信手段实现墒情信息的传递。由于墒情信息传输实时性要求不高，没有必要采用专网或租用专门的通讯线路，各测点可采用GSM无线通信网作为主信道，在GSM信号不好的情况下，采用电话作为主信道。这样不仅可以满足信息传输的需要，而且会大大降低系统建设成本和管理费用，方便快速实施。6、墒情信息采集设备设计。根据墒情采集系统设计原则,墒情信息采集设备应采用自动化程度高并通过权威部门认定和国家质监部门认证的自动采集仪器，并由国家防办和省防汛抗旱部门共同确定。它是集高精度传感技术、GPS卫星定位技术、GSM无线通信技术、数据库存储和处理等技术于一体的新一代的、具有先进水平的土壤墒情采集仪器，可以实现无人值守情况下土壤墒情的自动采集、传输和存储，为分析和预测土壤墒情变化提供终端实测数据。国家防总省（市）防办(旱情中心)地（市）防办（旱情分中心）县（区）防办（旱情信息站）固定墒情监测点旱情试验站移动墒情监测点图2.2 墒情信息流程图7、墒情信息采集及传输方式设计。墒情信息采集方式设计可采用远程召测、远程巡测和终端主动发送三种运行方式，三种运行方式均须建立在采集终端工作状态正常且参数设置无误的前提下。远程召测设计要实现旱情分中心或旱情中心通过有线（PSTN）或GSM无线通信网络向采集终端发送指令，要求获得当前土壤含水率数据，采集终端接收到此指令后，利用土壤水分传感器采集土壤含水率数据，并将数据编制发送给监测中心。远程巡测设计要实现旱情分中心或旱情中心通过有线（PSTN）或GSM无线通信网络向采集终端发送指令，要求定时获得土壤含水率数据，采集终端接收到此指令后，利用土壤水分传感器定时采集土壤含水率数据，并将数据编制发送给监测中心。终端主动发送设计要实现采集终端利用PDA等设备向终端控制主板发送指令，要求发送当前土壤含水率数据，终端控制主板接收到此指令后，利用土壤水分传感器采集土壤含水率数据，并将数据编制发送给监测中心。2.3 旱情信息采集系统设备配置2.3.1 旱情信息站设备配置表2.3.1 旱情信息站设备配置表序号设备名称数 量1数据接收前置机12数据接收计算机13避雷设备14稳压电源15打印设备16数据接收处理软件17数据报送设备12.3.2 固定墒情信息采集点设备配置表2.3.2 固定墒情信息采集点设备配置表序号设备名称数 量1土壤墒情探测仪32墒情遥测终端机13通信设备14电源设备15避雷设备12.3.3 移动墒情信息采集点设备配置表2.3.3 移动墒情信息采集点设备配置表序号设备名称数 量1土壤水分传感仪12数据采集终端13通信设备14电源设备15GPS卫星定位模块12.3.4 附注上述设备配置为最基本配置，试点省（市）可根据实际情况适当增加，概算可列入地方系统建设中。抗旱任务重并且地方经济基础好的县（区）可以建设自己的局域网，经费自筹，列入本省防汛抗旱指挥系统项目或本地（市）信息系统项目。 第三章 旱情信息通信系统旱情信息通信设计的任务是通过构建旱情信息报送通信网，使地域上十分分散的旱情信息站和墒情信息采集点所采集的各类旱情信息，包括移动墒情采集仪器获取的实时墒情信息，能够准确、及时地传输到旱情分中心。3.1 设计目标遵照国家防汛抗旱指挥系统一期工程初步设计大纲的设计要求，为满足各级抗旱管理部门抗旱减灾工作的实际需要，根据当前旱情灾情统计制度的规定，旱情信息通信设计应实现：所有的墒情信息采集点采集的信息在12小时之内准确传到旱情分中心；所有的旱情信息站采集的信息在24小时之内准确的传到旱情分中心的目标。3.2 设计原则为实现设计目标，旱情信息报送通信设计要求采用以下几个主要关键技术：1、应用现代通信技术，因地制宜组建以地（市）旱情分中心为数据汇集点的星形数字通信网，形成覆盖试点省（市）重点易旱地区的旱情信息采集系统；2、系统采用远程召测、远程巡测和终端主动发送兼容的工作体制。采用增量巡测与定时自报兼容的工作体制，对人工统计、整理和录入信息要有反馈确认的功能；3、旱情信息报送通信网设计确保95以上旱情信息传输的系统畅通率；4、遥测终端机采用基于休眠和远程唤醒的良好电源管理技术，提高系统的可靠性。3.3 旱情信息报送通信网的设计3.3.1 结构设计墒情信息采集点只向相关的旱情信息站传递信息，墒情信息采集点之间基本没有数据交换问题；旱情信息站只向旱情分中心传递信息，旱情信息站之间不进行数据交换，所以只需分别建立墒情信息采集点与旱情信息站、旱情信息站与旱情分中心之间的点对点通信，即建立以旱情信息站和旱情分中心为数据中心的双层星形结构即可满足信息需求。即全部墒情信息采集点直接与旱情信息站通信，旱情信息站直接与旱情分中心通信。3.3.2 功能设计和技术要求3.3.2.1 功能设计旱情信息报送通信网包含旱情信息站、墒情信息采集点和旱情分中心。各类站点的功能是：1、旱情信息站和墒情信息采集点（1）在墒情信息采集点终端机的控制下，按旱情信息统计上报制定规定段次，自动完成定时上报和在旱情严重时期的加报；（2）接受分中心的查询、召测和巡测；（3）确保信道95以上的通畅率；（4）旱情信息站的统计信息，能通过人工方式上报；（5）具有远程工作设定和工作参数修改的功能；（6）具有良好的电源管理和通信管理功能，包括向分中心报告电源状态信息。2、旱情分中心（1）全天候值守、定时接收墒情信息采集点和旱情信息站主动发送的旱情信息，定时接收各站点通信设备工作状态信息；（2）向旱情信息站发指令，能主动查询、召测和巡测数据；（3）对所接收的信息进行解码、合理性检查、纠错，并按要素分类进行存储；（4）向省（市）旱情中心上报旱情信息；（5）对墒情信息采集点和旱情信息站进行远程工作设定和工作参数修改等，包括校时、旱情报送时段的变更和开机、关机等；（6）具有与邻近水情分中心联网的功能，实现信息共享；（7）具有良好的电源管理和通信管理功能。3.3.2.2 技术要求旱情信息报送通信设施设备包括具备人工输入信息功能的测站终端单元和旱情分中心的实时信息接收控制机。各旱情信息报送通信设施设备的主要技术要求如下：1、测站终端单元测站终端单元包括带有人工输入信息功能的数传仪、电源设备、有线或移动通信设备等，能完成旱情信息提取和发送功能。（1）环境条件：工作温度-1045，工作湿度95%（40）；（2）可靠性指标：在正常维护条件下，设备的MTBF25000小时；（3）系统采用远程召测、远程巡测和终端主动发送兼容的工作体制。采用增量巡测与定时自报兼容的工作体制，对人工统计、整理和录入信息要有反馈确认的功能；（4）遥测终端具有人工输入信息接口，实现人工键入信息的发送；（5）遥测终端具有与有线电话、移动电话、中高速数字电路的任意两种信道相连的接口。2、人工输入信息装置提供人工键入信息的输入和发送装置，输入形式由试点省（市）自行规定。3、实时旱情接收控制机（1）硬件性能实时旱情接收控制机两台，互为备份。硬件配置分别为：主频2.4G以上，内存512MB以上，硬盘80GB以上，同时具有一个3.5寸软驱、一个光驱和4个RS-232C端口、1个局域网口。（2）系统软件操作系统为WINDOWS NT、2000或XP。（3）应用软件功能¨ 能同时接收至少两种通信信道上报的实时旱情，并采用相应的检验措施和技术，保证数据的正确性；¨ 能检测信道和测站设备的工作状态，发现故障时，及时报警；¨ 能存储一年的原始数据和旱情数据；¨ 能对接收到的旱情数据进行分类统计；¨ 对旱情报文、流水号、统计值等进行检索。3.3.3 工作体制和信息传输协议3.3.3.1 工作体制根据国家防汛抗旱指挥系统一期工程的总体设计要求，为满足各级抗旱管理部门抗旱减灾工作的需要，旱情信息报送通信网要求系统采用远程召测、远程巡测和终端主动发送兼容的工作体制。采用增量巡测与定时自报兼容的工作体制，对人工统计、整理和录入信息要有反馈确认的功能。3.3.3.2 信息传输协议国家防汛抗旱指挥系统一期工程的旱情信息报送通信网，墒情信息采集点、旱情信息站与旱情分中心之间传输的旱情信息数据格式，应按照国家防办规定的相关标准制定统一格式；旱情分中心向所属省（市）传输的旱情信息的数据格式按照国家防办规定的相关标准制定统一格式。3.3.4 通信方式和数据传输方式3.3.4.1 通信方式旱情分中心信息报送通信网采用远程召测、远程巡测和终端主动发送兼容的工作体制。采用增量巡测与定时自报兼容的工作体制，对人工统计、整理和录入信息要有反馈确认的功能。因此其通信方式应采用半双工（数据可以沿任一方向传输，但不允许同时沿两个方向传输，在任何给定的时间，传输只能沿一个方向进行）方式。3.3.4.2 数据传输方式旱情信息报送通信网中墒情信息采集点与旱情信息站之间采用GSM主信道组网，费用列入地方配套资金。旱情信息站与旱情分中心之间采用PSTN组网，分中心到省（市）中心采用PSTN组网。经济条件好的地方可根据实际情况采用GPRS或中高速数字电路组网，建设资金由地方解决。3.3.5 墒情信息自动测报系统信息的入网把水利系统已建和一期工程建成的墒情信息自动测报系统的信息通过星形旱情信息报送通信网络纳入国家防汛抗旱指挥系统，也是旱情分中心设计的内容。3.3.5.1 设计任务和内容包含试点省（市）已建的墒情自动测报系统和一期工程建成的墒情自动测报系统，其墒情信息均应从旱情信息站就近进入旱情分中心，成为旱情信息采集系统的一个组成部分。按此任务，设计任务包括两方面：1、建立墒情自动测报系统经过旱情信息站至旱情分中心之间的数据通道；2、在旱情分中心接收自动测报系统的墒情信息后进行“标准化”处理。3.3.5.2 设计方案墒情自动测报系统经旱情信息站至邻近旱情分中心之间的通信设计，可全面参照各类信道报汛通信网进行。实际上，墒情信息自动采集系统与旱情分中心之间的数据传输信道，已经在星形报汛网设计中“一揽子”完成，不存在另行单独设计的问题。由于已建的墒情信息采集点的设计、施工单位各不相同，采用的设备很不统一，旱情分中心站保存的数据格式也千差万别，由旱情分中心按统一格式对数据作“标准化”处理是困难的。在此次初步设计中，旱情信息站仍可按现行数据格式传往分中心，由分中心通过专用软件完成“标准化”处理。按照这一思路，除了旱情分中心要开发自动测报系统数据的格式转换软件之外，还需对旱情信息站自动测报系统数据向分中心传输的规程作出设计。第四章 信息管理系统及系统集成设计4.1 旱情分中心的任务旱情分中心是国家防汛抗旱指挥系统中旱情信息接收、处理、上报分发的最基层单位，也是计算机广域网的节点，决策支持系统体系中的最低层。它的主要任务是：1、完成本辖区内旱情数据采集、规范化处理、存储、转发；2、建立旱情信息数据库，提供旱情信息查询服务。4.2 旱情信息数据库设计内容及要求旱情信息数据库是防汛抗旱指挥系统的信息支持层，存储和管理各个子系统所需要的公共数据。旱情分中心旱情信息数据库的设计，要和国家防总、省（市）抗旱管理部门的旱情信息数据库的结构和格式相同。旱情分中心旱情信息数据库按照规约通过计算机网络传送至上级数据库。旱情分中心旱情信息数据库具体设计内容和要求如下：1、设计旱情数据库。在详细调查与旱情数据库有关数据库现状的基础上，完成各级、各类应用系统对旱情数据库的需求分析，进行数据库的逻辑设计、物理设计、提出数据分布、存储、更新的策略和方案。制定合理方案解决各类数据在分布存储环境下的逻辑、时间态等一致性问题。根据抗旱管理业务的需要，旱情数据库设计要包含以下几个部分：（1）设计气象水文数据库。存储与辖区抗旱有关的气象和水文实时信息，资料来源由本级或上级相关部门提供，更新频率参照水文、气象部门信息更新频率确定。（2）设计抗旱水源数据库。存储可供抗旱水源的信息，包括地表水和地下水动态信息，资料来源由本级相关部门提供，数据每4个月更新一次。（3）抗旱工程数据库。存储各地抗旱工程和墒情检测站的种类、数量、布局及运行数据，资料来源由本级相关部门提供，数据半年更新一次。（4）实时旱情数据库。存储实时旱情统计信息、墒情监测信息、地下水埋深信息、城乡生产生活缺水信息等，资料来源由本级相关部门提供，数据更新频率根据现行旱情统计信息报送制度的规定，满足国家防总和省（市）日常抗旱减灾工作的需要，。（5）社会经济数据库。存储人口、耕地、林地、城镇、经济发展水平等，资料来源由本级相关部门提供，数据每年更新一次。（6）抗旱管理数据库。存储抗旱行动情况，抗旱法律规章、抗旱服务组织等，资料来源由本级相关部门提供，数据半年更新一次。（7）历史旱灾数据库。存储历史上发生的各类旱情灾情信息，资料来源由本级相关部门提供，数据每年更新一次。（9）图形数据库。存储国家基本电子地图、水利工程、水文、气象要素分布图、实时专题图等，资料来源由本级相关或上级相关部门提供，数据每年更新一次。2、设计旱情数据库管理软件，实现旱情数据的有效、规范管理。管理软件应具备建库、数据调查、数据录入、数据审查、数据入库、数据导出导入，数据管理（增、删、改等功能）及数据更新机制。3、设计基于旱情数据库的信息查询服务软件。查询服务软件应适用于不同软件环境，基于GIS平台，采用浏览器/服务器方式，进行方便快捷的查询服务等。4.3 旱情信息管理系统设计内容及要求根据旱灾统计和评估的要求，在通用的计算机平台上（硬件、软件等）设计能提供全面旱情信息统计、分析、查询功能，同时可以自动、连续运行的信息服务系统。建立人机交互客户端和互联网浏览器用户界面，能快速、灵活的以图文、声像等方式监视辖区旱情灾情变化，能迅速和较准确的统计、分析和预测旱情灾情发生和发展。旱情分中心信息管理系统设计应能提供所辖区域内的下列产品：逐日土壤含水量分布图表，土壤相对湿度（土壤湿度与田间持水量之比）分布图表，土壤干旱等级分布图表，气象、农业、水文统计信息图表，旱情发展动态显示图表，蒸发量、蒸发能力及径流深图表，作物分布图表和作物需水量分布图表，土壤、植被、土地利用和田间持水量分布图表，未来1至7天降雨量预报图，未来1至7天地面气温预报图，未来3天、5天和7天土壤干旱等级估计图表。分中心信息管理系统具体设计内容和要求如下：1、设计系统总体结构。根据上述功能要求，系统总体结构采用客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）相结合的体系结构。总体结构框架设计分为三个层次：人机接口层，系统应用层和系统支持层。（1）设计人机界面层。是系统使用者与应用软件之间的人机接口。总的作用是通过建立总控程序构造系统的软件环境。具体要求为：控制应用软件运行，运行参数的输入和运行结果的输出。（2）设计系统应用层。该层是系统的核心，提供信息统计、分析和查询过程所需的各种业务分析，信息接收处理和数据管理功能。根据地市防办实际需要，系统应用层划分为：信息接收处理、信息服务和旱情灾情预测评估三大功能。（3）设计系统支持层。系统信息支撑层存储和管理系统为应用层各系统提供的各种数据，主要指旱情信息数据库。根据数据类型、来源、用途及获取时间等因素进行综合考虑和分析。2、设计信息接受处理子系统。设计内容主要是接收来自旱情信息站和墒情信息采集点的各类旱情信息，处理后存入旱情信息数据库中。对人工调查的数据要有编辑功能。该系统的设计要实现：（1）能自动接收、人工编辑处理、选择和存储上报来的墒情、旱情信息等。（2）能自动接收存储实时气象、水情信息。（3）能通过计算机网络对信息加密，以保证信息传输的安全性。系统要采用前后台工作方式，前台解决人机交互，提供信息加工处理的手段和方法，如人工信息输入，文本编辑，图形图像的处理等，后台解决信息的自动输入。3、设计信息查询子系统。设计应提供在旱情信息数据库和基于地理信息系统平台支持下，采用表格、图形、图片的方式对辖区内与防旱抗旱有关信息进行实时查询。主要包括雨情、水情、墒情、蒸发、气温、风力、工情、农情、旱情、灾情、社会经济、组织管理、法律法规、抗旱行动、抗旱效益等信息查询。（1）设计雨情查询。包括实时降雨、历史降雨，气象云图、雨量分布图等。查询的方式包括单站的，多站的或区域某一时段的雨情。（2）设计水情查询。包括河道、湖泊、水库、塘坝水位、蓄水量，地下水埋深等实时、历史信息。查询的方式包括单站的，多站的或区域某一时段的水情。（3）设计墒情查询。采用表格和分布图的方式查询墒情，并与不同时期适宜作物生长的墒情对比。（4）设计气象信息查询。包括降雨、蒸发、气温、风力等信息查询。（5）设计工情查询。包括各类抗旱工程的静态信息和实时信息查询。信息的表示方式可以表格、图形、图像、VIDIO、AUDIO、文本等。（6）设计农情查询。包括农作物种植结构、作物生长期及需水量等信息查询。（7）设计实时旱情查询。包括实时的、历史的和预测的旱情信息查询，表示的方式主要是表格、向量图和栅格图。（8）设计灾情信息查询。包括实时的和历史的以及预测的灾情评估结果查询。信息表示方式主要是向量图、栅格图、视频、音频、文本、表格。（9）设计社会经济信息查询。社会经济信息以县为单元存储社会经济信息。（10）设计组织管理信息查询。包括法律法规、抗旱人员、抗旱部门、抗旱服务队、抗旱文档、抗旱物资、抗旱工程等信息查询。查询结果表示方式可以文字、表格、图形、图像等。4、设计信息应用子系统。设计主要包括旱情统计信息应用和旱情信息综合应用两部分。旱情统计信息应用设计应实现各级抗旱统计联网报送，并对统计数据分类、汇总、分析和自动形成报表。旱情信息综合应用设计依据旱情信息数据库提供的信息，分析辖区的受旱范围和受旱程度，进行灾情损失评估。主要包括气象干旱现状和发展趋势分析设计；土壤干旱分析设计；抗旱的可用水量分析设计；土壤和植被缺水情况分析设计；灾情损失评估设计。4.4 旱情分中心设备配置4.4.1 旱情监测试验站设备配置表4.4.1 旱情监测实验站设备配置表序号设备名称数 量一、量测设备1电热恒温干燥箱12铝盒2003取土钻14天平15环刀26风速风向感应器17温度湿度感应器18蒸发传感器19翻斗雨量计110气压传感器111水位传感器112玻璃缸百叶箱1表4.4.1 旱情监测实验站设备配置表（续）序号设备名称数 量二、固定墒情信息采集设备1土壤墒情探测仪32墒情遥测终端机13通信设备14电源设备15避雷设备1三、移动墒情信息采集设备1土壤水分传感仪12数据采集终端13通信设备14电源设备15GPS卫星定位模块1四、数据处理设备1计算机12打印机13电源设备14接收处理软件1注：上述旱情分中心监测实验站的设备为基本配置，经费列入国家防汛抗旱指挥系统工程中，不足或增加部分在地方防汛抗旱指挥系统中列支。4.4.2 旱情信息管理系统设备配置旱情分中心信息管理系统设备配置在分中心系统集成中统筹考虑4.5 系统集成设计4.5.1 旱情分中心系统的界面划分旱情分中心系统集成设计将集成分中心旱情信息报送通信的设备、计算机网络的设备和信息管理系统的设备。其中旱情信息采集系统与计算机网络系统之间的界面在旱情分中心采集系统信息报送通信网的中心接收控制机的网卡，网卡及互连缆线属计算机网络系统；计算机网络系统与旱情信息管理系统之间的界面在物理网段上工作的计算机的网卡，网卡及其互联的缆线、联网设备、网络服务器属计算机网络系统，除了网卡以外的计算机硬件、软件平台及数据库和各种应用系统都属旱情信息管理系统。4.5.2 旱情分中心系统集成设计4.5.2.1 系统集成拓扑结构旱情分中心系统集成的拓扑结构主要包括旱情信息接收控制机集成拓扑结构和分中心网络拓扑结构。1、旱情信息接收控制机集成拓扑结构（1）无前置机的情形GSM旱情信息接收控制机GPRSPSTN（2）有前置机的情形PSTNGPRSGSM前置机旱情信息接收控制机3、旱情分中心网络拓扑结构图图4.5.1 旱情分中心网络拓扑结构图4.5.2.2 系统集成设备配置根据旱情分中心所承担的任务和初步设计的要求，每个旱情分中心需要配备两条地面数据报送信道，并通过地面防汛抗旱计算机网络上报分发旱情数据。旱情分中心作为计算机网络系统的一级节点，从计算机网络系统考虑，应作为小型局域网来进行设计。吸收前期组织的示范区建设经验，旱情分中心系统集成设备按下述要求进行配置。具体配置为：1、服务器与系统平台旱情分中心的决策支持系统的服务器，从逻辑上看有三个：¨ 数据库服务器(DBMS)；¨ 浏览服务器(WWW)；¨ 应用服务器(AS)。旱情分中心的计算机网络系统的服务器，从逻辑上看有四个：¨ 网管服务器(NMS)；¨ 域名服务器(DNS);¨ 电子邮件服务器(E-mail)；¨ 浏览服务器(WWW)。考虑到旱情分中心的系统规模和能力需要，将两个系统中具有相同功能的服务器，逻辑上合二为一，在物理上将所有服务器合并到一台服务器上，但是为了提高系统的可靠性和系统数据的安全，每个水情信息分中心配置两台服务器，组成双机系统实现冷备份。服务器的硬件平台采用微机服务器。2、交换机交换机作为网络系统主要设备，要求选择性能可靠的产品，根据水情分中心的规模，交换机要求具有大于等于12个10/100M自适应以太网端口。3、路由器路由器主要用来连接分中心局域网和上一级局域网，路由器要求能够支持通用路由协议（如：