xx区城市水文预警信息服务平台工程初步设计报告.docx

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xx区城市水文预警信息服务平台工程初步设计报告目录目录 1 1 项目简介 3 2 基本概况 4 2.1区域概况 4 2.2 城市水文现状 4 3 需求分析 6 3.1必要性 6 3.2 可行性 6 3.2.1基于位置的服务（LBS）发展现状 6 3.2.2三维GIS发展现状 7 3.3 需求分析 8 3.3.1 存在问题 8 3.3.2 主要需求 9 4 系统总体设计 10 4.1 总体定位 10 4.2 建设目标 10 4.3 设计原则 11 4.4 技术标准、规范 13 4.5 总体设计框架 13 4.5.1 系统总体框架设计 13 4.5.2 数据总体框架设计 18 5 建设内容 20 5.1基于位置的城市洪涝灾害预警信息发布平台 20 5.1.1 实现原理 20 5.1.2 系统架构 22 5.1.3 建设内容 24 5.1.4 系统对接 27 5.2二维、三维一体化的城市防汛应急会商支持系统 29 5.2.1 框架设计 30 5.2.2 功能设计 31 5.2.3 三维GIS平台选择 31 5.2.4 三维数据采集及建模 32 5.2.5 二、三维一体化集成 41 5.3 数据库建设 44 5.4 系统非功能性建设 46 5.4.1 性能设计 46 5.4.2 兼容性设计 50 5.4.3 安全设计 51 5.4.4 先进性设计 55 5.4.5 用户界面设计 55 5.4.6 系统数据管理 56 5.4.7 数据备份恢复机制 56 5.4.8 操作说明书及数据字典 56 6 建设与运行管理 57 6.1建设管理 57 6.2运行管理 57 6.3实施计划 57 7 投资概算 59 7.1 编制依据 59 7.2 项目概算 60 7.3 资金来源 60 8 效益分析 63 63 1 项目简介随着国民经济的快速发展、城市人口的大量增加、城市硬化面积的扩大,城市防汛已成为许多城市管理工作的一项重要内容并日渐受到重视。但是，现有的城市防汛系统还远远不能满足防汛减灾工作的需要。防汛预案操作性差、洪涝预警信息推送不及时、推送对象针对性不强、决策支持信息不够直观等等原因，都导致城市防灾减灾应急决策的滞后。城市防灾应急管理和社会公众对城市水文的预警信息化提出了更高的要求。根据城市防汛减灾需要，拟建设的xx区的城市水文预警信息服务平台，将充分利用移动互联网、大数据、云计算、三维可视化等高新信息技术，通过构建基于位置的城市洪涝灾害预警信息发布系统，进一步提升城市洪涝灾害公众预警服务能力，实现信息的及时、精准获取以及推送。通过完善优化城市洪涝应急会商支持系统，在三维空间下为城市洪涝灾害应急会商决策提供更加准确、直观的技术支持。 2 基本概况 2.1区域概况 xx区位于山东半岛西南隅，胶州湾畔，南临黄海，北靠胶州市，西与诸城市、日照市为邻。全区陆域面积2127平方公里，海域面积约5000平方公里。全区现辖26个镇（街道），城市社区67个、农村社区176个、行政村 980个。 xx区属华北暖温带沿海湿润季风区，年降水量主要集中在6-9月份，约占全年降水量的71.1%。xx城区沿海布局，具有典型的海滨城市特性，多条独流入海河流穿城而过，地表产汇流受海洋潮汐影响显著，城市水文条件相对复杂。2014年设立国家级新区后，区域经济社会发展不断提速，城市化进程进一步加快，城市应急管理、防灾减灾决策和市民生活对城市水文信息需求进一步突显。 2.2 城市水文现状 xx区城市水文工作起步于2011年，经过五年的建设基本建成了较为完善的城市水文监测站网体系，监测站点数量、监测内容初步满足城市水文研究及应用的基本要求，城市水文信息服务体系正在实现从信息化向智能化迈进。（一）城市水文监测站网体系建设。截止目前，xx区共有城市水文监测站点172处，其中城市标志性水文站2个、河道水位站19处、水库站3处、雨量监测站45处、雨雪监测站3处、全自动气象监测站4处、地下水位监测站37处、海水入侵监测站8处、蒸发监测站2处、视频监控点46处、城区河道水质监测站3处，基本形成了集地表水、地下水、大气水与一体的系统化城市水文监测站网体系，全面实施水文信息采集信息化，除流量、蒸发外均实现自动遥测。（二）城市水文信息服务系统建设。设立了xx水文信息中心，开发了基于WebGIS平台的水文信息综合服务系统，实现各种水文要素的实时、历史数据查询服务，提供多种展示方式。建设《xx区水文信息应用及公共服务系统》，以水文全要素模拟理论为基础，构建以整个行政区域为单元的全要素水文要素模拟体系，利用多因素影响下的城市降雨产流水动力学模型，开展城市积水模拟，实现主要河道、中型水库和城市建成区洪涝灾害预测、预报、预警和模拟结果输出。开通xx水文信息网站，开展微信、微博、客户端等新媒体在水文信息服务上的应用。 3 需求分析 3.1必要性近年来，各种极端灾害性天气频发，城市洪涝灾害对区域经济发展造成的影响更加突出，社会公众和防灾减灾应急决策对城市水文预警信息提出了更高要求。构建基于位置的预警信息服务平台，向城市灾害区公众提供精准的靶向预警信息服务，为城市洪涝应急会商提供更加科学、直观的决策支持，非常必要。 3.2 可行性 3.2.1基于位置的服务（LBS）发展现状基于位置的服务(Location Based Services，LBS)是将移动通信网络和卫星定位系统结合起来，采用多种定位技术和数据处理技术交叉融合的信息服务模式，可以向终端用户提供位置信息，集成各种与位置相关的业务。随着定位技术的进步和移动互联网的发展，位置服务逐渐渗透到人们的生活中，位置信息成为社会生活中一项不可或缺的关键基础信息。近几年，移动互联网的高速发展和智能手机的普及，带动了手机相关应用的发展。与此同时，在云计算、物联网等新技术的推动下，传统行业的发展模式发生改变，与互联网的融合成为新的市场发展趋势，比如餐饮、娱乐、汽车、金融等行业在移动互联网的大环境下产生了业务和模式上的改变。另外，网民对生活服务、出行、娱乐等的需求和习惯也随之改变。这些造成了位置服务良好的发展环境，促使位置服务市场在过去几年高速发展。在多年的发展和数次收购或投资之后，中国互联网巨头已经基本完成从地图数据到O2O的全产业链布局，优质位置服务厂商资源已经被瓜分殆尽，中国位置服务行业逐渐进入成熟期。从目前中国手机地图的用户规模增长情况也可以看出，用户增长率逐渐下降，手机地图市场已经趋于饱和。在个人用户层面，基于位置服务的拓展应用已经覆盖社交、旅行、酒店、综合生活服务等多个领域，移动互联网用户已经习惯并充分使用“位置服务+手机应用”带来的便利。未来位置服务将会成为移动互联网产品标配，应用场景将全面覆盖人们的日常生活。在企业用户层面，与位置服务的结合将会带来商业模式的诸多转变，基于位置服务的行业解决方案主要包括生活服务O2O、智能交通、智能医疗定位、物流监控等。 3.2.2三维GIS发展现状随着GIS理论、技术的发展和应用需求的变化，在许多领域都要求将3维空间（X，Y，Z）作为一个整体，分析地理实体与现象在3维空间中的分布与变换，在这些应用领域中高程数据具有与平面信息同等重要甚至更为重要的地位，由此促使了3维地理信息系统（3DGIS）的产生和发展。三维GIS技术近来迅猛发展，受到了广泛关注。较二维GIS而言，三维GIS能更真实地表达客观世界，且对空间对象进行三维显示、分析和操作也是三维GIS特有的功能。三维GIS研究主要集中基于三维可视化技术的能用GIS功能开发，在资源、环境、海洋、地质，特别是城市规划方面有很多的应用。基于位置的服务和三维GIS的成熟、广泛应用，为本项目的实时提供了技术可行性支撑。 3.3 需求分析 3.3.1 存在问题城市洪涝灾害对城市管理、交通出行和公众生活方面影响很大，如果处置不当或救助不及时极易对人民生命财产造成损失。近年来，众多城市均发生过多次城市内涝灾害，社会经济损失严重。然而，依靠工程措施解决城市洪涝灾害威胁，都是浩大的工程，短时间内难以见效。另外，受城市空间的限制，防洪标准也不可能无限制地提高。因此，在城市出现灾害性天气时，为了能够减轻或避免城市居民生命财产造成的损失，加强城市水文监测预警体系建设，强化预警预防、应急管理和抢险救灾措施更为重要。经分析，造成现有城市水文预警系统使用效果的不理想主要是由于以下四方面问题：（1）现有城市水文信息的传播、推送方式并不十分有效，时效性不足，主动性不足。（2）预警信息推动对象的针对性不强。（3）城市水文预警信息与城市管理、应急处置指挥体系的融合对接不够，作用不能充分发挥。 3.3.2 主要需求（1）实现多源数据融合应用和预警预报产品应用，为公众提供更加准确的城市水文预警服务。（2）构建二维、三维一体化的城市防汛应急会商支持系统，实现城市水文信息、预警预报成果的直观展示。（3）通过移动基站数据和水文监测、预报数据的深度融合开发，建立实时高效、基于位置的主动性、精细化预警信息服务平台，实现水文预警信息的靶向服务。（4）建立城市水文预警信息智能处理、发布系统，实现预警信息的快速、主动发送。 4 系统总体设计 4.1 总体定位为了进一步满足水文信息在城市防灾减灾应急决策支持和公众服务等方面的需要，采用国内研究和应用的最新成果和技术手段，开发基于位置的城市水文预警信息发布系统，构建二、三维一体化城市防汛应急会商支持系统，实现城市水文信息综合服务能力的全面提升。系统总体定位为同类行业国内先进水平。 4.2 建设目标主要建设城市水文公共服务平台和一体化应急会商决策支持系统。系统设计和功能实现主要围绕两个层面的目标：一、总体目标：向城区公众提供精准的靶向预警信息服务，为城市洪涝应急会商提供更加科学、直观的决策支持平台。二、分项目标 1、构建基于位置的城市水文预警信息公众服务平台，实现城市水文预警信息按区域和对象智能、主动推送。 2、构建一体化的城市水文预警应急会商平台，在二三维一体化的GIS环境中，进行水文信息的分析以及决策。 4.3 设计原则（1）实用性原则系统的开发建设要重视和照顾用户的需求，进行充分的用户需求调查，对用户的运行机制、信息流程、现有数据基础、用户对系统和产品的要求等方面做详细研究，做认真的方案设计，并在开发过程中，根据使用者的意见，不断修正设计方案，对系统进行调整和完善，逐渐完善成为切实实用而且功能完善的公共服务系统。（2）标准化原则系统的开发涉及到许多标准化问题，如移动通信数据规程、地理信息编码、数据交换格式、基础数据库结构和图形定制都有许多标准化问题，系统开发按照国家、行业有关规范和标准，有利于数据的交换、共享、更新和系统的推广应用。（3）安全性原则系统建设采用的水文监测数据和移动通信用户数据，都涉及到安全保密的需要。因此，系统开发一定要充分考虑数据安全性问题，切实避免国家基础数据和公民个人信息泄露。（4）先进性原则结合现在通信技术和大数据、云计算、多媒体应用等先进技术手段的应用，保证系统的先进性和在国内同行业中的领先地位。（5）可扩展性原则系统建设必须立足社会经济发展规划，具有高扩展性的服务架构和对接接口，便于后期与水文业务系统和智慧城市平台对接。图4-1 系统建设过程示意图 4.4 技术标准、规范 [1]《水利工程水利计算规范》（SL104-2015） [2]《防汛抗旱用图图式》（SL73.7-2013） [3]《水文情报预报规范》（GB/T22482-2008） [4]《地理信息分类与编码规则》（GB/T25529-2010） [5]《1:5000 1:10000 1:25000 1:50000 1:100000地形图要素分类与代码》（GB/T15660-1995） 4.5 总体设计框架 4.5.1 系统总体框架设计系统的总体设计思想是：以IT基础设施为平台实施保障，以水文监测数据和移动通信资源为平台应用开发基础，依托计算机技术、地理信息技术、移动互联及互联网等技术，以SOA架构体系为集成思路与手段，采用数据、管理、服务、应用相分离的架构原则，实现水文与通信部门业务应用系统的数据交换，在保持灵活性和扩展性的前提下，实现地理信息数据和业务数据的整合、管理和网络化共享的针对性、主动性的在线服务模式。图4-2 系统总体框架（一）基础设施层基础设施层是系统高效、稳定、安全运行的重要保障。根据系统运行的实际需求，系统基础设施包括硬件设施、软件设施和网络设施。本系统将采购部分硬件设施，同时依托部分现有的软硬件和网络环境进行部署。（1）硬件设施包括：机架式服务器+磁盘阵列，经过虚拟化等方式构建私有云平台，包括文件服务器、数据库服务器、GIS应用服务器、Web服务器、管理服务器。 l 文件服务器部署具备文件上传、下载、导入和格式转换等功能的文件管理系统、以及多源异构数据。 l 数据库服务器部署数据库管理系统、空间数据库引擎以及数据库数据。 l 应用服务器用来部署整个平台的基础后台应用组件和服务，执行对 Web 服务的请求，承载并运行空间数据的导入、转换，GIS数据业务处理，地图制图、切片、缓存和发布等服务。 l Web服务器用来托管 Web 应用程序，为 ArcGIS Server 10.X站点提供可选、安全和负载均衡的访问。 l 管理服务器用来部署服务器管理软件，提供云服务器的基础运维，包含数据迁移、环境配置、故障排查、安全运维等类型服务。（2）软件设施包括操作系统、数据库管理系统、GIS平台软件、遥感数据处理与数值计算等。这些基础软件提供系统需要的基础功能。 l 云平台及管理软件，采用Windows Server 2012 R2 Hyper-V + System Center 的方式（备用方案采用OpenStack + VMware）为平台运行提供良好的私有云环境。 l 操作系统，采用Windows Sever 2012 R2等操作系统，为平台运行提供良好的系统支撑。 l 数据库管理系统采用Microsoft SQL Server 2014、MySQL提供海量数据存储、访问功能。 l GIS软件平台，提供基于位置信息的数据管理、查询、分析与显示功能。采用ArcGIS Server10.X与桌面开发平台（包括平台软件、扩展模块、开发平台等）。 l 遥感数据处理与数值计算软件，包括ENVI 5.X和MATLAB2014B或以上版本，为遥感数据处理和模型计算提供强大、科学的运算工具。（3）网络设施包括路由器、防火墙、智能网络入侵检测网关、交换机、代理服务器、负载均衡器等。网络设施是在部署系统局域网以及为增强系统安全所必需的基础设施。（二）数据资源层数据资源层主要存储系统所需要的各类数据，是整个平台的基石，包括但不限于以下数据库：元数据库、基础地理数据库、三维数据库、水文专题数据库、非结构化数据库、其他数据库等。上述数据库数据是各系统的核心数据，将严格做好版本控制、防灾、备份处理。允许各业务系统，在符合本项目数据库设计规范要求的前提下自定义数据库，但资源名称和数据内容上避免和上述数据库产生冲突或冗余。（三）应用支撑层应用支撑层封装了全部需要在应用服务器上运行的功能模块，包括包含数据检查、导入、转换、导出、传输功能的文档资料服务，数据检索、查询等空间数据服务，资源目录服务，地图制图、切片、缓存和发布等地图服务，空间分析服务，影像处理等地理处理服务，日志处理，资源管理，专家知识库系统配置等服务，BI/报表，统计分析，可视化服务等各种核心业务服务模块。通过模块、基础构件和业务构件之间的相互组合和调用，可以实现复杂的业务应用逻辑。应用支撑层通过RESTful Web Service接口，为应用层提供服务。（四）应用层应用层是在应用支撑层及其提供的统一数据库和数据访问接口的基础上，开发的业务模块（或子系统），能够满足用户层的各项业务需求。（五）用户层用户层指本平台的相关用户群体。本平台面向的用户包括不同类型的数据用户（数据需求者）、业务操作员（水文局管理者）及系统管理员。（六）标准规范体系在系统开发和运行的过程中，要遵循和制定统一的技术标准和规范，保障平台未来可持续发展。（七）运行保障体系为了保障本系统的长期高效运行，需要建立用户、服务节点、运维管理方等多方参与的协作、沟通机制，特别是服务节点与平台运维方的协作体系和管理体系。 4.5.2 数据总体框架设计图4-3 数据总体框架如上图所示，xx区城市水文预警信息服务平台数据中心服务体系遵循SOA的设计原则，遵循数据中心的应用架构。其数据架构图如上所示，包括数据接入层、数据交换层、数据层、支撑层、应用层等5层结构。（一）数据接入层数据接入层是指各类业务数据的接入，水文数据、三维数据、基础地理数据、非结构化数据等。业务数据接入之后，到数据交换层进行数据的清洗、转换和加载操作。（二）数据交换层从数据层面切入来看，数据交换层的核心是数据交换、共享平台，包括接口服务总线的接入，运维中心和监控中心三大部分。运维中心实现对消息和数据的接收管理、发送管理、调度管理和事务管理等。监控中心实现对数据交换的可靠可信传输监控，监控协议管理，节点管理和安全管理等。（三）数据层接入进来的数据，经过数据交换层的清洗转换后，以标准的形式存储于云端，形成数据层。数据层以云的形式存储和管理数据，为数据的存储利用提供基础环境。（四）支撑层包括共性应用支撑平台、信息服务平台、接口服务总线和辅助定制平台等四个部分，支撑层的作用是将数据层的数据进行组织、管理和发布，供应用层和各类型用户使用。（五）应用层依赖于数据中心的支撑层，所能为数据中心系统各类型的用户提供的各类云服务。 5 建设内容融合移动运营商大数据平台，构建基于位置的城市洪涝灾害预警信息发布平台；利用倾斜摄影、激光扫描建模技术在三维GIS平台上建立二维、三维一体化的城市防汛应急会商支持系统。 5.1基于位置的城市洪涝灾害预警信息发布平台依托城市洪涝预报模型，利用微地形上构建高精度城市洪涝预警信息及区域管理模型，实时判别积水区域和淹没范围，监测数据实时校正，实现预警信息智能入库。融合中国移动、中国联通两大通信运营商大数据服务平台，建立预警区域人群监控分析模型，快速获取灾害区内和即将进入灾害区人员位置信息，精准推送预警信息。 5.1.1 实现原理项目建设需要针对xx城区重点积水区域进行水文预警信息推送，并返回每个积水区栅格内的用户数，考虑以下实施方案流程。确定重点积水区域后，统计出每个可能积水区对应的基站信息。通过与水文局业务应用系统对接，获取实时道路积水动态信息，移动大数据平台将根据这些积水区域对应的基站信息，实时监测进入区域的用户，并对这些用户实时发送预警短信，同时为水文局输出积水区域内用户数量。图5-1实现原理图 5.1.2 系统架构图5-2系统架构图通过以上系统架构，实现对xx区的主城区重点道路积水区动态预警信息实时主动发送。协调各集群间的功能，使整个大数据平台的数据流转更实时、更高效、更智能、更配置化，减少原有传统使用文件进行流转的方式。具体集群功能如下：（一）Flume集群 Flume集群是大数据平台实时计算与离线计算的转换平台，同时可以承担大规模数据的流转功能，减少文件传输和入库，且通过配置文件即可实现，提高开发效率和数据流转效率。 l 读取文件、Kafka、HDFS、OGG/DSG工具日志等 l 写入文件、Kafka、HDFS、Hive、HBase等 l 对读取数据进行筛选和分发（二）Kafka集群 Kafka集群是整个大数据平台实时数据交换的平台，所有的数据，如MC、GN、LTE、话单、资料等原始数据，Streams、事件中心等处理的结果数据，均在这个集群中实时进行数据交换。 l 接收接口机转发的MC、GN、LTE等实时信令数据 l 接收flume采集的数据库日志、话单等数据 l 提供Streams实时数据读取，并接收Streams处理后的结果数据 l 提供flume数据读取，将数据流转向其他组件 l 提供事件中心实时数据读取，并接收事件结果数据（三）Streams集群 Streams集群是所有在线数据的第一道运算集群，在此集群中对数据进行高速的逐条计算，如字段选择、数据加解密、编码转换等等简单但实时性要求非常高的操作。为保证及时性，Streams的数据源和结果存放均为Kafka集群。（四）实时计算中心/事件中心实时计算中心/事件中心是整个大数据平台进行在线运算的部分，使用Spark SQL和Codis内存库的组合，可支持复杂的运算。读取Kafka集群数据，同时将运算结果写入Kafka集群读取Codis内存库集群数据，同时将运算结果写入Codis （五）Codis集群 Codis集群是分布式的内存数据库集群，可提供高并发、低延时的查询。在大数据平台中，主要为实时计算提供即时的查询功能。数据的写入和读取由程序单独控制。 5.1.3 建设内容（一）基础数据准备（1）确定重点积水区域监测点及可能的范围（2）根据积水区域及范围，整理各积水区域对应的基站信息，形成积水区域、移动基站lac+cel列表，每个移动基站是以扇区的方式覆盖相应的区域。根据范围不同，每个积水区域可能对应一个或多个基站。（3）制定预警短信模板，记录到移动短信发送端口，每次发送时，只需发送指定的短信。（二）城市水文预报模拟系统优化精准化的城市水文预警信息发布对城市水文预报、预测、预警成果提出了更高、更新的要求，水文业务应用系统输出的数据成果精度、信息量和输出类型需要进一步扩展、优化。高精度城市DEM数据的采用，为水文数值模型提供了精度更高的基础数据，同时也大大增加了模型模拟计算量，系统功能相应优化适应。增加预报成果实时校正模块，进一步优化数据，提高数据精度。拓展输出成果的地理信息要素，满足基于位置的信息提取、对接和融合需求。（三）大数据平台_汛期预警短信发送　　原理简述：与水文局业务应用系统对接后，将系统推送来的积水区域信息及短信模板信息，推送到移动大数据预警短信平台上，预警短信平台将根据积水区域条件触发相应基站，通过实时监测基站信息，获取进入积水区域用户，并通过mas端口向积水区域用户发送指定的预警短信。为满足水文局发送预警短信需求，山东移动大数据预警信息发送平台提供两类关键能力： 1、客户实时状态捕获能力。利用移动、联通公司基于大数据流平台的事件处理中心，实时采集用户位置和行为信息，每天实时处理信令数据超过20T，并对信令完成粗加工、精加工，形成用户达到某区域、发生某行为的特定信息；原始数据获取：获取信令等网络事件源数据，以识别用户的位置状态、业务状态、等事件行为。事件加工：根据原始数据，加工业务场景所需事件，如汛期时用户到达某积水区域。 2、客户接触管控功能：移动通信运行商的预警信息发送平台，整合并打通了短信、彩信、邮件、网厅app等不同接触渠道，根据水文局系统推送的事件行为及实时捕获的用户状态，实时对用户发送预警短信。（四）积水区栅格用户数统计通过积水区域对应的移动基站，可实时监测积水区栅格中用户数量，并以栅格形式输出给水文局。输出频次待定。（1）程序启动从mysql数据库读取相关的元数据信息，以及配置信息。（2）开发streams程序，从kafka集群，读取MC和LTE的位置信令数据，将数据按照固定格式进行拆分。（3）streams程序实时数据读取codis集群中的用户资料信息，筛选出指定积水区域的用户，输出到下一个流。（4）将积水区域内的结果数据实时写入kafka集群指定的topic。（5）在flume集群配置实时抽取进程，将kafka中的数据输出到接口机。（6）积水区域用户数结果输出。 5.1.4 系统对接（一）输出文件说明（1）积水区栅格用户数文件（如表5-3）：计算时间、区域代码、人数、文件发出时间。传输方式：ftp频次为：待定。表5-3 人员总数文件字段含义样例备注时间监控时间 201604201430 积水区域编码监控区域编码 001 待定人数该区域聚集人数 90 文件发送时间文件发出时间 201704271435 （2）实时到达用户 l 每分钟生成一个文件，每个文件中的手机号码保证唯一。 l 文件内容：手机号码，积水区域标识。 l 传输方式：ftp频次为：分钟级。（二）短信下发说明（1）由于积水区域发送的时间不确定，所以经分侧不对用户做固定时间段内的排重，以保证区域内的用户在灾情来临，能够及时的输出；（2）短信下发时需要根据情况，在短信发送侧做好用户下发的排重处理，以避免同一用户多次下发的情况；（3）大数据平台流处理负责实时监控，数据实时推送到短信中心，短信中心负责与水文部门做好执行控制。 5.1.5 云MAS平台对接（一）云MAS介绍云MAS是运营商进行集中建设、集中运营、集中维护的消息类业务平台，满足客户的消息发布及互动需求，为集团客户提供基于移动终端的应用服务的信息化产品。（二）实现功能从水文局系统中获得积水区域信息，及短信模板内容。从移动业务系统通过ftp协议传输的文件并解析，按照区域同水文局系统数据进行匹配，并组合成短信，通过云MAS平台SDK接口的方式提交到云MAS平台进行下发。 5.2二维、三维一体化的城市防汛应急会商支持系统在三维GIS平台软件基础上，构建一体化的城市防汛应急会商支持系统，选取40处重点积水路段（区域）、3座中型水库、3条较大河流，利用倾斜摄影、激光扫描建模技术进行三维场景模拟，嵌入城市洪涝预报模拟系统，实现二、三维数据任意对接，实现城市洪涝灾害演变动态实时可视化展示，进行淹没区域风险评估，为应急会商提供更加直观的决策支持。 5.2.1 框架设计图5-3 应急会商系统框架设计 5.2.2 功能设计图5-4应急会商系统功能设计 5.2.3 三维GIS平台选择当前水文预警信息服务平台正在朝着应用集成一体化，信息一体化、信息更新维护、信息综合分析等新方向发展，原有二、三维简单应用模式已无法满足其应用需求。而二三维一体化应用集成彻底摆脱了庞大而复杂的GIS专业支撑体系，利用其统一提供的应用服务接口，即可直接实现性能和质量更高的专业GIS应用服务，极大地消除了以往跨平台所需解决的专业支撑、异构环境整合、接口转换等综合性难题。 Locaspace在进行架构设计时新增了二维三维一体化的技术，并致力于新一代与二维一体化的、面向海量数据管理和强劲分析能力的真空间GIS软件的研发工作，这种更加“GIS”的架构设计必将真正解决三维GIS软件的深度应用问题。 5.2.4 三维数据采集及建模（一）倾斜摄影测量基于无人机倾斜摄影测量技术，对40处重点积水路段（区域）、3座中型水库、3条较大河流进行三维数据采集。建设流程及步骤（1）技术方案设计对西海岸新区范围内40处重点积水路段（区域）、3座中型水库、3条较大河流进行三维建模，航空摄影像素分辨率为3cm。（2）航空摄影实施（3）数据处理将倾斜摄影的优势与3D建模软件的强大建模功能有机结合，直接完成建筑物、街道几何建模和自动纹理映射一系列过程。（4）成果发布倾斜航空摄影的成果-实景影像系统的发布有两种，一种是本地的影像系统EFS 和在线影像系统POL。两种系统在功能和界面上基本相似，都能够实现影像的快速浏览、量测等多种功能。图5-5 倾斜摄影测量获取一组影像图5-6 连续几组影像图5-7 同一地物的四个侧面倾斜影像（二）三维激光扫描对40处重点积水路段（区域）、3座中型水库、3条较大河流，以无人机倾斜摄影测量的上层数据作为基础，同时为弥补无人接倾斜摄影在地形数据采集方面的不足，辅以三维激光扫描获得城市道路、道路两侧对象精细模型数据，构建标志性建筑及重要街区地表精细化三维模型。（1）数据获取利用软件平台控制三维激光扫描仪对特定的实体和反射参照点进行扫描，尽可能多的获取实体相关信息。（2）数据处理 ① 数据预处理数据获取完毕之后的第一步就是对获取的点云数据和影像数据进行预处理，应用过滤算法剔除原始点云中的错误点和含有粗差的点。对点云数据进行识别分类，对扫描获取的图像进行几何纠正。 ②数据拼接匹配一个完整的实体用一幅扫描往往是不能完整的反映实体信息的，这需要在不同的位置对它进行多幅扫描，这样就会引起多幅扫描结果之间的拼接匹配问题。在扫描过程中，扫描仪的方向和位置都是随机、未知的，要实现两幅或多幅扫描的拼接，常规方法式是利用选择公共参照点的办法来实现这个过程。（3）三维建模 ①算法选择在数据处理完成后，接下来的工作就是对实体进行建模，而建模的首要工作是数学算法的选择。这是一个几何图形反演的过程，算法选择的恰当与否决定最终模型的精度和和数据表达的正确性。 ②模型建立和纹理镶嵌选择了合适的算法，可以通过计算机直接对实体进行自动建模。点云数据保证了表面模型的数据(DSM)，而影像数据保证了边缘(Edges)和角落(Comer)的信息完整和准确。通过自动化的软件平台，用获取的点云强度信息和相机获取的影像信息对模型进行纹理细节的描述。 ③数据的输出与评价基于不同的应用目的，可以把数据输出为不同的形式，直接为空间数据库或工程应用提供数据源。数据的精度和质量以及能否满足各种应用的要求要根据不同的应用目的来评估。（三）三维建模本次三维建模模型比例尺为1:500。利用已有的空三成果和影像资料，在数字摄影测量工作站进行数据采集，采集的成果为三维矢量线，在软件平台软件中，以矢量数据为基础，结合原始影像和DEM数据，通过相机文件和影像的外方位元素进行计算，快速有效的提取三维模型，将提取的模型进行格式转换，并在3DMAX建模软件中编辑，进行模型法线处理和三角线处理，以及表面纹理贴敷。按照地理要素类型的不同，每一类地理要素都有不同的技术规定，包含建模内容、建模方法、建模细节表现等。（1）道路模型道路模型建模应符合以下规定： 1)道路及其附属设施的位置及平面信息应根据1：500、1：1000、1：2000等比例尺的地形图或DOM确定，高度信息可进行实地测量或根据遥感影像、航空影像及现场勘查资料进行判读。 2)道路的铺装方式和材质特点可依据地区现状主要道路特征确定，人行道的铺装图案材质及颜色宜实地采集。 3)道路上的各类交通标识宜与实际情况一致，包括各类交通标志、标线和信号灯等。 4)其它道路附属设施宜依据现实生活中的典型示例进行建模或纹理表现，几何尺寸应符合相关设施的设计、制造规范、可重复使用。建模方法： 1)道路及其附属设施线状模型应依据地形图或TDOM中的道路中心线制作，应与道路中心线一致，弧线路段可作圆滑处理。 2)道路模型建模方法： ①应准确反映交通设施及附属设施的结构特征，任一维度变化超过1m的结构特征均应进行三维几何建模。 ②基底轮廓线应与地形图或设计图一致，弧线路段可作圆滑处理，模型高度可进行现场测量或通过现场照片判读。 ③纹理要求细节清晰，准确反映建模物体材质特征，不同材质或铺装形式之间的差别与分隔应清晰反映。 ④交通模型的基底应与所处地形位置处于同一水平面上，与地形起伏相吻合。交通要素模型精细度应符合下表要求：表5-1 交通模型精细度表现分级内容 I级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级地面道路细节建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现路基主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现路面交通标线主体建模表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现不表现人行道细节建模表现主体建模表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现道路隔离带细节建模表现主体建模表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现道路声屏障主体建模表现主体建模表现不表现不表现交通护栏主体建模表现主体建模表现主体建模表现不表现环岛主体建模表现主体建模表现符号表现不表现公交站台细节建模表现符号表现地形表现或不表现不表现列车站台细节建模表现主体建模表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现公路、铁路隧道细节建模表现主体建模表现不表现不表现铁轨主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现高架路细节建模表现主体建模表现主体建模表现符号表现立交桥细节建模表现主体建模表现主体建模表现符号表现车行桥细节建模表现主体建模表现主体建模表现符号表现人行桥细节建模表现主体建模表现主体建模表现符号表现（2）水系模型水系模型制作应符合下列规定： 1)水系及其附属设施的位置及平面信息应根据1:500、1:1000、1:2000等比例尺的地形图或DOM确定，水深信息可进行实地测量或根据遥感影像、航空影像及现场勘查资料进行判读。 2)水系模型制作时必须保证有水的底面与侧面存在，底面应与地形相吻合，水面用示意纹理表达。当水底和地景相连为一体时，可直接采用水面纹理。 3)河堤、护栏、防洪墙等附属设施建设时宜依据现实中的典型形式进行建模或纹理表现，几何尺寸应符合相关设施的设计、制造规范。为配合三维场景展示效果，可允许一定的地形损失。 4)水面纹理可根据特定需求表现为静止或动态动画效果。建模方法： 1)水系模型可依据地形图中水系中心线制作，弧线水系可作圆滑处理。也可采用CAD及其他建模技术中的一种或几种方式组合建模。 2)水系模型建模方法： ①水系及其附属设施的地理位置应以1:2000及以上比例尺地形图或DOM为基准确定，水深应根据航摄获取的影像、DEM模型或现场勘查进行判读提取。 ②水系及其附属设施都建模表现。 ③河堤、护栏、防洪墙等附属设施建模时，为配合三维场景展示效果，需更改DEM与三维模型匹配。 ④水面可根据需要通过建模或地形表现，水面纹理可根据特定需求表现为静止、动态动画效果，或半透明效果。水系模型精细度应符合下表要求：表5-2 水系模型精细度表现分级内容 I级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级水面主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现河床主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现不表现码头主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现停泊场主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现主体建模表现或地形表现地形表现或不表现防洪墙(堤) 主体建模

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