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黑龙江省防洪决策支持系统关键技术问题研究

翟宜峰  
【摘要】:洪水灾害始终是中华民族的心腹之患,防洪减灾将是我国水利事业一项长期而艰巨的任务。随着新时期治水思路的变革,防洪减灾的策略也与时俱进地发生了变化。表现之一就是在注重防洪工程体系建设的同时,更加重视防洪非工程体系的建设。国家防汛指挥系统建设项目的启动有力地说明了建设以高新技术为基础和特征的防洪决策支持系统的紧迫性和必要性。本文在回顾了国内外防洪决策支持系统的研究现状、存在问题和发展趋势的基础上,结合黑龙江省防洪决策支持系统的研究与开发实际,针对其中的关键技术问题提出了本文的研究内容,并取得了如下成果: (1)研究了基于元数据及语义描述的数据库维护技术,建立了保证数据库安全的ERBAC模型。 针对防洪工程数据库,本文研究了数据库的元数据结构,建立了主要数据库对象的语义描述模型,使得DDL(数据定义语言)、DCL(数据控制语言)可以通过基于语义的元数据描述来完成:基于本文的元数据及语义描述技术所开发的通用数据库维护系统,可完成基于语义的数据模型的建立、关系三类完整性保护、数据的插、删、改维护;研究了一种基于语义描述的自适应数据定位与浏览技术,将若干快速定位规则存放在元数据字典中,这种规则实质上是关系的一个水平划分,且满足完整性、不相交性和可重构性原则,用户按照定位向导选择定位条件即可快速找到相应的记录进行浏览与修改。 给出了一种扩展的RBAC模型(ERBAC)。ERBAC引入了强制访问控制特性和审计功能,在角色授权过程中实现了强制访问控制特性,同时在基于角色的访问控制机制上增加了会话管理和对象审计,达到了安全访问控制策略的标准。 (2)研究了系统集成总体方案,建立了基于防洪实体拓扑关系、面向防洪主题的、启发式的防汛信息服务模型。 针对黑龙江省防汛指挥系统的特点及需求,论述了选择系统网络体系结构、数据库平台、GIS平台和软件开发平台及其总体集成方案的合理性。 根据大系统实际防洪决策支持的需要,分析了面向防洪目标的决策主题类型与对信息集成的需求;通过对防洪实体属性的描述、层次结构的划分,为研究防洪实体拓扑关系奠定了基础;应用树与图的思想表示数据结构,提出了描述各类防洪实体与不同类防洪实体之间的拓扑关系的模型与方法;采用数据库技术,面向防洪决策主题的数据集成方法,用户界面与应用程序的分离方法和控件技术,建立了基于防洪实体拓扑关系、面向防洪主题的、启发式的防汛信息服务模型。实现了系统信息的快速获取与高度集成,在总体上和在任一局部防洪区域内都能对防洪调度决策提供有效支持。 (4)提出了GIS与洪水演进模型无缝集成的方法与技术。 黑龙江省防洪决策支持系统关键技术问压研究 提出了采用符合伽enGIS标准的数据互操作模式规范的数据模型来建立洪水演进 模型的设想,并利用ArcGIS的Geodi山山ase数据模型实现了这一设想。洪水演进模型的 输入输出都直接以口S认可的数据格式进行操作,提高了洪水演进模型的共享性和实时 性,为洪水演进模型与防洪决策支持系统中的其它部分相互协作提供了必要的技术保障; 提出了符合COM标准的接口模式来建立洪水演进模型的思路,并与ComGIS组 件—A邝Gls的八托O句留招相结合,共同实现了洪水演进模型与GIS的相互藕合嵌套, 提高了洪水演进模型的集成性,为洪水演进模型与防洪决策支持系统中的其它部分相互 协作提供了必要的技术保障。 (5)提出了GIS与RS、洪水演进模型集成的灾害评估方法,并进一步研究了利用 社会经济数据库的灾害空间展布模型。 结合黑龙江省防洪决策支持系统的研究与开发,建立了哈尔滨市城市防洪灾情评估 系统。该系统与城市防洪系统紧密结合,设计建立了相关的友好接口,可动态地依据评 估的需要,指定相应的时间和范围,将洪水仿真模拟模型的计算结果直接输入到灾情评 估系统中,利用已经建立的哈尔滨市空间展布式社会经济数据库,在充分考虑洪水淹没 时空特性的条件下,考虑财产的分类,淹没水深、淹没历时、预警时间等因素,对洪水 淹没的直接经济损失进行预评估。而评估结果又可直接提交给城市防洪系统,作为城市 防洪系统对实时的或防洪预案进行评价,为防汛指挥调度决策和城市防洪烦咙d提供更为 科学的决策依据。同时系统开发考虑了洪涝灾害发生时灾中的遥感监测评估接口。 (6)针对防汛办公的动态特性,提出一种使用Petri网建模的工作流参与者模型。 对工作流技术和政务办公系统两个领域都进行了深入的研究,相对于现有工作流技 术以及工作流技术在政务办公系统中应用的不足之处,提出一种使用Petri网建模的工作 流参与者模型,对公文流转过程中参与者的竞争、优先以及委托三种情况进行了全面的 分析,在工作流模型中实现了参与者的动态决定,从而完善了工作流建模方法,提高了 工作流的动态适应性;在此理论基础之上,以工作流技术为核心,以JZEE等主流技术 为开发工具,开发出具有B/S三层体系结构的政务办公系统,与现有的其他政务办公系 统相比,较好的实现了工作流的建模分析,具有更好的可靠性和适应性,同时具有灵活 方便、安全性高


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