吉林省中西部地区旱情应急监测系统布设规划简析

范长玉，陆占军，王洪义

（吉林省墒情监测中心，吉林长春130033）

吉林省中西部地区旱情应急监测系统布设规划简析

范长玉，陆占军，王洪义

（吉林省墒情监测中心，吉林长春130033）

通过分析吉林省旱情监测系统现状及存在问题，详细介绍了应急监测系统功能、站点布设、通讯网络和信息传输设计，明确了完善省级信息平台对开展墒情信息的采集、传输、处理的重要性，为及时掌握地区旱情监测信息，更好地为吉林省抗旱减灾提供及时、准确的科学技术支撑。

吉林省；旱情；应急监测系统；布设规划

D OI：10.3969/j.i s s n.1008_1305.2015.06.006

1 吉林省旱情监测系统现状及存在的问题

1.1 旱情监测系统现状

吉林省旱情监测工作始于2001年。目前，吉林省旱情监测共有1处省中心、33处人工墒情监测站、布设旱情应急监测点129处。分布全省7个地区。监测区域内耕地面积为8402.97万亩，约占全省总耕地面积的92.9%。全省33处墒情监测站平均每站控制耕地面积为254.6万亩。

此外，吉林省各级农业、气象等部门根据各自业务需要也开展了部分墒情监测工作。

1.2 旱情监测系统存在的主要问题

从吉林省多年的抗旱实际工作情况来看，旱情信息的监测与汛情信息的监测相比，无论是信息源，还是监测的手段，都还存在很大差距，旱情监测系统建设相对滞后。从多年来开展的旱情监测中发现，一是受旱区的墒情监测站网密度明显不足，分析受旱面积时误差较大，缺少一定数量的固定式监测站和移动式监测站；二是缺少移动式旱情应急监测仪器，只能采用烘干法进行，旱情信息缺乏时效性，不能为政府提供及时准确的旱情信息；三是省信息服务平台尚不完善。严重影响墒情信息的采集、传输、处理的时效性和准确性以及旱情综合分析评估能力。

为了加强旱情监测与信息服务，更好地为吉林省抗旱减灾提供及时、准确的科学技术支撑，需要因地制宜地对旱灾频发区进行规划设计，需要建立中西部地区旱情应急监测系统。通过运用通信、计算机、网络、人工智能、数理分析、数据库等现代技术，及时掌握旱情及其发展趋势，为优化配置水资源、有效保护水环境提供技术支撑，最大限度地减轻旱灾造成的损失［1］。

2 旱情应急监测系统功能

2.1 基本思路

能够科学地分析吉林省干旱规律，并针对目前存在的问题，以与水文、气象等站网规划相协调以及按照不重复、不遗漏、能控制的建设原则，达到技术先进、经济合理、满足抗旱需求的最终目标。应用现代计算机、通信、网络等技术和设备，对现有站点进行改造、扩容、升级，建成一个具备墒情信息的自动采集、传输、接收、存贮、处理等监测功能和信息共享、实时查询、墒情分析与预测预报等服务功能的监测系统［2］。系统组成如图1所示。

图1 系统组成

2.2 系统功能特点

实现土壤墒情数据及时准确自动采集、传输和存储；在基础墒情数据基础上实现墒情预测和旱情分析；实现墒情数据统计、查询、输出功能；基于墒情数据的分析，实现节水灌溉自动化［3］。

3 旱情应急监测系统功能的实现

3.1 监测系统建设

3.1.1 站点数量和分布

根据《土壤墒情监测规范》（SL 364—2006）的规定，按照不重复建设、突出重点和合理补充原则，在结合现有墒情站网、基础设施及技术装备、通信资源的基础上，通过补充完善现有站网体系，来实现增强墒情监测能力、提高墒情服务水平的目标。新建固定式旱情应急监测站68处；新建移动式旱情应急监测站点48处；改造省级信息服务平台1处。新建站点数量和分布见表1。

3.1.2 数据通讯网络设计

墒情设备通过数据中心的固定I P往墒情数据中心的数据采集软件上传数据，采集软件在收到墒情数据后，将数据传送给数据订阅管理软件进行数据入库和数据分发等操作。

表1 旱情应急监测站点数量和分布

墒情气象监测软件同时支持数据中心与分中心的数据同步工作，分中心可根据权限对设备进行操作与数据备份，同时分中心也可作为墒情数据中心的备份站点，实现墒情数据中心与分中心的异地数据备份；在与上一级平台进行数据对接时，可通过定制标准的数据接口向上一级平台传输符合标准的数据［4］。墒情数据中心网络拓扑图如图2所示。

图2 墒情数据中心网络拓扑图

3.1.3 信息传输设计

信息传输分为2个阶段。

（1）墒情监测站→省墒情数据中心→省防办、分中心（市防）。旱情监测方式为自动监测，监测信息通过G SM/GPRS网络直接传输到省墒情数据中心，省墒情数据中心与省防汛抗旱指挥部办公室、地市分中心（市防）采用专网传输。

（2）省墒情数据中心→水利部防汛抗旱总指挥部（国家防总）。监测信息通过国家（或省）防汛计算机网络专线（N F C ne t）传输［4］。墒情信息采集系统信息流程如图3所示。

图3 墒情信息采集系统信息流程框图

3.1.4 数据库

省中心数据库以综合分析为主，分中心数据库以实时数据接收为主。数据库的表结构包括降水量、蒸发量、土壤墒情等基本数据。

3.1.5 分析系统

该系统主要包括墒情信息统计和墒情信息综合分析两部分，统计部分可以对数据进行分类汇总，自动形成报表；综合分析部分主要包括气象、墒情的现状及发展趋势分析、预测预报、灾情评估等功能，主要由专用软件来实现。

3.2 完善省级信息平台

3.2.1 改进方案

吉林省墒情监测中心既负责信息接收、转发和存储，又承担信息处理、分析计算和旱情服务。通过GPRS等网络接收监测站发送的旱情信息，并通过防汛计算机网络向省防、国家和松辽委防办实时传送旱情监测信息。

3.2.2 实现功能

自动接收或召测各自动墒情站土壤含水量信息；远程下载测站存储的墒情监测数据；远程调整测站仪器参数、信息报送频次等；远程监控测站仪器运行状态；建立吉林省墒情数据库；对接收的墒情信息直接入库并实现内网、外网的无缝连接；完成信息统计，计算不同等级的干旱范围和受旱区耕地面积；在吉林省地形图上（G I S平台）随机显示各自动站基本信息、实时墒情信息和受旱区域分布。

4 结语

通过此次规划，基本实现对吉林省中西部地区土壤墒情的全面监测，形成集墒情信息自动监测与分析为一体的全省墒情监测与分析系统。有效完善了吉林省旱情监测体系，增强墒情信息成果接收处理功能、辖区内旱情的监测、干旱分析与评估、旱情预测预警、决策技术支撑、抗旱减灾管理以及向上级和下级防汛抗旱部门传输旱情信息的功能，将更好的为抗旱减灾服务，从而产生较大的经济和社会效益。

［1］纪冰，王家先.旱情信息采集系统在抗旱工作中的应用［J］.水利规划与设计，2004（01）.

［2］程宇.甘肃省墒情监测站网规划及功能定位简析［J］.甘肃水利水电技术，2009（10）.

［3］王旭东，路军.墒情监测及节水灌溉自动控制系统开发与应用［J］.水利技术监督，2006（02）.

［4］吉林省中西部旱情应急监测系统工程建设实施方案［R］.吉林省墒情监测中心，2015（01）.

X 830.7

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1008_1305（2015）06_0015_03

范长玉（1973年—），女，工程师。