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图 10 洪涝过程探测与准实时服务系统洪涝统计服务记录界面Fig. 10 The flood statistics record interface of the PFD&S prototype

图选项

4 结果与讨论

洪涝事件的发生和发展具有过程性，与以往只将洪涝事件划分为是否发生，或发生前、发生中和发生后相比，本文的划分方法能够清晰区分日常与应急状态，并能将应急状态进一步划分为有可能发生、发生和发生后3种，细化了洪涝事件状态，有助于提高洪涝事件应对效率。与复杂的水文和水力学方法相比，基于水位阈值的洪涝过程探测规则虽不能刻画洪涝事件详细特征，但依据洪涝阶段顺序探测的方式能够快速且较为准确地探测洪涝事件，对于数据资料不充分地区的洪涝探测意义重大。本文的PFD&S方法基于OGC通用信息模型和标准服务接口构建，具备过程性、准实时性、可扩展性以及较高的探测精度。

4.1 洪涝探测的过程性

根据3.3节中提供的洪涝探测结果，本次试验中共有两次洪涝事件发生。在第1次洪涝事件中，2016年7月1日为诊断阶段，7月2日—5日为准备阶段，7月6日—11日为响应阶段，7月12日—14日为恢复阶段。在第2次洪涝事件中，2016年7月18日为诊断阶段，7月19日为准备阶段，7月20日—25日为响应阶段，7月26日—27日为恢复阶段。与现有洪涝探测方法仅能探测某一时刻洪涝事件是否发生相比，本文所提出的方法能够根据观测数据精准判定洪涝事件每天所处的阶段，准确划分洪涝的4个阶段，具备过程性特征。

4.2 洪涝过程探测结果的精度

试验探测到第1次洪涝事件7月2日进入准备阶段，7月6日进入响应阶段，第2次洪涝事件7月19日进入准备阶段，7月20日进入响应阶段。而实际记录中第1次洪涝事件从7月6日起进入响应阶段，第2次洪涝事件从7月20日起进入响应阶段。结合洪涝探测规则和水位预测模型，本文提出的方法不仅能够精准探测到洪涝进入响应阶段的时间，而且可以提前4 d或1 d探测出洪涝进入准备阶段，具备较高探测精度。

4.3 用户服务的准实时性

本文系统采用流式处理框架Storm和SOS相结合的方式实现数据实时接入，基于SES实现数据过滤、洪涝探测和服务，总体来说即时性较强，仅在数据流转换、洪涝阶段判断以及服务单元响应3方面存在一定程度延迟，且经多次测试，总延迟约在2.5 min左右。与延迟大多在几个小时甚至几天以上的现有洪涝探测系统相比，本文文方法和系统具备强准实时性特征，能够为洪涝事件的灾前准备、灾中快速响应和灾后分析决策等提供更为高效的信息支持。

4.4 方法的可扩展性

洪涝过程探测和准实时服务系统基于OGC传感网的通用信息模型和标准服务接口设计，具备较强的通用和可扩展性，且在传感器接入数目和类型、洪涝探测规则及洪涝服务类型3方面均可以扩展。符合SOS编码规范的传感器可以接入本文系统，符合SES编码模型的洪涝探测规则可以用于替换本文探测规则。此外，本文系统提供IPhaseService服务接口，用户只需实现该接口中的executeService方法，并修改系统中预留的阶段服务配置文件，即可为洪涝阶段自定义新的服务类型。

5 总结与展望

对于数据不充分地区的快速洪涝探测，基于地面数据的过滤较为可行，但该方法目前仍面临着如何实现洪涝过程探测且保证方法的通用和可扩展性问题。为了解决上述问题，本文提出洪涝过程探测规则，并将其与传感网信息模型和服务接口相结合，构建了洪涝过程探测与准实时服务PFD&S方法，开发了洪涝过程探测与准实时服务PFD&S系统，并以2016年夏季发生在黄汉流域的洪涝事件为例，验证了PFD&S方法和系统。结果表明，PFD&S方法能够精准探测洪涝阶段并提供准实时服务，且方法具备过程性、准实时性、可扩展性和较高的精度，完成了本文设计目标。但本文目前提供的洪涝服务类型有限，需要在应用中进一步扩展。

【引文格式】杜文英, 陈能成, 袁赛. 传感网支持下的洪涝事件过程监测与准实时服务方法及验证. 测绘学报，2020，49(2)：191-201. DOI: 10.11947/j.AGCS.2020.20180378