气象预警地质灾害论文

摘要：随着社会的不断发展与进步，对于目前的预报预警工作，需要从实际角度出发，本文根据降雨所涉及的相关因素，并采取综合分析法，利用GIS技术，并结合气象的相关资料，对基于GIS的地质灾害气象预警的方法进行了详细的阐述，并在进行实际操作中所需要注意的事项以及需要的相关措施进行了一系列探究。今天小编给大家找来了《气象预警地质灾害论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

气象预警地质灾害论文 篇1：

2002—2019年江西省省级地质灾害气象预警分析

*收稿日期：20191120修订日期：20200115责任编辑：叶海敏

基金项目：江西省省级地质灾害监测预警项目（2019年度）资助。

第一作者简介：刘云，1981年生，男，高级工程师，主要从事地质灾害气象预警及矿山地质环境调查工作。Email：69580747@qq.com。

通信作者简介： ， 年生， ，，。

摘要： 江西省是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。2002年，原江西省国土资源厅与江西省气象局合作，首次在江西卫视天气预报节目中发布了全国第一个省级地质灾害气象预警产品。江西省省级地质灾害气象预警工作历经十余年的发展，预警等级划分主要采用图层叠加法，经历了无预警等级、五级预警等级、四级预警等级3个阶段，预警信息越来越精准。2002年至2019年年底，共发布预警信息298期，其中红色（五级）预警9期，橙色（四级）预警80期，黄色（三级）预警190期，蓝色预警15期，无等级预警4期;2002—2005年为预警发布尝试阶段，发布的预警信息较少; 2006年始，发布的预警信息有较大程度增长。2002年至2019年年底，成功预报地质灾害事件856起，避免可能的人员伤亡8 885人，预警成效显著。对2011年以来172期预警命中率和空报率的年均值进行统计，发现命中率尚可，但空报率较高。预警工作主要存在的问题为预警信息仍为手工制作、预案对预警等级划分已出现不适用情况、未制定预警校验要求等。后期预警工作将向自动化、精细化及短临预警方向发展。

关键词： 地质灾害;气象预警;江西省

文献标识码：A

江西省具备地质灾害发育的地质环境条件，是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。江西省也是我国江南丘陵的重要组成部分，地貌以山地丘陵为主，地形高差为地质灾害的形成提供了基础的能源来源;广泛的岩土风化为地质灾害提供了初始的物质来源;村镇大量的人工切坡建房或修路形成临空面为地质灾害体能量的释放提供了空间;集中的强降雨使岩土体饱和，重量增加，摩擦减小，触发了地质灾害体能量的释放[1]。

2003年5月29日，原国土资源部和中国气象局联合举行新闻发布会，宣布全国地质灾害气象预报预警于2003年6月1日起在中央电视台天气预报节目中正式发布[2]。2002年6月12日，原江西省国土资源厅与江西省气象局合作，首次在江西卫视天气预报节目中发布了地质灾害气象风险预报，这也是全国第一个省级地质灾害气象预警产品[3]。自2003年起，中国地质环境监测院逐步建立了地质灾害气象预警理论方法，指导全国的地质灾害气象预警工作[4]，预警模型由最初的临界雨量判据法（隐式统计模型）修正、发展、完善为现在的多因素判据法（显式统计模型）[5]。各地根据局部气候和地质环境条件等，建立了诸多的区域预警模型[69]。但预警效果的评价标准和方法较少，近年来参照气象预报、地震预报评价方法[1012]探讨的地质灾害气象预警效果評价方法提出了命中率、漏报率、空报率、准确率等概念[1314]。但上述方法均是基于有较多地质灾害发生的条件，具有一定的统计学意义，却难以适用于地质灾害偶发的较小空间尺度或较低等级预警的效果评价。本文对江西省十余年省级地质灾害气象预警（以下简称“预警”）工作的技术方法、成效进行分析与展望。

1 江西省地质灾害概况

江西省地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷。其中崩塌、滑坡、泥石流与区域极端降雨天气呈显著的相关性。根据统计数据[1，15]，截至2016年6月底，江西省共发生有具体记录可查的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害事件25 587起，灾害类型以滑坡为主，崩塌次之，泥石流较少;规模和灾情等级以小型占绝对优势（99.67%），中型罕有发生（0.29%），大型以上则极少发生（仅11起）。江西省崩塌、滑坡、泥石流易发程度划分为高、中、低、不易发4个等级。其中，高易发区（约5.21万km2）主要分布省界附近的武夷山、罗霄山、南岭、九岭、幕埠山、白际山、怀玉山区及省内雩山山脉，零星分布且面积较小的高易发区有庐山和上栗2处;中易发区（约6.16万km2）主要分布在山麓丘陵区，基本围绕或相间高易发区分布;低易发区（约2.95万km2）除环鄱阳湖平原和吉泰盆地有较大面积分布外，在较大水系宽阔沟谷平地及山间盆地亦有零星分布;不易发区（约2.39万km2）分布在环鄱阳湖冲积平原、赣江中游吉泰盆地及赣江上游赣州盆地[15]。

与西部省份地质灾害相比，江西省崩塌、滑坡、泥石流地质灾害特征显著：一是规模和灾情等级绝大多数为小型;二是汛期集中发生，且具有突发、多发和群发性;三是与人工切坡等人类工程活动密切相关。根据江西省目前经济技术条件，在不可能对所有地质灾害隐患点开展专业监测预警、实施工程治理或搬迁避让的情况下，开展地质灾害气象预警，不失为一种宏观层面简单、经济、有效的重要防灾减灾手段。

2 预警技术和方法

预警信息由预警范围、预警时间和预警等级3个要素构成。其中预警范围根据降雨范围圈划;预警时间以降雨时间为基础，参考地质灾害的滞后性确定;预警等级的确定和划分，目前国内常用的有图层叠加法和指数法（栅格法），均是基于区域地质环境条件和过程雨量开展评价或计算，虽然方式有异，效果是异曲同工。

因指数法涉及空间网格划分、网格赋值计算等，计算略为复杂，在尚未实现自动化预警的情况下，江西省预警等级划分采用图层叠加法。图层叠加法根据预报雨量等级叠加地质环境条件图层（地质灾害易发程度分区图）确定预警等级（图1），具体叠加分析见表1—表4。预警等级划分是预警信息制作的技术核心，根据时间先后，大致经历了3个阶段，概述如下。

2.1 无预警等级划分阶段（2002年）

2002年为江西省预警信息制作元年。预警信息根据气象部门提供的预报雨量叠加江西省地质灾害区划图（1∶75万，2000年）[18]形成。由于缺乏具体的预警等级划分标准或参照，预警信息只明确了预警范围和预警时间，未有预警等级划分（图2）。预警文字中多以“可能发生地质灾害”作为预警描述。对于极端强降雨天气，则补充“有的灾情可能比较严重”或“局部地段灾情可能比较严重”的描述。

2.2 五级预警等级划分阶段（2003年—2012年7月13日）

参照国家地质灾害预警等级划分方法[16]，结合江西省降雨特征和地质环境条件，江西省地质灾害预警等级可划分为五级：一级为可能性很小，二级为可能性较小，三级为可能性较大，四级为可能性大，五级为可能性很大。其中，三级在预报中为注意级，四级在预报中为预警级，五级在预报中为警报级（图3）。预报降雨量参考江西省各降雨量段的频率和致灾性，按过程降雨量和日预报降雨量划分为5个区段。早期的地质环境条件图層仍采用江西省地质灾害区划图 （1∶75万，2000年）[18]作为叠加图层，2009年开始采用“江西省地质灾害防治规划（2009—2020）研究报告”[19]的易发程度分区图作为叠加图层。

2.3 四级预警等级划分阶段（2012年7月15日—2019年年底）

从2012年第21期预警（2012年7月15日）开始，采用颜色进行预警等级标识和划分（表3，表4，图4）。预警等级由弱到强分别为蓝色、黄色、橙色、红色[17]，按降雨强度区段分别对应五级预警等级划分中的二级、三级、四级、五级，略去了原有的一级预警等级。

2013年第2期（2013年4月28日）按照对应关系仍采用原有描述，以“可能性”为基础，按很大、大、较大分别描述红色、橙色、黄色预警等级。2013年第3期（2013年5月14日）开始采用《江西省突发地质灾害应急预案》[20]确定的等级描述：红色预警，发生地质灾害的风险很高;橙色预警，发生地质灾害的风险高;黄色预警，发生地质灾害的风险较高;蓝色预警，有发生地质灾害的一定风险。地质环境条件图层替换为“江西省县（市）地质灾害调查与区划综合研究报告”[21]形成的易发程度分区图。

3 预警信息制作与发布

3.1 预警信息制作

根据气象部门提供的预报雨量数据，由预警信息制作单位初步确定预警区域和预警级别，完成预警信息初稿，必要时与气象部门会商确定。预警信息包括文字和图件两部分。预警文字包括降雨趋势预报、预报依据，可能发生地质灾害的时间、区域和预警等级，可能受威胁的对象及防治建议等内容;预警图件标示可能发生地质灾害的时间、区域和预警等级。

根据历年的预警信息对比，可以发现如下特征：一是预警等级的划分由无到有;二是预警信息文字描述由较为简单转向丰富，图件由粗线条（如2002年的预警信息范围仅以线条勾绘）转向精细化;三是预警时间的精准化，从2004年第2期预警开始，预警时间由“日”改为“时”进行描述;四是预警范围发生调整，早期预警信息不反映较低等级（一级和二级）的预警范围，从2013年第4期开始在图面和文字出现蓝色预警（三级以下）等级范围，从2014年第3期开始将最高等级为蓝色的预警信息列入考虑发布范围。

3.2 预警信息发布

经审签后的预警信息，由江西省自然资源厅（原江西省国土资源厅）和气象部门联合发布。早期信息发布的渠道主要是电视台的气象节目、电话、传真、广播等，后来增加了网络、电子邮件、短信等方式，目前QQ、微信也纳入预警发布和传递范畴，信息的受众也由宽泛兼顾向预警区的村镇责任人和群测群防员精准传递。

预警信息发布后，将对气象和地质灾害发展趋势进行跟踪、分析和研判，必要时对预警信息进行调整，按程序审签发布。为减少不必要的工作流程，一般情况下预警周期结束后，预警信息自动解除;必要时，按程序审签后发布解除预警。

4 预警成果

4.1 预警信息数量

2002—2019年年底，江西省共发布省级地质灾害气象预警信息298期次。

（1）预警等级分布。按期次的最高预警等级计算，其中红色（或五级）预警9期，橙色（或四级）预警80期，黄色（或三级）预警190期，蓝色预警15期，无等级预警4期。数量分布趋势以黄色（或三级）为主，橙色（或四级）次之，红色（或五级）较少。早期蓝色（或小于三级）预警原则上不对外发布，但是随着对预警工作的重视，2014年以来，共发布15期蓝色预警，其中2019年发布10期，成为当年数量最多的预警等级（图5）。

（2）年度分布。2002—2005年为预警发布的尝试阶段，这4个年度发布的预警较少（共17期），但总体预警等级较高，以四级（橙色）预警为主，对预警信息的发布持审慎态度。2006年开始，预警信息数量有较大程度增长，最多的年份（2010年和2016年）发布预警信息32期，最少的年份（2013年）也发布了9期（图5）。

（3）月度分布。地质灾害的分布与强降雨呈显著相关。根据已发布的298期次预警信息统计，地质灾害预警信息在每年的4—7月（汛期）为高发期，约占总期次的87.25%;5月和6月分别约占总期次的21.48%和39.26%，为预警发布的高峰月;8—10月季节性降雨减少，预警信息发布主要受台风影响，发布数量相对较少;3月可能因汛期提前而发布预警，如2019年因汛期提前在3月份发布了5期预警，但预警等级较低;11月至次年2月为枯水季，发布预警数量极少，其中11月和12月无预警信息发布记录（图6）。

4.2 预警准确率评价

4.2.1 评价方法

采用预警效果评价方法中常用的命中率、漏报率、空报率[1314]3个指标进行评价。命中率（Pht）表达的是预警区范围内准确预报的地质灾害点所占比例，定义为地质灾害预警区内灾害点数（NA）与研究区内灾害点总数（NA+NB）的比值，用公式表达为

Pht=NANA+NB。（1）

漏报率（Put）表达的是预警区范围外未能准确预报的地质灾害点所占比例，定义为地质灾害预警区外灾害点数（NB）与研究区内灾害点总数（NA+NB）的比值，用公式表达为

Put=NBNA+NB。（2）

空报率（Pft）表达的是某级别预警区内没有灾害发生的预警单元面积（SSA）与预警区总面积（S）的比值，用公式表达为

Pft=S-SAS。（3）

4.2.2 有关说明

（1）因2011年前未建立明确的地质灾害报送制度，本文仅对2011—2019年发布的172期预警按命中率、空报率2个指标进行准确率评价。漏报率与命中率之和为100%，因此漏报率不再赘述与计算。

（2）部分灾害点坐标有偏差，且预警成图比例尺小（1∶200万）。因此，将预警区界限外附近的灾害点也纳入预警区计算。研究区以江西省行政区范圍计算。

（3）仅计算崩塌、滑坡、泥石流3个类型灾害，与强降雨无关的地面塌陷等不纳入计算范围。

（4）对面积或跨度很大的预警单元，计算面积时根据灾害点的分布进行了适当的分割。

（5）当研究区内灾害点总数（NA+NB）为0时，命中率（Pht）按0计算。

4.2.3 评价结果

由于计算的预警期次较多，对2011年以来172期预警命中率和空报率再以年为单位进行了平均值计算（图7）。根据计算结果，预警的整体命中率（平均值0.51）尚可，但空报率（平均值0.71）较高。其中有25期次预警命中率为100%，有48期次预警（蓝色9期，黄色33期，橙色6期）为空报，即命中率为0，空报率为100%。导致空报率较高的原因主要有两点：一是降雨的时间、范围、强度等预警前置条件发生变化导致空报;二是人为扩大预警区范围，增加了空报的概率，但扩大预警区范围在一定程度上会增加命中率值，两者存在一定的此消彼长关系（图7）。

4.3 防灾减灾预警成效

预警信息的发布为提前转移可能受威胁群众的生命及财产安全争取了宝贵时间。成功预报的数量和避免可能伤亡人数情况是检验预警效果的重要考核因素。2002—2019年年底，江西省共统计地质灾害成功预报事件856起，避免可能伤亡人数8 885人，远高于同期因地质灾害人员伤亡人数978人（表5），预警成效显著。

对2006年27期次预警信息分析，实际发生地质灾害的主要集中时间、区域与预警的时间、区域基本一致[22]。根据江西省气象台2015年开展的预警效益评估，预警服务效益贡献率为44.03%，减少人员伤亡贡献率为67.76%[23]。根据历年数据对比结果，发现江西省地质灾害死伤人数、灾害损失呈显著下降趋势（表5）。

4.4 成功预警案例

（1）2002年6月13日，宜黄县地质灾害防灾预案中的黄陂镇丰产村丰产组滑坡隐患点，在接到地质灾害短期预报后，组织撤离了受威胁的11人。6月16日，滑坡快速下滑，推倒了3栋18间房屋，未造成人员伤亡。

（2）2002年6月18日，永丰县地矿部门接到地质灾害短期预报后在汛期地质灾害巡查中，发现沙溪镇坪上村白沙潭村小组的村后山体开裂，随时可能下滑成灾，当地政府及时组织受威胁的8户30人和重要财产转移。7月1日，村后约4 500 m3土石下滑，推倒房屋20余间，未造成人员伤亡。

（3）2006年6月，黎川县国土资源局和熊村镇政府接到地质灾害气象预报后，在巡查中发现邱源村武林峰村小组滑坡隐患点有活动迹象。6月4日前将全村17户71人安全撤出，6月6日凌晨发生山体滑坡，5万余立方米的泥沙在暴雨中倾泻而下，掩埋了38间房屋，冲毁农田200余亩，直接经济损失50余万元，未发生人员伤亡。

（4）2008年6月13日，安远县天心镇政府接到地质灾害预警信息后，于当日上午10时，在持续强降雨的情况下，该镇紧急启动转移和疏散群众方案，镇村干部组织受地质灾害威胁的群众进行转移和疏散。11时50分，最后1户被转移出危险区，10分钟后，该户房后的山体发生滑坡，滑坡体将房屋全部掩埋，该户成功脱险[24]。

5 问题与展望

5.1 主要问题

（1）预警未实现自动化。江西省作为全国最早开展省级地质灾害气象预警的省份，目前预警信息却仍停留在手工制作阶段，工作手段已远落后于其他地质灾害重点防治省区，且预警信息的手工制作将制约精细化预警和短临预警的发展。

（2）现有预警等级划分已出现不适用情况。《江西省突发地质灾害应急预案》[20]预警等级划分主要存在3处不适用的地方：一是对前期降雨的时间范围、降雨量的计算取舍等未有规定。虽然在实际预警信息制作时会考虑前期降雨量的影响，但全凭制作人员依据主观经验而定，导致不同制作人员制作的预警信息可能存在等级和范围差异;二是降雨强度过程划分较简单，仅分为过程降雨量和日（24 h）降雨量，但过程降雨量（时间跨度多从1天到4天）的降雨量等级范围差异较大，应细化过程降雨量的时间和雨量划分，如按24 h、48 h、72 h、≥96 h等进行划分，以实现降雨量划分的平缓衔接;三是未规定 3 h、6 h、12 h、18 h等短临强降雨雨量的等级划分，短临预警目前无据可依。由江西省应急管理厅修订的《江西省突发地质灾害应急预案（2020年6月）》[25]则直接删除了雨量等级划分等内容。

（3）未制定预警校验要求。预警校验是预警工作的后评价，是降雨过后对比实际的降雨量、范围和时间，结合地质灾害发生的时间、范围、规模、灾情等情况，对发布的预警信息时间、范围、等级等要素进行验证，记录有关问题和注意事项及校勘存在的误差，为后续预警积累宝贵经验。截至2019年年底，江西省尚未制定预警校验要求。

5.2 工作展望

（1）预警自动化。虽然预警信息的制作流程及内容都较为简单，但自动化制作可以实现更精准的分析和研判，减少人为主观性的干扰，为推进精细化预警和短临预警夯实基础。2013年，原江西省国土资源厅部署“江西省地质环境信息化建设项目”，将预警自动化纳入建设内容。截至2019年12月底，预警自动化建设已开展测试和试运行工作。

（2）预警精细化。现有预警信息勾画的预警区范围多在数百平方千米至数千平方千米，与县级行政单位面积大体相当。在目前没有具体预警准确率分析或考核指标的前提下，似乎是预警区范围越大，准确率越高，但是也意味着大范围的预警响应区需大量基层工作的投入。因此，有必要开展预警的精细化工作，这也是预警工作的重要发展方向。

2015年，江西省气象台和江西省地质灾害应急中心合作开展了“江西省地质灾害气象预警精细化技术研究与示范区建设”项目，在江西省修水县、瑞昌市、广丰县、永新县、宜黄县、崇义县、寻乌县各选择1个乡镇作为示范区，开展精细化预警研究与建设，但项目进展缓慢，效果有待验证。

（3）短临预警。现有的预警时间跨度多为1～4天，最短预警时间为24 h。但是，过程降雨的降雨时间（或强降雨时间）往往集中在几个小时内，导致地质灾害突发、多发和群发。因此，在过程降雨中加密短临预警能起到突出提示的作用。另外，突发性的雷暴雨等天气，短临预警非常必要。2017年7月2日和8月9日，江西省地质灾害应急中心尝试性地发布了1期12 h和1期6 h的短临预警，但预警效果有限。目前，短临预警已列入预警工作计划，对于短临预警的等级划分已有初步考虑，有望成为日常预警工作的组成部分。

6 结 论

（1）江西省省级地质灾害气象预警工作历经十余年的发展，预警等级划分经历了无预警等级、五级预警等级和四级预警等级3个阶段。

（2）2002年至2019年年底，江西省共发布预警信息298期，每年4—7月（汛期）為预警信息高发期。预警命中率尚可，但空报率较高。成功预报地质灾害事件856起，避免可能的伤亡人数为8 885人，预警成效显著。

（3）地质灾害气象预警工作主要存在的问题为预警信息仍为手工制作，预案对预警等级划分已出现不适用情况，未制定预警校验要求等。后期预警工作将向自动化、精细化、短临预警方向发展。

参考文献

[1] 刘云，康卉君.江西崩塌滑坡泥石流灾害空间分布特征分析[J].中国地质灾害与防治学报，2020，31（4）：107112.

[2] 李晔，张淑月.地质灾害预警明起在央视发布[N].中国气象报，20030531（4）[20191120].

[3] 严春银，袁正国. 江西将发地质灾害风险预报[N].中国气象报，20020606（1） [20191120].

[4] 温铭生，刘传正，陈春利，等.地质灾害气象预警与减灾服务[J].城市与减灾，2019（3）：912.

[5] 刘艳辉，刘传正，温铭生，等.中国地质灾害气象预警模型研究[J].工程地质学报，2015，23（4）：738746.

[6] 郭富赟，宋晓玲，谢煜，等.甘肃地质灾害气象预警技术方法探讨[J].中国地质灾害与防治学报，2015，26（1）：127133.

[7] 朱昳橙，李益敏，魏苏杭.怒江州滑坡地质灾害气象预警模型研究[J].云南大学学报（自然科学版），2016，38（4）：610619.

[8] 温智熊，蓝俊康，梁一敏.广西龙胜县崩塌和滑坡地质灾害的气象预警预报[J].桂林理工大学学报，2018，38（3）：464468.

[9] 德庆卓嘎，张国平，胡骏楠，等.西藏公路交通地质灾害气象预警[J].中国地质灾害与防治学报，2018，29（4）：121129.

[10]张国民，刘杰，石耀霖.年度地震预报能力的科学评价[J].地震学报，2002，24（5）：525532.

[11]矫梅燕.关于提高天气预报准确率的几个问题[J].气象，2007（11）：38.

[12]倪化勇.地质灾害预报预警水平的评价[J].中国地质灾害与防治学报，2006，28（2）：130133.

[13]温铭生，王连俊，连建发，等.区域地质灾害气象预警效果评价[J].工程地质学报，2011，19（6）：839843.

[14]刘传正， 刘艳辉， 温铭生，等.中国地质灾害区域预警方法与应用[M]. 北京：地质出版社， 2009.

[15]刘云，刘修奋.江西省地质环境图系编制项目成果报告[R].南昌：江西省地质灾害应急中心，2019.

[16]刘传正，温铭生，唐灿.中国地质灾害气象预警初步研究[J].地质通报，2004，23（4）：303309.

[17]刘传正，刘艳辉，温铭生，等.中国地质灾害气象预警实践：2003—2012[J].中国地质灾害与防治学报，2015，26（1）：18.

[18]刘修奋，白细民.江西省1∶50万环境地质调查报告（1996.4—2000.9）[R].南昌：江西地质工程勘察院，2000.

[19]白细民，刘修奋.江西省地质灾害防治规划（2009—2020）研究报告[R].南昌：江西省勘察设计研究院，2009.

[20]江西省自然资源厅.江西省突发地质灾害应急预案[S]. 南昌：江西省自然资源厅，2013.

[21]甘增亮，刘修奋.江西省县（市）地质灾害调查与区划综合研究报告[R].南昌：江西省地质环境监测总站，2010.

[22]周玉才，雷万荣，余广文，等.江西省地质灾害气象预警预报系统研究[J].中国地质灾害与防治学报，2008，30（2）：6770.

[23]唐春燕，朱星球.江西省地質灾害气象监测预警服务效益评估[J].江西科学，2015，33（5）：666670.

[24]彭晔，纪仁刚.预报预警在地质灾害防治中的应用[J].资源调查与环境，2009，30（1）：6265.

[25]江西省应急管理厅.江西省突发地质灾害应急预案（2020年6月）[S].南昌：江西省人民政府办公厅，2020.

Analysis on the meteorological early warning of geohazards in Jiangxi Province from 2002 to 2019

LIU Yun1， KANG Huijun2

（1. Jiangxi Provincial Geological Disaster Emergency Center， Nanchang 330025， China;

2. NO. 268 Brigade of Jiangxi Nuclear Industry Geological Bureau， Shangrao 334700， China）

Key words：geohazard; meteorological early warning; Jiangxi Province

作者：刘云 康卉君

气象预警地质灾害论文 篇2：

基于GIS的地质灾害气象预警方法初探

摘要：随着社会的不断发展与进步，对于目前的预报预警工作，需要从实际角度出发，本文根据降雨所涉及的相关因素，并采取综合分析法，利用GIS技术，并结合气象的相关资料，对基于GIS的地质灾害气象预警的方法进行了详细的阐述，并在进行实际操作中所需要注意的事项以及需要的相关措施进行了一系列探究。

关键词：GIS；地质灾害；气象预警

引言：近些年随着地质灾害的状况在不同地区不断地发生，相关单位需要尽快想出解决地质灾害问题的相关方法与政策，以此来推进我国的可持续发展战略。因此，对于减少气象灾害所带来的损失，需要进行一系列的预警措施。本文主要将GIS系统在地质灾害预测与预警方面的作用进行详细阐述，并在升级的气象灾害预警方面的业务，得到了广泛的投入使用。

一、技术原理与方法阐述

地质灾害在随着地理环境的变化而不断的发生，其产生的过程是多因素集于一身而产生的物理过程，导致地质灾害发生的最主要原因就是降雨。地质在处于临界状态时，就会随时有发生地质灾害的可能。本文所阐述的方法主要是将地质灾害的内在因素与外在因素置入GIS系统，进行数值化的处理，并生成有关地质灾害的数据图与区域热图，然后对每个区域发生灾害的可能性进行详细分析，并与实时气象指标进行综合性质的分析，并根据其判别模型分析出区域发生地质灾害的可能性，并给予预警信息，最后将信息进行公布。

（一）地质灾害易发程度区划

贵州省是發生地质灾害可能性较大的地区，原因使其身处斜坡地带，地质的构造也相对复杂。其主要可能发生的地质灾害包括滑坡与泥石流，其主要发生在变质岩的地层之中。对于贵州省来说，其地质灾害种类是非常多的，主要发生在每年的四月到十月，原因是每年的四月份到十月份属于汛期。据调查资料显示，其地质灾害的可能发生点高达一万处有余。其中相对比较严重的隐患点多达四千多处。因此，地质灾害的发生与气象、地质构造，身处位置的地理物理因素有着密不可分的关系。

对于全省的依法地质灾害地区的判定，是有相应的基本原则的：

利用GIS系统的一系列可以预判地质灾害发生地点以及时间的功能，并利用其数据图像处理功能，并与人类活动相结合，即定量与定性之间的结合。在已有的全省的相关地质灾害数据调查的系列成果上，要对全省的数据进行综合性的处理与分析，并形成信息图，以此来对地质灾害进行综合性的分析，完成地质灾害区域的区划图。

（二）预警指标级别与方法

1.地质灾害预警级别

地质灾害预警在气象局等相关部门的规定下，具有一定的等级标准，具体将其预警分为五科层次：一级预警表示发生地质灾害的可能性很小、二级预警表示可能性较小，三级预警则说明需要注意，发生灾害的可能性相对较大、四级预警说明可能性大，需要引起重视、五级预警是最高预警等级，表示发生灾害的可能性非常大，其中三级预警才会被气象预警信息所发布。

2.气象指标以及方法

在诸多种类的地质灾害中，滑坡的发生与降雨之间存在着紧密相连的关系，持续的降水会导致山体中的泥土出现松动现象，从而导致了滑坡现象。当降雨量达到一定程度时，就会与滑坡之间存在相应的一致性。滑坡规模与类型与降雨量之间存在着正比关系，降雨量越多，发生滑坡的可能性就越大。不同的降雨类型与灾害的发生之间也存在着明显的差异。因此，地質灾害的预警指标与降雨量与降雨的性质之间存在着很大的关系。

据相关统计表明，滑坡的发生一般在降雨后的七十二小时之内就会发生。此现象能说明滑坡的原因与降雨量的积攒在一定程度上有着对应关系，据相关调查统计，发生地质灾害的可能性与3日到5日前的降水量之间也存在着一定的关系，对于5日以前的降水来说，虽然也有一定的关系存在，但可以忽略不计。

二、预警业务的工作流程

地质灾害气象预警工作在某一时段会进行的相对频繁，例如4月份开始，九月份结束的汛期期间，气象部门等相关部门会在此阶段进行24小时不间断的值班，其工作步骤大致如下：

下午三时省气象台需要打不最新的5D积雨量数据，并对全省24小时的降雨量法进行预测，并绘制成统计图上传到气象网站上，供全局分析。

地质环境监测中心需要从气象局的网站上运用FTP的方式读取气象网站上的雨量信息数据以及统计图，并根据往年同期的相关雨量资料进行对比分析，并根据一定的气象指标来进行级别的判断，进而清楚地质灾害的预警等级，并在此基础上形成预警等级的区域分布图。

在下午四时，监测站需要做好地质灾害监测的最终结果，并将结果发回到气象局的网站上，气象局在接受到相关信息以及结果时，再进行网站上的发布。

当有很大范围的地区出现三级预警以上的地质灾害时，其结果需要由气象局和国土部门之间进行专家商讨之后才可以进行发布。并在下午五时左右将商讨结果送于当地的电视台，电视台将其制作成影视产品之后，以天气预报的形式在电视台中播出，有关气象或者地质灾害相关部门的领导会接受到信息，信息内容即使需要对灾害预警做出的相关工作。

两部门之间建立良好的有关气象预测的相关机制，并在消息公布之后不断收集消息内容所带来的相关反馈，并根据反馈内容，对地质灾害相关的预警与控制工作，过着对气象灾害的播报工作进行不断的改进与完善。

结语：本文以地质灾害区的相关预测与判定为基础，对自然灾害与将与之间的关系进行了详细的阐述，并对结果进行了一系列的统计分析。在此背景下，建立了灾害预警的预警等级，并根据不同的预警等级判别标准对地质灾害易发地区的地质灾害进行了详细的划分，在对预警业务的工作流程上也进行了详细的论述，并对其工作流程有了进一步的了解。

作者：宋娜

气象预警地质灾害论文 篇3：

基于SpringMVC的气象预警信息Web系统设计与实现

摘要：为了使用户能够方便快捷地查询与统计发布的气象预警信号，高效地开展公众气象预警服务与气象防灾减灾决策服务，设计并实现了气象预警信息Web系统。对系统的技术架构和功能设计进行了介绍，采用基于Spring MVC的分层架构技术，实现了数据模型、控制转换以及前端表现各层之间的内聚解耦，提供了气象预警信号实时查询、分类查询、历史统计等多种功能。系统具有较好的应用效果，提升了气象業务服务能力。

关键词：Spring MVC；气象预警信号；分层架构；Web系统

0引言

气象灾害预警关乎国家和人民生命财产安全，是防御和减轻气象灾害最有效的途径之一，也是我国气象部门极其重要的一项基本业务。随着现代科技的不断发展，气象灾害预警传播的媒介越来越丰富，Web网页是其中一种有效的媒介，建立气象预警信息Web系统，为社会公众提供专业气象预警服务，同时为防灾减灾提供决策依据是一项有意义的工作。

为了进一步提升气象预警信息Web系统运行效率，降低维护成本，系统采用了技术相对成熟的Spring MVC框架。S pring MVC是一个基于Spring体系和MVC模式的轻量级Web开发框架[1]，一方面具备Spring框架松耦合、可扩展、面向切面的优势[2]；另一方面MVC设计模式使得系统层次清晰，便于测试维护[3]。目前Spring MVC框架已广泛应用在Web系统建设中，顾文静等[4]利用Spring MVC框架设计并实现了高性能计算机监视管理系统，刘丽华等[5]基于Spring MVC开发了学生信息管理系统，刘颖等[6]在Spring MVC框架基础上开展了Web服务器部署方面的研究并开发了鲜活农产品供应链交易平台等。

以气象业务需求为指引，从提高系统性能角度出发，采用Spring MVC框架技术开发气象预警信息Web系统，为用户提供方便快捷的气象预警服务，提升气象防灾减灾工作效率。

1关键技术

Spring MVC框架技术体系主要由前端控制器（DispatcherServlet）、处理器映射（Handler Mapping）、控制器（Controller）、模型对象（Model Object）、视图解析器（View Resolver）和视图（View）等组成，工作原理如图1所示，其中前端控制器是整个Spring MVC的核心，负责接收HTTP请求并组织协调框架的各个组成部分，处理器映射和视图解析器保证了系统控制处理和视图展现之间的松耦合。此外，Spring MVC框架提供了大量独特的功能，主要包括：①JavaBean配置功能；②基于Map键/值对的模型转换功能；③强大的定制功能；④业务代码重用功能；⑤控制器适配功能等，这些功能的应用使得系统开发效率和扩展性能大大提升。

2系统设计与实现

2.1系统框架设计

气象预警信息的及时性至关重要，系统运行需确保较高的效率和稳定性，在系统总体框架设计时要尽量降低系统各个模块间的耦合性，因而采用了分层架构的设计思想，系统总体框架分为模型层、控制层和表现层3层，如图2所示。

模型层主要包括与气象预警信息有关的数据资源，分为实时气象预警数据和历史气象预警数据，这2类数据均由气象预警信息数据库统一存储管理，其中实时数据是指当前发布的气象预警信息，历史数据是指以往发布的所有气象预警信息。

控制层是系统的核心，涵盖了系统运行的业务逻辑，主要包括响应用户请求、用户身份认证、数据查询访问、数据加工处理、数据统计分析及数据转换传输这几个部分，通过对前端用户的请求进行接收，采用用户身份信息验证的方式决定是否启动对请求数据资源的访问，验证通过则按服务需求对数据进行组织、加工、封装及加密等处理，实现气象预警信息资源由原始形式向带有服务性质的组织形式转换，最后传输给前端展示页面。

表现层是指展示给用户的交互界面，按功能需求利用Web前端技术实现气象预警信息的图形展示、实时分类及历史统计等。

2.2系统功能设计

按照气象业务需求，气象预警信息Web系统主要包括气象预警信息的实时展示、实时分析、分类统计和历史查询4个模块，系统功能模块设计如图3所示。系统提供的主要功能有：①基于SVG技术的专题地图服务功能；②基于预警种类、等级、区域的多模式统计分析功能；③按年、月、日以及任意时段统计的历史预警信息查询功能；④针对台风预警的报告单发布功能。

实时展示模块主要采用基于SVG技术的专题地图服务功能完成实时气象预警信息的直观展示，展示的内容有预警信号图标、预警发布单位、预警发布时间及预警发布内容等。专题地图服务主要包括地图定位、地图渲染以及图层叠加功能，地图定位功能根据预警发布区域的地理信息定位到SVG地图上的具体方位；地图渲染功能按照预警发布等级在SVG地图上改变预警发布区域的颜色，如蓝色预警即渲染成蓝色；图层叠加功能可以将预警信息作为新的图层叠加到SVG地图上的预警区域。

实时分析模块主要包括实时气象预警信息分析以及台风报告单发布功能，其中预警信息实时分析主要针对预警名称、预警发布数量以及预警发布单位等信息，给出可能引起气象灾害的天气过程以及需要及时关注的重点地区，为用户提供直观准确的气象预警整体概况；台风报告单发布功能主要是在台风影响期间，实时发布台风动态信息，包括台风位置、台风强度及台风影响路径等，为用户提供台风预警专题服务。

分类统计模块提供按照预警种类、预警等级以及预警区域的多模式分类统计分析功能，其中预警种类包括暴雪、暴雨、冰雹、大风、结冰、大雾、干旱、海上大风、地质灾害及其他等17个大类的气象灾害预警，预警等级由低到高依次为蓝色、黄色、橙色和红色预警，预警区域是指预警发布内容中所明确指出的预警行政区域范围，可精细到乡镇。分类统计模块可为用户提供精细可靠的气象预警分类概况。

历史查询模块提供按年、月、日以及任意时段的历史气象预警信息查询功能，可针对某次气象灾害过程的时间段，回顾当时发布的气象预警信息，该模块主要为气象防灾减灾工作提供历史数据查询统计支撑。

2.3系统架构实现

气象预警信息Web系统的实现主要基于Spring MVC技术架构，系统架构如图4所示。按照系统技术架构，系统实现流程为：①用户通过客户端向服务端发送HTTP请求，前端控制器接收到请求，开始查询一个或多个处理器映射；②找到处理请求的后端控制器并将请求提交，后端控制器开始调用业务逻辑Service类进行逻辑处理；③Service接口通过数据访问DAO类对气象预警信息资源进行访问操作并返回数据资源给Service类；④Service类将处理结果封装为ModelAndView返回至前端控制器，由前端控制器查询一个或多个视图解析器；⑤找到ModelAndView对应的视图，最后由视图负责响应HTTP并将结果显示到客户端。系统模型层主要基于Spring JDBC的数据库访问技术通过编写DAO类实现，控制层主要通过Spring MVC的控制器以及编写Service类实现，表现层主要由SpringMVC的视图以及前端页面實现，其中Spring MVC框架为系统实现提供了核心支撑，有效分离了客户端展示与服务器端逻辑处理，提升了系统运行效率。

3应用效果

基于Spring MVC设计并实现了气象预警信息Web系统，提供气象预警信息的实时展示与统计分析，应用效果如图5所示。目前该系统已经在浙江省气象局业务应用，应用结果表明系统性能稳定，且具有良好的扩展性和可维护性，能够为气象防灾减灾决策服务工作提供平台支撑，提升气象预警服务工作效率。

4结束语

利用Spring MVC框架开发了气象预警信息Web系统，对系统总体框架、系统功能设计以及Spring MVC关键技术进行了主要介绍，Spring MVC的应用不仅可以有效地分离气象预警数据和前端页面展示，实现数据与视图的松耦合进而提升系统运行效率，还能够灵活地拓展系统功能，提高代码重用率，降低系统维护难度。基于Spring MVC的气象预警信息Web系统有效提升了气象预警服务工作效率，提高了气象业务服务能力，但随着现代科技发展，对于气象预警服务的时效性要求越来越高，系统仍需不断完善以满足更高的气象业务需求。

参考文献

[1]葛萌，黄素萍，欧阳宏基.基于Spring MVC框架的Java Web应用[J].计算机与现代化，2018（8）：97-101.

[2]汪大鹏，尹永胜.基于Spring和Hibernate驾考答题系统的设计与实现[J].电子设计工程，2017，25（17）：46-49.

[3]刘桃丽，曾志超.MVC架构下网站的设计与实现[J].计算机技术与发展，2020，30（2）：188-191.

[4]顾文静，赵春燕，李娟.基于Spring MVC的高性能计算机监视管理系统设计与实现[J].计算机应用与软件，2017，34（10）： 102-107.

[5]刘丽华，薛玉倩.基于Spring MVC的学生信息管理系统[J].通讯世界，2019，26（10）：173-174.

[6]刘颖，翟开云.基于Spring MVC框架的鲜活农产品供应链交易平台构建[J].物流技术，2016，35（10）：133-137，165.

作者：高祝宇 韩颂雨 杨明 曾悠