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題名洪水預報與減災應變格網建置計畫(2/2)-光碟版=Development of The Flood Forecasting and Mitigation Grid (2/2)
作者
ISBN9789860079036
出版項
台北市 : , 09512
版本項初版
標題項
分類號443.62029
附註項MOEA/WRA/940003
文件編號1103 829
編號(GPN/EBN)1009503858
委辦計畫編號MOEAWRA0950038
中文摘要格網版洪水預報系統設計,檢討過去單機版洪水預報系統設計之限制,考量系統未來擴充、結合水資源調配、區域排水規劃等模擬應用,提出以下洪水預報系統五項主要設計構想,包括:(1)網頁服務化即時水文資料服務,(2)模組化水文模式,(3)使用者端水利應用平台,(4)元件化展示界面,和(5)格網化後端演算。茲分述各項設計構想實行成果如下。 第(1)項「即時水文資料服務」的目標是,建立包含集中註冊、集中管理和單一供應窗口的網頁服務(web service)水文資料供應平台。94年度完成制定即時水文資料Web service標準規範,規範內容包含Function名稱格式、Function標準功能、Function參數內容、資料格式等項目,另外,建立淡水河流域即時水文資料的網頁化服務。95年度完成濁水溪流域即時水文資料的網頁化服務;建立自動化偵測颱風警報單,啟動將水利署氣象水文資料定時自動傳輸到data server、啟動演算颱風定量降雨推估模組的機制;改進全台灣氣候法颱風定量降雨推估模式資料提供格式和效率。 第(2)項「模組化水文模式」的目標是,除了水庫或攔河堰的颱洪時期洩洪操作模組必須因流域特別製作外,將洪水預報過程中所需使用之水文模式,包括降雨、逕流、河川和河口潮位預報等水文模式,製作為通用(適用於所有流域)且可以動態連結的模組。93年度格網雛型計畫中已完成降雨模式和逕流模式的模組化設計。94年度將其他淡水河洪水預報系統之河川模式納入至本計畫開發的PC版模組化系統;同時利用模組化的水文模式,嘗試開發在「計算格網」上執行的濁水溪洪水預報模式雛型。95年度開發模組化河川模式,採用XML標記語言做為模式資料交換標準,並且為所有已模組化的水文模式撰寫前編譯與後編譯程式。本計畫於93-95年的三年期間,改進水文模式方面具有多項成果。颱風降雨推估模式方面,針對全台灣各流域,利用氣候法開發適用於颱風的降雨推估模式,可推估24小時或以上的降雨,如果路徑和強度預報正確,就氣候平均而言,應無偏估的問題。開發保留狀態變數作為下次演算初始條件、配合水筒模式表現基流量歷線、和不使用線性假設的地貌型運動波逕流模式。河川模式方面,NewC法開發的河川水理模式可以解決跨陡坡、緩坡的trans-critical flow演算,撰寫完成匯流、堰、分洪等元件,並且可以做到模式與流域參數完全分離的元件化理想。 格網系統的運作平台目前皆是採用Unix/Linux作業系統。由於目前大部分的個人電腦多是採用微軟公司的Windows系統,欲使預報人員能夠在其所熟悉的Windows作業環境下,可觸及並使用到Unix/Linux系統的格網運算資源,必須要建立兩系統的溝通機制。因此,整個水預報格網系統架構依功能性切割分為使用者(client)端、訊息交換端、格網計算(computing grid, CG)端三層,第(3)項「使用者端水利應用平台」即是建立於使用者端的介面,提供使用者進行專案管理、工作交付、以及成果展示等工作。為達擴充性之目的,在設計上,平台上所有的元件都是外嵌的,元件的加入必須以不變動原平台核心程式碼為原則,因此系統中所有設定均為XML標示語言,透過相對應的XML設定,系統可輕易加入、刪除或修改展示元件、套圖和畫面佈局。本計畫於94年度使用者端水利應用平台架構設計,95年完成平台實作。 第(4)項「元件化展示界面」的目標是,開發可以GIS化展示空間分佈和時間序列的元件化展示介面,使得展示觀測與預報的水文資料都能夠達到畫面標準化、操作簡單化與自動化,且可於不同流域重複使用。93年度格網雛型計畫中初步採用資策會為第十河川局發展的元件整合應用展示平台。94年開發淡水河與濁水溪流域的「氣候法颱風定量降雨推估」介面,新增兩種查詢產品:(1)未來24小時降雨趨勢推估,以及(2)類似路徑歷史颱風降雨歷線與災損查詢。95年度除了將「氣候法颱風定量降雨推估」產品的預報範圍由淡水河和濁水溪流域擴展至全台灣各河川流域,開發QPESUMS產品展示介面,並且將介面彙整至水利應用平台外,另外在平台上新增專案展示視界、多功能地圖展示視界、河道縱剖面展示視界、橫斷面水位預報展示視界、時間序列曲線展示視界等元件。 第(5)項「格網化後端演算」所謂的後端格網環境除了計算格網端外,還包括訊息交換端。計算格網是應用國網中心暨有的設備。訊息交換端是架設兩台伺服器負責使用者端與計算格網端的聯繫工作:分工伺服器(Broker server)和格網連結伺服器(Grid Connective Server),前者是Windows作業環境,對上接收使用端(同為Windows作業環境)訊息,動態製作格網工作描述語言(Grid Job Description Language, Grid JDL)所需之前置資料,並轉送後者;後者則為Linux作業系統,負責接收前者之訊息,並依據前端傳送的前置資料轉譯為 Grid JDL,然後對後端提出計算請求。此外,一台資料伺服器(Data server)專司資料供應及儲存的工作。本計畫於94年度完成格網演算架構設計,95年度完成訊息交換中介層與計算格網網頁化服務窗口的實作。
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