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山洪小流域气象灾害预警系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 17:03:10

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 杨海晶 | 2022-11-07 17:03:10

基于降水、地形地貌等数据,以多模式融合、降尺度以及本地化订正为通用算法模型,建立精细化的降水预报;基于地形、水系、人口、GDP等数据,结合统计学手段、物理模型以及人工智能算法,建立山洪灾害诱发指数、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性等指标,最后实现精细化的山洪灾害风险等级预报,为临山城市、河谷城市等提供精准的山洪灾害监测预报预警综合服务,降低山洪带来的灾害损失。实现指标:(1)基于多源的降水预报产品体系降水0-2小时(逐10分钟、百米级)、0-24小时(逐小时、次公里级)、1-3天(逐小时、公里级)、3-7天(逐3小时、5公里级)的精细化预报产品(2)山洪风险等级预报产品未来1-3小时(逐15分钟、公里级)、未来3-24小时(逐1小时、公里级)的风险等级格点预报产品(3)山洪隐患点预报产品未来1-3小时(逐6分钟)、未来3-24小时(逐1小时)的风险等级站点预报产品

亮点1:基于多源预报得到的精细化降水产品。采用人工智能模型CNN-seq2seq模型对CMA-MESO、CMA-BJ等主流数值模式和中央台短时强降水指导产品进行融合,得到多模式降水客观预报产品。融合不同模式降水产品的优点,从而弥补不同模式产品在不同预报时效下的不足,提升降水预报的准确率。

亮点2:基于卫星、雷达的降水预报产品。综合考虑雷达和卫星数据,在雷达覆盖的区域采用雷达产品进行降水估测,对雷达产品通过光流法外推进行降水预报;在无雷达覆盖区域首先采用卫星反演雷达回波,而后用相同方法进行降水估测和预报。这种方式可以尽可能大的弥补雨量站的不足或精度不够缺点,从而提升降水预报的精细化程度以及准确率。

亮点3:综合考虑孕灾环境敏感性和承灾体易损性,将降水和地形、人口GDP等数据作为重要数据源,计算出既考虑灾害大小,又考虑灾害影响大小的山洪诱发指数数据,从而具有更强的实用性,更利于政府部门进行针对性应急指挥决策。

我国有较多城市依山而建或位于河谷两岸,在短时强降水、暴雨等天气下,常易遭受山洪灾害,山洪灾害成为每年威胁城市安全的主要灾害之一。山洪产生危害大的原因在于其爆发迅速、流速快、下游反应时间少、预报难度大。

山洪小流域气象灾害预警系统可以针对山区城市不同地形条件下,结合当地历史气候特征,实现精细化1km*1km的高精度降水预报,同时,结合人口、重要场所、GDP等分布情况,进行山洪灾害风险评估,从而可以快速决策哪里灾害大,哪里受灾严重,哪里需要重点救灾,怎么转移群众等重大问题,为城市的安全运行提供重大保障。该系统可向应急管理、水利等职能部门推介,目前已业务化运行,在十几个城市得到很好应用。

  杭州辰青和业科技有限公司成立于2012年2月,位于滨江高新技术开发区海外高层次人才基地“海创基地”内,被杭州市政府认定为青蓝企业,雏鹰计划企业,“521”人才企业,“5050”计划企业,2013年,引进杭州市特聘专家,2014年被评为杭州市高新技术企业,2015年9月被评为国家高新技术企业。

   团队主要成员为海外高层次留学人员与多名博士组成。公司经过五年的发展,在团队建设、公司管理制度、产品研发等方面积累了一定的基础,特别是在气象系统技术支持、电力气象、保险气象等行业的气象服务取得了一定的成绩。今年,随着国家一系列气象行业政策的出台,气象服务的市场逐步开放,行业及公众对气象服务的需求越来越高,气象商业服务经济已呈现蓬勃发展的态势。今年,公司在已有基础上积极布局,全面向气象商业服务市场挺进。

  通过本项目的研究,开展地形条件对小流域产汇流特性、承灾体应对山洪灾害的影响机理与评估技术研究,发展降水精细化网格预报技术,建立城市暴雨、短临预报等多尺度多因素的山洪小流域气象灾害预警系统,实现对山洪灾害网格化、精细化的动态风险评估,最终建立山洪灾害的综合防控、预报预警、实时调度、应急响应与联动处置的决策支持系统。山洪灾害预警系统可纳入当地防汛抗旱指挥系统应用,实现城市安全信息全面实时监测和灾害评估,降水预报精度提高5%以上,山洪灾害应急处置时效提高10%以上。

  由中国城市科学研究会牵头,杭州辰青和业科技有限公司参与,结合省、市、县地方政府或水利部门进行联合建设。中国城市科学研究会提供政策导向及政策支持,建立本项目的标准化流程及平台参数,杭州辰青科技负责模型、技术开发支持,地方政府提供落地试点,采取多方联合开发模式。