小流域山洪灾害“四预”能力建设项目需求说明
一、项目概况
根据《水利部水旱灾害防御司关于印发2023年度小流域山洪灾害“四预”能力建设工作要求的通知》防御函（2023）5号要求，XX省小流域山洪灾害“四预”能力建设要在21个小流域补充夯实算据、算法、算力基础，用以支撑省市县三级平台实现小流域山洪灾害“四预”功能，实现科学识别研判风险隐患、提高预警精准度、延长预见期、快速准确指导人员避险。
1.1建设范围
依托现有省级监测预报预警平台，巩固省市县多级部署架构，在21个流域面积50-200平方公里的小流域开展算据、算法和算力建设。
1.2建设内容
1、算据建设
（1）危险区核定与房屋人口调查。对每个小流域内3-5个重要防治村落或城集镇进行危险区复
核、房屋人口调查、历史洪痕调查工作。
（2）新增防治对象调查评价。对2013-2015年调查评价未覆盖的新增山洪灾害防治村、重要经济活动区和旅游景区开展调查评价。
（3）风险隐患调查与影响分析。以每个小流域治理单元内的重点城（集）镇、行政村、沿河村落（自然村）、重要经济活动区、旅游景区等为对象，在山洪灾害调查评价成果基础上，考虑经济社会活动影响等因素，调查排查跨沟路基或桥涵阻水、主支流和外洪顶托、沟道内工程建设等风险隐患，并对主要风险隐患进行影响分析。
（4）构建小流域数据底板。集成梳理已有基础数据、新增防治对象调查评价成果、风险隐患调查与影响分析成果、雨水情监测预报数据，针对龙门溪、龙溪、沙溪上游国宝溪、富泉溪、晒口溪等5个小流域内具有山洪灾害防治任务的城集镇开展L2级地理空间数据测量与处理，支持构建三维数字化场景，对经危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量；针对其它16个小流域开展危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量，构建小流域数据底板。
2、算法建设
评估现有未来24小时风险预报模型、临近预报预警模型的适用性、准确性、合理性，进一步优化模型结构和模型参数，提升预报预警精准度。建设覆盖全省山丘区的降雨异常识别与融合模型、覆盖21个小流域的精细分布式水文模型，在龙门溪、龙溪、沙溪上游国宝溪、富泉溪、晒口溪等5个小流域开展L2级地理空间数据测量的重点区域建设水动力学模型和山洪过程三维仿真模型，经危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落构建基于水力学的淹没范围与水深分析模型，对其它16个小流域开展危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，构建基于水力学的淹没范围与水深分析模型。
3、算力建设
充分利用既有计算资源，完善高可靠存储、高性能计算和高速网络环境，支撑分钟级完成山洪过程、灾害影响分析和场景预演。综合考虑网络安全、软硬件环境安全可靠、数据与应用软件安全，完善安全保障体系。
二、技术和服务要求
2.1己有算据的收集与复核
1.1.1已有成果资料收集
针对21个小流域进行已有成果资料收集，主要包括：①沿河村落、重要集镇和重要城基本信息，②历史山洪灾害资料，③小流域基础信息及其坡面特性信息，④流域内影响居民区安全的塘（堰）坝、桥梁、路涵等涉水工程信息，⑤山洪灾害危险区动态管理清单等已有成果。
2.1.2危险区核定与房屋人口调查
开展21个小流域危险区核定、房屋人口调查和历史洪痕调查，对每个小流域内3-5个重要防治村落或城集镇进行危险区复核、房屋人口调查、历史洪痕调查工作，具体要求如下：
①根据区域地形地貌、沟河分布、居民居住情况，核查洪水痕迹，走访农户，调查历史最高洪水位或最高可能淹没水位，综合分析山洪灾害可能发生的类型、程度及影响范围，调查并标注成灾水位，合理确定村落、城镇中受山洪威胁的区域，在工作底图上实地标绘危险区范围。
②调查危险区内的社会经济基本情况，包括：行政区代码、行政区名称、危险区名称、危险区代码、危险区内人口、危险区内住房情况。对于小于10户的散户居民区，单独做为一个危
险区调查。
③通过现场查勘，综合确定转移路线和临时安置点，在工作底图上标绘各危险区的转移路线和临时安置点。
④开展房屋人口调查，包括房屋高程和位置、房屋类型、每户人口数及其性别年龄与等信息。
⑤对历史上发生过的洪水留下的洪痕，进行调查、记录、测量、标记。
2.2新增算据的调查与分析
2.2.1新增防治对象调查评价
对21个小流域内，2013-2015年调查评价未覆盖的新增山洪灾害防治村、重要经济活动区和旅游景区，按照《山洪灾害调查与评价技术规范》（SL767-2018）要求开展调查评价。
2.2.2风险隐患调查与影响分析
按照《山洪灾害补充调查评价技术要求（风险隐患调查与影响分析）》（试行）要求，以21个小流域治理单元内的重点城（集）镇、行政村、沿河村落（自然村）、重要经济活动区、旅游景区等为对象，在山洪灾害调查评价成果基础上，考虑经济社会活动影响等因素，调查排查跨沟路基或桥涵阻水、主支流和外洪顶托、沟道内工程建设等风险隐患，并对主要风险隐患进行影响分析。
2.3算据集成与应用
2.3.1小流域数据底板
（1）针对21个小流域，集成梳理已有基础数据、新增防治对象调查评价成果、风险隐患调查与影响分析成果、雨水情监测预报数据等，构建Ll级数据底板，开展危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量。
（2）针对龙门溪、龙溪、济溪上游国宝溪、富泉溪、晒口溪等5个小流域内具有山洪灾害防治任务的城集镇开展L2级地理空间数据测量与处理，获取DSM/DEM数据、DOM数据，并构建精细三维数字化场景，对经危险区核定与房屋人口调查的重要防治村落，开展河道断面测量。
具体要求如下：
①关于精细地形测量。完成全流域高分辨率影像图采集及全流域高精度数字高程模型数据采集。平面坐标系统采用2000国家大地坐标系，高程系统采用1985国家高程基准；平面控制测量采用四等GNSS平面控制网，高程控制测量采用五等卫星定位高程测量。DOM.DSM/DEM应测绘至河流两侧防灾对象的外侧。
对于山丘区小流域内重要城镇和集镇、重要基础设施等，采用无人机获取DOM、DSM/DEM和倾斜摄影影像。其中，DOM地面分辨率优于0.2m,平面位置中误差低于0.8m,DSM/DEM网格尺寸1m,高程中误差低于0.5m；倾斜摄影实景三维模型地面分辨率优于5cm,建模格网尺寸优于0.5m,绝对定位精度优于1m,相对精度优于1m。对于山丘区小流域内其它区域，采用卫星手段，获取D0M、DSM/DEM,并补充开展外业控制测量。其中，DOM地面分辨率优于0.5m,平面位置中误差低于L5m,DSM/DEM网格尺寸2m,高程中误差低于Lon1；卫星白模实景三维模型格网尺寸1m,绝对定位精度优于1m,相对精度优于Im0
不同来源、不同分辨率的L2级DEM和Ll级DEM要进行有效融合。结合卫星遥感影像、山洪灾害防治村及危险区分布等，确定小流域的精细地形测绘最小面积
3d卫星街景地图
②关于河道断面测量。对21个小流域的河道断面进行测量，1）每个沿河村落、重要集镇、城镇和重要设施测量1个纵断面和2〜3个横断面（其中标注居民区成灾水位的横断面为控制断面），如有多条支流汇入，每条支流应加测1个纵断面和2〜3个横断面；2）沿河村落、重要集镇和重要城镇的上下游横断面间距一般100~200米左右，如无法避免桥梁、堰、陡坎和卡口等控制性建筑物，应增加测量控制性建筑物断面；横断面两侧应测至历史最高洪水位以上或测至防灾对象的外侧；3）纵断面测量一般沿沟（河）道深泓线（山谷线）布置，并向上下游断面外各延伸100m-200m,对于有水面的河道在测量河底高程的同时测量水面高程，对于有历史洪痕的河段需测洪痕点坐标和高程。
③关于三维场景建设。通过5个小流域重点区域三维场景建设，提供数据加载、渲染能力，支持基础影像、时序影像、矢量地图、数字高程模型、文档对象模型、倾斜摄影、三维模型、多级地名、栅格地图、街景、基础几何基元等地理信息数据以及水利业务数据的可视化，同时通过接口，可将实时数据、统计分析数据、设备设施点位等一系列数据在三维场景中融合，基于统一时空框架将多源数据关联、分析的结果进行多维融合展现，实现小流域全要素信息加载、渲染和呈现。开发三维场景数据的交换接口，实现与省级山洪平台及其他业务系统数据交互；既可以接入外部数据，也可以通过交换接口将数据或者挛生体本身按照接
口规范对外共享。
2.3.2数据引擎
对原有数据库进行升级，建设数据引擎，主要包括数据汇聚服务、数据治理服务、数据挖掘服务、数据共享服务。将大量的基础数据、监测数据、业务数据、共享数据、地理空间数据需要进行汇聚、治理、融合、共享，为“四预”功能提供数据支撑。
2.4传统山洪算法优化建设