ICS

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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Basinprecipitationforecastingserviceplatform

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2022-X-XX!"2022-X-XX#$

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1

FG

本?件按照G!/T"#"-2020《標(biāo)準(zhǔn)化?作導(dǎo)則第"部分：標(biāo)準(zhǔn)化?件

的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》起草：某些內(nèi)容可能涉及專利，本?件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識

別這些專利的責(zé)任。

本?件由中國?利?電科學(xué)研究院提出。

本?件由中國國際科技促進(jìn)會(huì)歸?。

為了提?標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，請各單位在使?過程中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和積累資料，及時(shí)將

發(fā)現(xiàn)的問題和意?反饋給中國?利?電科學(xué)研究院，以供后續(xù)修訂時(shí)參考，聯(lián)系

?式：北京市海淀區(qū)?淵潭南路"號?科院?廈A座922室，郵編："00038；

$-m%&l：'()*)p@&+h,#c(m。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國?利?電科學(xué)研究院、?利部數(shù)字孿?流域重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

室、流域?循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國?資源戰(zhàn)略研究會(huì)、北京答墨

科技有限公司、中國?江三峽集團(tuán)有限公司流域樞紐運(yùn)?管理中?，華能瀾滄江

?電股份有限公司

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草?：楊明祥、董寧澎、王賀佳等。

本標(biāo)準(zhǔn)為?次發(fā)布，今后將根據(jù)流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺要求及技術(shù)發(fā)展情況

適時(shí)修訂。

3

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HIJKL

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺的總體?標(biāo)、總體架構(gòu)、主要功能、核

?模塊和預(yù)報(bào)模型。

本標(biāo)準(zhǔn)適?于流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺的設(shè)計(jì)和開發(fā)，可作為流域降?預(yù)報(bào)服

務(wù)平臺設(shè)計(jì)與開發(fā)的依據(jù)。

'MKNOJPQ

下列?件中的內(nèi)容通過?中的規(guī)范性引??構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)必不可少的條款。其

中，注?期的引??件，僅該?期對應(yīng)的版本適?于本標(biāo)準(zhǔn)；不注?期的引??

件，其最新版本（包括所有的修改單）適?于本標(biāo)準(zhǔn)。

G!/T2027"-2006信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通?安全技術(shù)要求

G!/T35273-2020信息安全技術(shù)個(gè)?信息安全規(guī)范

G!/T22239-20"9信息安全技術(shù)?絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求

G!/T28594臨近天?預(yù)報(bào)

G!/T2"984-20"7短期天?預(yù)報(bào)

G!/T27956-20""中期天?預(yù)報(bào)

G!/T28592-20"2降?量等級

SL323-20""實(shí)時(shí)??情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符

SL330-20""?情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)

RSTUVW

RXH+,YZ[\]^_^`a`^bc

某?時(shí)段內(nèi)，從天空降落到地?上的液態(tài)（降?）或固態(tài)（降雪）（經(jīng)融化

后）降?，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失?在?平?上積聚的深度。

RX'+,Ydef[ag\bhZ[\]^_^`a`^bc

降?量??的級別標(biāo)準(zhǔn)。

RXRij+,-.Z[\]^_^`a`^bckbl]am`^cn

某?區(qū)域未來0h~2h降?變化的描述和預(yù)告。

4

RXopq+,-.rsb[`&tacn\Z[\]^_^`a`^bcub[\]am`

某?區(qū)域或地點(diǎn)未來72h內(nèi)降?變化的預(yù)先估計(jì)和預(yù)告。

RXv:q+,-.w\g^xy&tacn\Z[\]^_^`a`^bcub[\]am`

某?區(qū)域未來72h以上，240h內(nèi)天?變化的預(yù)先估計(jì)和預(yù)告。

RXz-.{|ub[\]am`}\ag^cn!^y\

?稱預(yù)?期，指預(yù)報(bào)內(nèi)容所覆蓋的時(shí)間?度。單位為?時(shí)（h）。

RX~?€???`ybm_s\[^]wbg\?

指利?流體?學(xué)和熱?學(xué)的?程組對實(shí)際??進(jìn)?理想化和簡化的數(shù)學(xué)模

型，可以?于研究??演變規(guī)律、預(yù)測未來??狀態(tài)等。

RX…??€???f?b‰a?#?^ya`\wbg\?

指可以在全球尺度上開展?象模擬的?類??模式。

RX????€-.kxy\[^]a??\a`s\[Z[\g^]`^bc

指根據(jù)??實(shí)際情況，在?定的初值和邊值條件下，通過?型計(jì)算機(jī)作數(shù)值

計(jì)算，求解描寫??演變過程的流體?學(xué)和熱?學(xué)的?程組，預(yù)測未來?定時(shí)段

的??運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天?現(xiàn)象的?法。

RXH(???€-.??kxy\[^]a??\a`s\[Z[\g^]`^bcwbg\?

指?于開展數(shù)值天?預(yù)報(bào)的?類??模式。

o12??‘’

oXH??“5

流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺應(yīng)包括硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、模型軟件、通信?絡(luò)等，

滿?相關(guān)部?信息共享、信息交換和信息上報(bào)的要求，并充分考慮與??預(yù)報(bào)、

防洪調(diào)度系統(tǒng)等的兼容要求。

oX'12”?

oX'XH–Q‘—

硬件設(shè)備配置應(yīng)滿?流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺的功能要求，包括計(jì)算機(jī)局域?

及機(jī)房等建設(shè)要求?；驹O(shè)備配置?般應(yīng)包括路由器、交換機(jī)、防?墻、-PN

?關(guān)、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、不間斷電源、信息接收設(shè)備、顯示設(shè)備及機(jī)房等。

oX'X'???

數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括實(shí)時(shí)??情數(shù)據(jù)庫、預(yù)報(bào)降?數(shù)據(jù)庫及進(jìn)?數(shù)據(jù)交換的臨時(shí)數(shù)

5

據(jù)庫。實(shí)時(shí)??情數(shù)據(jù)庫應(yīng)按照SL323-20""的要求執(zhí)?，預(yù)報(bào)降?數(shù)

據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求統(tǒng)?庫表結(jié)構(gòu)和定義，?庫對象按編碼規(guī)則統(tǒng)?編

碼。

oX'XR????

流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺應(yīng)具有基礎(chǔ)信息查詢、流域??情形勢分析、臨近降

?預(yù)報(bào)、短期降?預(yù)報(bào)、中期降?預(yù)報(bào)、系統(tǒng)管理等功能。

（"）基礎(chǔ)信息查詢模塊實(shí)現(xiàn)對流域內(nèi)任意?量站或?象站基本信息及站點(diǎn)

降?量的檢索。基本信息包括測站名稱、編碼、經(jīng)緯度、?程、站址、建站年?

等信息。降?量數(shù)據(jù)可按任意時(shí)段進(jìn)?查詢統(tǒng)計(jì)，并能以圖形和表格的形式進(jìn)?

展示。

（2）臨近降?預(yù)報(bào)模塊實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)0~2?時(shí)的降?預(yù)報(bào)，?持?格降?、

流域??量及站點(diǎn)?量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示，并可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)預(yù)報(bào)，滾動(dòng)預(yù)

報(bào)的更新頻率不應(yīng)低于"?時(shí)。當(dāng)達(dá)到?象災(zāi)害預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)布預(yù)

警信息，包括降?強(qiáng)度、降?量級、降?影響區(qū)域及影響時(shí)間等，并以圖形、表

格、?字的形式給出。

（3）短期降?預(yù)報(bào)模塊實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)0~72?時(shí)的降?預(yù)報(bào)，?持?格降

?、流域??量及點(diǎn)?量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示。預(yù)報(bào)結(jié)果查詢的累計(jì)時(shí)段

?持"、3、6、"2和24?時(shí)。短期降?預(yù)報(bào)應(yīng)?持滾動(dòng)預(yù)報(bào)與集合預(yù)報(bào)，滾

動(dòng)預(yù)報(bào)的更新頻率不應(yīng)低于6?時(shí)，集合預(yù)報(bào)應(yīng)發(fā)布逐時(shí)段平均降?、最?降

?與最?降?3個(gè)結(jié)果，并給出最優(yōu)預(yù)報(bào)推薦。

（4）中期降?預(yù)報(bào)模塊實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)72~240?時(shí)的降?預(yù)報(bào)，?持?

格降?、流域??量及點(diǎn)?量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示。預(yù)報(bào)結(jié)果查詢的累計(jì)

時(shí)段?持"、3、6、"2和24?時(shí)。中期降?預(yù)報(bào)應(yīng)?持滾動(dòng)預(yù)報(bào)與集合預(yù)報(bào)，

滾動(dòng)預(yù)報(bào)的更新頻率不應(yīng)低于24?時(shí)，集合預(yù)報(bào)應(yīng)發(fā)布逐時(shí)段平均降?、最?

降?與最?降?3個(gè)結(jié)果，并給出最優(yōu)預(yù)報(bào)推薦。

（5）系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)?戶管理、權(quán)限管理、模型管理及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)等

功能。?戶管理實(shí)現(xiàn)?戶的創(chuàng)建、修改、刪除等功能。權(quán)限管理實(shí)現(xiàn)?戶權(quán)限分

配及更改等功能，?戶權(quán)限可由系統(tǒng)管理員根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)設(shè)置。模型管理實(shí)現(xiàn)降

?預(yù)報(bào)模型的基本信息查詢與參數(shù)設(shè)置，模型基本信息包括模型名稱、模型代碼、

6

模型狀態(tài)、模型說明等。模型參數(shù)包括模型所有參數(shù)化?案中的各參數(shù)的描述、

默認(rèn)參數(shù)取值及上下限范圍。只有具有相應(yīng)權(quán)限的?戶才可修改模型狀態(tài)與模型

默認(rèn)參數(shù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)實(shí)現(xiàn)對接?系統(tǒng)的實(shí)時(shí)??情數(shù)據(jù)以及初始場和邊界場

數(shù)據(jù)的更新以及臟數(shù)據(jù)的清洗。

oX'Xo???

應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇合適的?絡(luò)接??式，?于外部數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)傳

輸、預(yù)警信息發(fā)布等。預(yù)警信息應(yīng)兼顧與各流域管理機(jī)構(gòu)、各級?利（?務(wù)）管

理部?、?利?電規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、?庫等?利?程運(yùn)營管理單位間的信息共享需

求。

oX'Xv??￠Q

模型軟件?般為基于數(shù)值天?預(yù)報(bào)模式的降?預(yù)報(bào)模型，通常包括實(shí)時(shí)同化

程序、前處理程序、模式主程序、后處理?具等模塊。?戶可根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)警的實(shí)

際需求選擇合適的模型分辨率與預(yù)?期開展業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)。

oXR>S￡¤“5

oXRXH>S“5

（"）基于GIS平臺開發(fā)，采?!/S模式。

（2）平臺應(yīng)采?模塊化設(shè)計(jì)，各主要功能在數(shù)據(jù)層?應(yīng)相對獨(dú)?，可靈活

組裝各功能模塊。

（3）具備?戶認(rèn)證、授權(quán)和訪問控制；發(fā)?系統(tǒng)安全事件時(shí)，應(yīng)能以事件

觸發(fā)的?式通知系統(tǒng)管理員處理，系統(tǒng)參數(shù)的維護(hù)與管理應(yīng)通過操作界?完成。

（4）能夠連續(xù)24h不間斷?作，出現(xiàn)故障應(yīng)能及時(shí)報(bào)警。

（5）模型版本應(yīng)易于升級，符合流域降?預(yù)報(bào)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿?擴(kuò)展性和兼

容性要求。

oXRX'N?“5

（"）基于?性能集群環(huán)境搭建中尺度數(shù)值天?預(yù)報(bào)模型，在多機(jī)互信的前

提下，利?NFS?絡(luò)?件映射機(jī)制實(shí)現(xiàn)模型運(yùn)??錄在各集群節(jié)點(diǎn)中的映射，

配置mp&ch并?計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)集群并?計(jì)算。

（2）?機(jī)交互、信息查詢、圖形處理等操作應(yīng)簡單易?。

（3）??情形勢分析、臨近降?預(yù)報(bào)、短期降?預(yù)報(bào)、中期降?預(yù)報(bào)等模

7

塊應(yīng)能基于GIS界?進(jìn)?查詢與動(dòng)態(tài)展示。

（4）GIS響應(yīng)速度應(yīng)?于5.，復(fù)雜報(bào)表響應(yīng)速度應(yīng)?于5.，?般查詢

響應(yīng)速度應(yīng)?于3.。

（5）平臺應(yīng)實(shí)現(xiàn)云端訪問，?持多?戶并發(fā)操作等。

（6）基于j.()格式開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、通?的數(shù)據(jù)訪問接?，并部署于云端，?

戶可根據(jù)預(yù)報(bào)區(qū)域代碼和預(yù)?期，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)信息的遠(yuǎn)程獲取。

oXRXR??“5

（"）基礎(chǔ)信息查詢應(yīng)能對流域范圍內(nèi)各?量站基本情況、歷史觀測數(shù)據(jù)等

進(jìn)?檢索、查詢、添加、修改與刪除等操作。數(shù)據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)?動(dòng)批量導(dǎo)?和導(dǎo)出。

（2）流域??情形勢分析應(yīng)能對流域??情進(jìn)?監(jiān)測、預(yù)報(bào)、查詢統(tǒng)計(jì)與

對?分析等。??情信息應(yīng)能通過信息播報(bào)等?式告警，并顯示預(yù)警相關(guān)信息。

（3）臨近預(yù)報(bào)應(yīng)提供未來2h內(nèi)的?格降?預(yù)報(bào)、流域??量預(yù)報(bào)及點(diǎn)?

量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示。

（4）短期降?預(yù)報(bào)應(yīng)提供未來72h內(nèi)的?格降?預(yù)報(bào)、流域??量預(yù)報(bào)

及點(diǎn)?量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示，累計(jì)時(shí)段包括"、3、6、"2和24?時(shí)。

（5）中期降?預(yù)報(bào)應(yīng)提供未來72h以上，240h內(nèi)的?格降?預(yù)報(bào)、

流域??量及點(diǎn)?量預(yù)報(bào)結(jié)果的查詢與動(dòng)態(tài)展示，累計(jì)時(shí)段包括"、3、6、"2

和24?時(shí)。

（6）提前"天有??的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性應(yīng)在95%以上，中?及以上預(yù)報(bào)合格

率（誤差±20%以內(nèi)）應(yīng)在75%以上。

（7）針對同?預(yù)報(bào)時(shí)次，預(yù)報(bào)模型應(yīng)能提供多個(gè)預(yù)報(bào)結(jié)果，使??數(shù)據(jù)統(tǒng)

計(jì)分析挑選最優(yōu)預(yù)報(bào)，據(jù)此形成集合預(yù)報(bào)范圍和最優(yōu)預(yù)報(bào)推薦。

（8）系統(tǒng)管理應(yīng)提供?戶管理、權(quán)限管理、模型管理及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)等功

能。

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vXH+,-.??￥|”?

?般選取數(shù)值天?預(yù)報(bào)模式作為降?預(yù)報(bào)模型。

數(shù)值天?預(yù)報(bào)模式?般包含實(shí)時(shí)同化程序、前處理程序、模式主程序等部分。

實(shí)時(shí)同化程序負(fù)責(zé)不斷接收?象站、探空、船舶等常規(guī)?象觀測資料和衛(wèi)星、雷

8

達(dá)等?常規(guī)?象觀測資料，并以此為基礎(chǔ)對模式進(jìn)?同化；前處理程序負(fù)責(zé)處理

地形、?壤、植被等靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和??背景場資料，形成模式的預(yù)報(bào)初始場和

邊界場；隨后，實(shí)時(shí)同化程序和前處理程序?qū)⑻幚砗玫耐瘮?shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳遞

給模式主程序，由模式主程序開展?象模擬并輸出計(jì)算結(jié)果，同時(shí)根據(jù)需要將計(jì)

算結(jié)果傳遞回實(shí)時(shí)同化模塊開展模式的循環(huán)同化。模式輸出的計(jì)算結(jié)果經(jīng)后處理

?具處理之后可形成?戶所需的數(shù)據(jù)形式。

降?預(yù)報(bào)模型的基本架構(gòu)如下圖所示。

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vX'+,-.??>S￡¤

vX'XH??§¨?

降?預(yù)報(bào)模型的時(shí)間及空間分辨率根據(jù)?戶預(yù)報(bào)預(yù)警實(shí)際需求，綜合計(jì)算?

和運(yùn)?時(shí)間等多種因素確定。

vX'X'??-7q

根據(jù)預(yù)?期的不同，?象預(yù)報(bào)主要可以分為臨近天?預(yù)報(bào)（未來2?時(shí)，

《G!/T28594臨近天?預(yù)報(bào)》）、短期天?預(yù)報(bào)（未來72?時(shí)，《G!/T

2"984短期天?預(yù)報(bào)》）和中期天?預(yù)報(bào)（未來72~240?時(shí)，《G!/T

9

27956中期天?預(yù)報(bào)》）。

降?預(yù)報(bào)模型的預(yù)?期根據(jù)?戶預(yù)報(bào)預(yù)警實(shí)際需求，綜合計(jì)算?和運(yùn)?時(shí)間

等多種因素確定。

vX'XR??-.a?

根據(jù)《中短期天?預(yù)報(bào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法》相關(guān)要求，采?TS評分、技巧評

分、漏報(bào)率、空報(bào)率、均?根誤差、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率等指標(biāo)對降?預(yù)報(bào)模型的預(yù)報(bào)精

度進(jìn)?檢驗(yàn)；采?TS評分、漏報(bào)率和空報(bào)率對災(zāi)害性天?落區(qū)精度進(jìn)?檢驗(yàn)。

降?預(yù)報(bào)模型的總體精度應(yīng)當(dāng)滿?：提前"天有??的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性應(yīng)在

95%以上，中?及以上預(yù)報(bào)合格率（誤差±20%以內(nèi)）在75%以上；具體精

度可根據(jù)預(yù)報(bào)變量、預(yù)?期、?撐業(yè)務(wù)類型、?戶需求綜合確定。

vX'Xo-.{???ˉ

降?預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)時(shí)間及頻次可根據(jù)預(yù)報(bào)變量、預(yù)?期、?撐業(yè)務(wù)類型、?戶

需求綜合確定。其中，為確保預(yù)報(bào)時(shí)效性，臨近降?預(yù)報(bào)的發(fā)布頻次不應(yīng)低于"

次/"?時(shí)，短期降?預(yù)報(bào)的發(fā)布頻次不應(yīng)低于"次/6?時(shí)，中期降?預(yù)報(bào)的

發(fā)布頻次不應(yīng)低于"次/24?時(shí)。

模型應(yīng)在每個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前?動(dòng)下載??背景資料并開展計(jì)算，并按時(shí)

輸出預(yù)報(bào)結(jié)果。

vXR+,-.???°

vXRXH??±*?23′?μV

該部分主要依據(jù)預(yù)報(bào)區(qū)域的地理空間位置確定降?預(yù)報(bào)模型覆蓋的區(qū)域，以

及模型采取的降尺度?案。模型區(qū)域在設(shè)置過程中，應(yīng)盡量包括影響預(yù)報(bào)區(qū)域的

主要天?系統(tǒng)和?地形，盡可能避免區(qū)域邊界落在地形變化較?的區(qū)域，同時(shí)應(yīng)

充分考慮現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和計(jì)算條件，選擇??合適的計(jì)算區(qū)域以及合理的?格分辨

率。

vXRX'??·′?1o???‘’

根據(jù)預(yù)報(bào)區(qū)域降?形成機(jī)理，選擇對該變量影響較?的參數(shù)化?案，組成參

數(shù)化?案隊(duì)列P=｛P"，P2…Pm｝。從觀測資料中選取代表性較強(qiáng)的降?

事件，組成事件隊(duì)列$=｛$"，$2…$)｝。從?組成m×)個(gè)模擬案例，并結(jié)合

模型區(qū)域及嵌套?式等信息形成?于提交降?預(yù)報(bào)模型運(yùn)?的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?案。

10

vXRXR????·′???￡¤??

從評價(jià)對象的多個(gè)?度出發(fā)，構(gòu)建指標(biāo)體系。在指標(biāo)體系構(gòu)建過程中，既應(yīng)

考慮對?尺度精度的考察也應(yīng)考慮對點(diǎn)尺度精度的評價(jià)。其中，??量是?定時(shí)

間段內(nèi)落在研究區(qū)的總?量，是影響洪?總量的重要因素；點(diǎn)?量能夠反映降?

的時(shí)空分布變化，是洪峰流量以及峰現(xiàn)時(shí)間的主要影響因素。因此，評價(jià)指標(biāo)體

系主要根據(jù)??量評價(jià)和點(diǎn)?量評價(jià)來構(gòu)建。

%5-2,-&'./012345

??量評價(jià)中主要包括和（,((tme%).qu%,e'

e,,(,.，均?根誤差）兩個(gè)評價(jià)指標(biāo)。指標(biāo)P$RC$NT的計(jì)算公式如下：

式中：代表同?區(qū)域上模擬??量占觀測??量的百分?，單

位（%）；SI/代表模擬??量；O!S代表觀測??量。

指標(biāo)R/S$的計(jì)算公式如下：

其中：R/S$為均?根誤差；S為單個(gè)格點(diǎn)上的模擬值（mm/'）；O為

單個(gè)格點(diǎn)上的觀測值（插值得到，單位：mm/'）；N為研究區(qū)域所包含的格點(diǎn)

數(shù)量。

針對點(diǎn)?量的評價(jià)，主要有PO0、FAR、!IAS和$TS。點(diǎn)?量評價(jià)

指標(biāo)依據(jù)下表計(jì)算：

65-1th789:;8<obs=>(?8<sim=@A6

Observed

Simulated

obs≥thobs<th

11

sim≥thHF

sim<thMNONE

th代表某?降?量級，例如5mm/'、"0mm/'、25mm/'等。H

代表觀測值與模擬值同時(shí)?于閾值th的觀測點(diǎn)數(shù)量。F、/、NON$值的計(jì)

算規(guī)則與H相同。在?場降?評價(jià)中，如果H較?則說明模型在研究區(qū)域的站

點(diǎn)上對超過閾值th的降?探測效果較好，如果F較?則說明模型有空報(bào)的傾

向，反之/較?則說明模型有漏報(bào)的傾向。PO0、FAR、!IAS和$TS的

計(jì)算公式如下所示：

其中：是觀測站點(diǎn)的數(shù)量。

由各指標(biāo)計(jì)算公式的物理意義可知，PO0的??反映了模型對某?降?量

級的探測能?，其取值范圍介于0到"之間，"代表模型在觀測站點(diǎn)上能夠探測

出所有超過指定量級的降?，?般PO0隨著th的增加?減?。FAR的?

?反映了模型對降?量級的空報(bào)情況，其取值范圍介于0到"之間，0代表模

型在觀測站點(diǎn)上沒有任何誤報(bào)發(fā)?。!IAS的??反映了模型對降?量級預(yù)報(bào)

的偏移情況，其取值范圍為0到+∞，"代表了模型空報(bào)的站點(diǎn)數(shù)量與漏報(bào)的站

點(diǎn)數(shù)量相等。$TS代表了模型的綜合預(yù)報(bào)能?，取值為"時(shí)說明該次預(yù)報(bào)為完

美預(yù)報(bào)，0則代表其預(yù)報(bào)技巧與隨機(jī)預(yù)報(bào)相當(dāng)。

vXRXo????·′?1o????

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?案安排降?預(yù)報(bào)模型運(yùn)?，并獲取模型輸出的格點(diǎn)降?數(shù)據(jù)。根

據(jù)地理坐標(biāo)將觀測數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)?對應(yīng)，并依據(jù)5#3#3節(jié)中構(gòu)建的指標(biāo)體

系計(jì)算各指標(biāo)值。由于?于評價(jià)模型降?預(yù)報(bào)精度的指標(biāo)較多，各個(gè)指標(biāo)的側(cè)重

點(diǎn)均有所不同，有些指標(biāo)關(guān)注降?落區(qū)精度的評價(jià)，?有些指標(biāo)則側(cè)重降?量級

精度的評價(jià)，并且?種參數(shù)化?案組合很難在所有的單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)中均取得?其

12

他參數(shù)化?案更好的效果，僅憑不同指標(biāo)的評價(jià)和分析，很難準(zhǔn)確地選擇出綜合

表現(xiàn)效果最好的參數(shù)化?案組合。因此，引?歐??得貼近度的概念構(gòu)建?案綜

合評價(jià)模型，選取歐??得貼近度取最?值的模型參數(shù)化?案組合為最優(yōu)組合。

（"）歐??得貼近度

歐??得貼近度是兩個(gè)模糊?集之間接近程度的?種度量，設(shè)u"和u2為

論域U上的兩個(gè)模糊?集，則u"與u2之間的歐??得貼近度被定義為：

式中：v為模糊?集u"和u2的?屬度函數(shù)，u"和u2的向量形式可

以表示為：

若.同為屬于U的模糊?集，已知u"，u2，…，umm個(gè)模糊?集，

并且有下式成?，則可以說明模糊?集.與uk最貼近。

（2）基于歐??得貼近度的?案評價(jià)模型

模糊數(shù)學(xué)為解決這類問題提供了有效的?法，由歐??得貼近度的概念可知，

歐??得貼近度可以較好的表征兩個(gè)模糊?集的接近程度，這種特性在模型參數(shù)

化?案優(yōu)化組合中具有重要的意義。將、、、、、

六個(gè)指標(biāo)組成論域-，其中、、、是、、、

在各閾值上的平均值：

13

式中，是閾值thm上的指標(biāo)值，其他指標(biāo)類似，閾值集合為

th=｛th"，th2，…，thm,…，th/｝，Wm是某?閾值的權(quán)重，且

。

將模擬案例（某次降?事件）對應(yīng)的評價(jià)結(jié)果設(shè)為模糊?集S&，并且構(gòu)建

各指標(biāo)值的?屬度函數(shù)，得到下式：

式中：

以上各式中&∈[",2,…,)]為降?事件的序號。

將理論上各指標(biāo)的最優(yōu)值形成模糊?集，根據(jù)指標(biāo)體系中各指標(biāo)的物理

意義，設(shè)置。

為了避免因單次降?事件評價(jià)?導(dǎo)致的較?的隨機(jī)誤差，在實(shí)際?案評價(jià)過

程中?般采?多場降?過程的平均表現(xiàn)來判斷不同?案組合的優(yōu)劣，因此某??

案組合基于歐??得貼近度的綜合評價(jià)值可以表示成該?案下多次降?事件指

標(biāo)評價(jià)結(jié)果（模糊集）與的歐??得貼近度的算數(shù)平均值，如下式所示：

14

vXo+,-.??àá

vXoXH???????—

降?預(yù)報(bào)模型的輸?數(shù)據(jù)包括??背景資料等?象驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，以及0$/數(shù)據(jù)、

?壤數(shù)據(jù)、植被及?地利?數(shù)據(jù)等靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在降?預(yù)報(bào)中，??背景資料

通常由全球?候模式提供；0$/數(shù)據(jù)、?壤數(shù)據(jù)、植被及?地利?數(shù)據(jù)等靜態(tài)數(shù)

據(jù)?般取?公開數(shù)據(jù)源。

vXoX'????F??

模型數(shù)據(jù)的預(yù)處理部分主要指準(zhǔn)備模型運(yùn)?所必需的數(shù)據(jù)，包括模擬區(qū)域內(nèi)

的地形、植被等靜態(tài)數(shù)據(jù)以及背景場數(shù)據(jù)等，同時(shí)還包括常規(guī)及?常規(guī)觀測資料

的處理過程。數(shù)據(jù)前處理的主要?的是將各類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成降?預(yù)報(bào)模型可讀取的

數(shù)據(jù)形式，并通過插值、重采樣等?法將各類數(shù)據(jù)展布到降?預(yù)報(bào)模型的時(shí)空分

辨率上。

vXoXR???èéàá

降?預(yù)報(bào)模型運(yùn)?通常需要設(shè)置的參數(shù)包括：模型空間分辨率、?象驅(qū)動(dòng)的

時(shí)間分辨率、模型輸出的時(shí)間分辨率、參考經(jīng)度、參考緯度、投影?式等。降?

預(yù)報(bào)模型的常?投影?式包括墨卡托投影（/e,c%t(,）、蘭伯特正軸等?割圓

錐投影（L%mbe,tC()f(,m%lC()&c）和極球?投影（P(l%,

Ste,e(*,%ph&c），分別適?于低緯度地區(qū)、中緯度地區(qū)和?緯度地區(qū)。由

于我國?部分地區(qū)屬中緯度地區(qū)，可選擇蘭伯特正軸等?割圓錐投影為模型的投

影?式。

在完成模型參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)前處理之后，可運(yùn)?模型主程序，開展?象模擬

及預(yù)報(bào)。

vXoXo?ê?????

根據(jù)?戶需求和業(yè)務(wù)類型，輸出預(yù)?期內(nèi)的降?等?象變量，可利?NCL、

C0O等后處理?具對數(shù)據(jù)進(jìn)?處理、統(tǒng)計(jì)、分析及可視化，主要?的是便于?

戶理解使?。

15

vXv+,-.??ì|àáí”?°

vXvXH???Dèàá?ò

降?預(yù)報(bào)模型計(jì)算量?，需要基于?性能服務(wù)器構(gòu)建集群計(jì)算環(huán)境，從?保

證模型的?效運(yùn)?。整體采?可擴(kuò)展分布式計(jì)算環(huán)境，配備?動(dòng)運(yùn)?功能，每天

可在指定的時(shí)間點(diǎn)?動(dòng)下載初始場和邊界場信息，并實(shí)現(xiàn)?件的?動(dòng)傳送和前處

理，啟動(dòng)模型主程序開展降?預(yù)報(bào)，最終將預(yù)報(bào)結(jié)果寫?平臺。模型部署環(huán)境和

運(yùn)?環(huán)境的示意圖如下所示。

%5-1BC&'()DEFG

16

%5-2BC&'()HIFG

vXvX'??ó?àáèé

（"）??背景場數(shù)據(jù)?動(dòng)下載

編寫??背景場數(shù)據(jù)下載腳本。?戶通過配置??背景場數(shù)據(jù)??參數(shù)，調(diào)

?下載線程對相應(yīng)時(shí)段的??背景場數(shù)據(jù)進(jìn)?多線程下載；編寫??背景場數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)維護(hù)腳本，?于定期重啟??背景場數(shù)據(jù)下載腳本；編寫??背景場數(shù)據(jù)停

?腳本，?于結(jié)束正在執(zhí)?的??背景場數(shù)據(jù)維護(hù)腳本與??背景場數(shù)據(jù)下載腳

本。

（2）模型?動(dòng)運(yùn)?

編寫腳本程序，在數(shù)據(jù)下載完成后針對不同預(yù)?期、時(shí)空分辨率等?動(dòng)修改

前處理程序中的參數(shù)，主要包括模型運(yùn)?的起?時(shí)間、嵌套設(shè)置，以及?些物理

參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)模型的??值守?主運(yùn)?；并按照預(yù)報(bào)結(jié)果的輸出頻率，利?

NCL、C0O等后處理腳本?動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的處理、分析與發(fā)布。

（3）預(yù)報(bào)結(jié)果?主評價(jià)

基于5#3#3節(jié)所述的評價(jià)指標(biāo)體系及5#3#4節(jié)所述的評價(jià)模型，編寫程

序定時(shí)開展預(yù)報(bào)結(jié)果的?主評價(jià)。

（4）參數(shù)化?案組合滾動(dòng)優(yōu)選

針對影響降?預(yù)報(bào)效果?較敏感的參數(shù)化?案，如微物理參數(shù)化?案和積云

對流參數(shù)化?案，開展各個(gè)參數(shù)化?案組合的?主選擇，并在過去?段時(shí)間預(yù)報(bào)

結(jié)果評價(jià)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)參數(shù)化?案組合的滾動(dòng)更新。

17

DE

流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺................................................................................................1

前?................................................................................................................................3

1適?范圍.............................................................................................................4

2規(guī)范性引??件.................................................................................................4

3術(shù)語和定義.........................................................................................................5

3.1降?量Precipitation.................................................................................5

3.2降?量等級GradeofPrecipitation..........................................................5

3.3臨近降?預(yù)報(bào)PrecipitationNowcasting.................................................5

3.4短期降?預(yù)報(bào)Short-rangePrecipitationForecast...................................5

3.5中期降?預(yù)報(bào)Medium-rangePrecipitationForecast..............................5

3.6預(yù)報(bào)時(shí)效ForecastLeadingTime............................................................5

3.7??模式AtmosphericModel.................................................................5

3.8全球?候模式GlobalClimateModel.....................................................6

3.9數(shù)值天?預(yù)報(bào)NumericalWeatherPrediction.........................................6

3.10數(shù)值天?預(yù)報(bào)模式NumericalWeatherPredictionModel....................6

4平臺總體設(shè)計(jì).....................................................................................................6

4.1總體要求...................................................................................................6

4.2平臺架構(gòu)...................................................................................................7

4.3技術(shù)指標(biāo)要求...........................................................................................9

5平臺降?預(yù)報(bào)模型...........................................................................................12

5.1降?預(yù)報(bào)模型基本架構(gòu)..........................................................................12

5.2降?預(yù)報(bào)模型技術(shù)指標(biāo)..........................................................................13

5.3降?預(yù)報(bào)模型構(gòu)建..................................................................................15

5.4降?預(yù)報(bào)模型運(yùn)?..................................................................................20

5.5降?預(yù)報(bào)模型?效運(yùn)?框架搭建..........................................................22

2

)*+,-./012

HIJKL

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺的總體?標(biāo)、總體架構(gòu)、主要功能、核

?模塊和預(yù)報(bào)模型。

本標(biāo)準(zhǔn)適?于流域降?預(yù)報(bào)服務(wù)平臺的設(shè)計(jì)和開發(fā)，可作為流域降?預(yù)報(bào)服

務(wù)平臺設(shè)計(jì)與開發(fā)的依據(jù)。

'MKNOJPQ

下列?件中的內(nèi)容通過?中的規(guī)范性引??構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)必不可少的條款。其

中，注?期的引??件，僅該?期對應(yīng)的版本適?于本標(biāo)準(zhǔn)；不注?期的引??

件，其最新版本（包括所有的修改單）適?于本標(biāo)準(zhǔn)。

G!/T2027"-2006信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通?安全技術(shù)要求

G!/T35273-2020信息安全技術(shù)個(gè)?信息安全規(guī)范

G!/T22239-20"9信息安全技術(shù)?絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求

G!/T28594臨近天?預(yù)報(bào)

G!/T2"984-20"7短期天?預(yù)報(bào)

G!/T27956-20""中期天?預(yù)報(bào)

G!/T28592-20"2降?量等級

SL323-20""實(shí)時(shí)??情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符

SL330-20""?情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)

RSTUVW

RXH+,YZ[\]^_^`a`^bc

某?時(shí)段內(nèi)，從天空降落到地?上的液態(tài)（降?）或固態(tài)（降雪）（經(jīng)融化

后）降?，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失?在?平?上積聚的深度。

RX'+,Ydef[ag\bhZ[\]^_^`a`^bc

降?量??的級別標(biāo)準(zhǔn)。

RXRij+,-.Z[\]^_^`a`^bckbl]am`^cn

某?區(qū)域未來0h~2h降?變化的描述和預(yù)告。

4

RXopq+,-.rsb[`&tacn\Z[\]^_^`a`^bcub[\]am`

某?區(qū)域或地點(diǎn)未來72h內(nèi)降?變化的預(yù)先估計(jì)和預(yù)告。

RXv:q+,-.w\g^xy&tacn\Z[\]^_^`a`^bcub[\]am`

某?區(qū)域未來72h以上，240h內(nèi)天?變化的預(yù)先估計(jì)和預(yù)告。

RXz-.{|ub[\]am`}\ag^cn!^y\

?稱預(yù)?期，指預(yù)報(bào)內(nèi)容所覆蓋的時(shí)間?度。單位為?時(shí)（h）。

R