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采購需求及技術(shù)要求一、項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱：氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估子系統(tǒng)二、項(xiàng)目背景在當(dāng)前的氣候變化背景下，氣候風(fēng)險(xiǎn)已成為影響全球各地區(qū)尤其是云南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和公共安全的重要因素。氣候風(fēng)險(xiǎn)范疇極廣，不僅涉及極端天氣氣候事件、氣象災(zāi)害，還包括氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、能源、水資源、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域的長(zhǎng)期深遠(yuǎn)影響。因此，構(gòu)建一個(gè)全面、科學(xué)的氣候風(fēng)險(xiǎn)決策支撐系統(tǒng)顯得尤為重要。氣候風(fēng)險(xiǎn)決策支撐系統(tǒng)旨在通過集成多源數(shù)據(jù)、應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和方法，為政府和相關(guān)部門科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)、開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防控提供決策信息支撐。系統(tǒng)包括次季節(jié)-季節(jié)智能氣候預(yù)測(cè)、氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估、氣候變化影響評(píng)估、生態(tài)氣候監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)、能源安全氣候風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警、糧食安全氣候風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警等6個(gè)子系統(tǒng)。其中氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估子系統(tǒng)基于先進(jìn)的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和應(yīng)用功能模塊開發(fā)，形成氣象干旱、暴雨、高溫、低溫等災(zāi)害的月、季、年時(shí)間尺度氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估業(yè)務(wù)，滾動(dòng)制作發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估產(chǎn)品，為地方政府、應(yīng)急減災(zāi)、水利、國(guó)土、林火管理等行業(yè)提供氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理決策依據(jù)，并為后三個(gè)子系統(tǒng)提供災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)支撐。本項(xiàng)目的任務(wù)來源于省財(cái)政“省氣象局氣候風(fēng)險(xiǎn)決策支撐系統(tǒng)建設(shè)2025年項(xiàng)目”，批復(fù)文件為《云南省氣象局關(guān)于批復(fù)云南省氣候中心2025年省級(jí)財(cái)政部門預(yù)算的通知》（云氣發(fā)〔2025〕45號(hào)）。三、項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)建成云南分災(zāi)種、分時(shí)段的中長(zhǎng)期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估子系統(tǒng)，支撐形成完善的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)氣象干旱、暴雨、高溫、低溫災(zāi)害的月、季、年尺度危險(xiǎn)性評(píng)估和面向人口、經(jīng)濟(jì)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，顯著提升云南氣象災(zāi)害影響評(píng)估的精細(xì)化和定量化水平，提升氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的提前量。改變目前氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估業(yè)務(wù)災(zāi)害種類不全、預(yù)估時(shí)效偏短、精細(xì)化和定量化水平不高、業(yè)務(wù)平臺(tái)支撐不足的現(xiàn)狀。為開展生態(tài)、能源、農(nóng)業(yè)中長(zhǎng)期氣象災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也為政府部門制定防災(zāi)減災(zāi)策略提供風(fēng)險(xiǎn)決策支持。四、項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估子系統(tǒng)共包括氣候模式本地化釋用、氣象災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估、氣象災(zāi)害脆弱性評(píng)估、氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估、產(chǎn)品生成、檢驗(yàn)評(píng)估6個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)模式數(shù)據(jù)偏差訂正、災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)確定、定量化災(zāi)損模型建立、面向人口和經(jīng)濟(jì)的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估、基于災(zāi)情的預(yù)估結(jié)果檢驗(yàn)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)期氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估業(yè)務(wù)全流程，為相關(guān)部門科學(xué)制定防災(zāi)減災(zāi)措施提供決策依據(jù)。五、功能需求1氣候模式本地化釋用模塊基于CPSv3等氣候模式預(yù)測(cè)結(jié)果，應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法構(gòu)建數(shù)據(jù)訂正的本地化釋用模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候模式預(yù)測(cè)結(jié)果平均態(tài)、概率分布等多種偏差的全方位訂正，為氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估提供適用于云南復(fù)雜地形背景的氣候模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。11基于概率分布的氣候模式數(shù)據(jù)訂正利用QUANT、SSPLIN等累積概率密度分布函數(shù)等方法，建立氣候模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)訂正模型，開展日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降水量等要素的訂正，并通過歷史回算和實(shí)況對(duì)比檢驗(yàn)訂正模型有效性。12基于機(jī)器學(xué)習(xí)的氣候模式數(shù)據(jù)訂正利用隨機(jī)森林、XGBoost等機(jī)器學(xué)習(xí)方法，通過學(xué)習(xí)模式輸出與觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)，自動(dòng)提取數(shù)據(jù)中的特征和規(guī)律，建立復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降水量等要素的訂正，并通過歷史回算和實(shí)況對(duì)比檢驗(yàn)訂正模型有效性。2氣象災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估模塊基于歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過極端事件分析法，構(gòu)建月、季、年尺度氣象干旱、暴雨、高溫、低溫等氣象災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估模型，對(duì)預(yù)估時(shí)段的災(zāi)害過程進(jìn)行識(shí)別，并進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估和等級(jí)劃分。21氣象干旱危險(xiǎn)性評(píng)估以MCI、SPEI等指數(shù)為基礎(chǔ)，融合降水、氣溫等多要素信息構(gòu)建氣象干旱危險(xiǎn)性評(píng)估模型，結(jié)合訂正后的模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)未來月、季、年尺度氣象干旱危險(xiǎn)性動(dòng)態(tài)預(yù)評(píng)估。22暴雨危險(xiǎn)性評(píng)估基于暴雨過程持續(xù)日數(shù)、累計(jì)雨量、最大日降水量等致災(zāi)因子，運(yùn)用熵權(quán)法量化各因子權(quán)重，構(gòu)建暴雨事件危險(xiǎn)性評(píng)估模型，結(jié)合訂正后的模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，精確識(shí)別未來月、季、年時(shí)段暴雨過程，并進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估和等級(jí)劃分。23高溫危險(xiǎn)性評(píng)估基于高溫過程持續(xù)日數(shù)、極端最高氣溫、平均最高氣溫等致災(zāi)因子，通過加權(quán)求和構(gòu)建高溫事件危險(xiǎn)性評(píng)估模型，結(jié)合訂正后的模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，精確識(shí)別未來月、季、年時(shí)段高溫過程，并進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估和等級(jí)劃分。24低溫危險(xiǎn)性評(píng)估基于持續(xù)時(shí)間、平均氣溫、極端最低氣溫、平均最低氣溫、最大降溫幅度等致災(zāi)因子，實(shí)現(xiàn)寒潮（冷空氣）、霜凍、倒春寒等低溫事件客觀識(shí)別，構(gòu)建致災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)及模型，應(yīng)用訂正后的模式預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)月、季、年等不同時(shí)間尺度低溫災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及等級(jí)劃分。3氣象災(zāi)害脆弱性評(píng)估模塊開展人口、經(jīng)濟(jì)等承災(zāi)體的暴露度、脆弱性評(píng)估，并構(gòu)建氣象災(zāi)害脆弱性評(píng)估模型。31承災(zāi)體暴露度基于災(zāi)害影響范圍內(nèi)的人口、經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施或行業(yè)等數(shù)量和價(jià)值量構(gòu)建暴露度評(píng)估模型，并實(shí)現(xiàn)分區(qū)域的精細(xì)化承災(zāi)體暴露度等級(jí)評(píng)估。32承災(zāi)體脆弱性基于受災(zāi)人口、直接經(jīng)濟(jì)損失與各縣總?cè)丝?、?guó)內(nèi)生產(chǎn)總值等數(shù)據(jù)，構(gòu)建脆弱性評(píng)估指標(biāo)和模型，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域的精細(xì)化承災(zāi)體脆弱性等級(jí)評(píng)估。33脆弱性評(píng)估模型收集干旱、暴雨、高溫、低溫等災(zāi)害的歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)，采用曲線擬合、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法構(gòu)建致災(zāi)因子與災(zāi)害損失之間的脆弱性評(píng)估模型，對(duì)預(yù)估時(shí)段人口、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行定量化災(zāi)損預(yù)估。4氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估模塊基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，構(gòu)建氣象干旱、暴雨、高溫、低溫等氣象災(zāi)害面向人口、經(jīng)濟(jì)的定量化月、季、年時(shí)間尺度風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估模型，對(duì)預(yù)估時(shí)段災(zāi)害事件進(jìn)行定量化風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)估。5產(chǎn)品生成模塊動(dòng)態(tài)生成月、季、年時(shí)間尺度氣象干旱、暴雨、高溫、低溫等氣象災(zāi)害的危險(xiǎn)性等級(jí)產(chǎn)品，以及面向人口、經(jīng)濟(jì)的定量化風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)產(chǎn)品和以縣為單元的定量化災(zāi)損預(yù)估產(chǎn)品。6檢驗(yàn)評(píng)估模塊基于實(shí)時(shí)災(zāi)情數(shù)據(jù)，通過信息熵、灰度關(guān)聯(lián)等方法構(gòu)建災(zāi)情綜合評(píng)估指標(biāo)，通過災(zāi)情綜合評(píng)估指標(biāo)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估等級(jí)的對(duì)比分析，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估準(zhǔn)確率，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估模型進(jìn)行修正。非功能性要求時(shí)效性系統(tǒng)運(yùn)行、響應(yīng)速度快，各類數(shù)據(jù)組織合理，信息查詢、更新順暢，而且不因系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量不斷增加而影響系統(tǒng)速度。通過采用高效的開發(fā)及算法語言、預(yù)置初始化資源池、動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)優(yōu)先級(jí)、動(dòng)態(tài)調(diào)整執(zhí)行作業(yè)數(shù)、作業(yè)負(fù)載均衡、硬件合理的冗余配置等等措施提高系統(tǒng)的處理時(shí)效?？煽啃宰酉到y(tǒng)在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上要考慮系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。軟件在運(yùn)行期間，針對(duì)任何一個(gè)重要操作，都必須具有判斷錯(cuò)誤的能力，必要時(shí)可以進(jìn)行恢復(fù)性操作，否則要發(fā)出報(bào)警消息，以便于人工干預(yù)。系統(tǒng)上線后，將進(jìn)入24小時(shí)不間斷業(yè)務(wù)運(yùn)行，因此必須具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和故障后快速恢復(fù)的能力?？蓴U(kuò)展性系統(tǒng)設(shè)計(jì)上需考慮到對(duì)未來多種產(chǎn)品數(shù)據(jù)接入的擴(kuò)展能力的要求，系統(tǒng)應(yīng)能通過快速的配置和擴(kuò)展模塊開發(fā)，盡可能滿足未來業(yè)務(wù)。兼容性