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      WebGIS的防汛抗旱信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——以曲靖市麒麟?yún)^(qū)為例

      2012-09-04 14:23:14吳俐民
      地下水 2012年6期
      關(guān)鍵詞:雨情抗旱信息管理

      吳 博,吳俐民

      (1.云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650092;2.云南省昆明市測(cè)繪管理中心,云南 昆明 650011)

      隨著分布式計(jì)算、面向?qū)ο蟮臉?gòu)件和 Internet/Intranet等技術(shù)的飛速發(fā)展,信息系統(tǒng)正朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。而WebGIS正是結(jié)合了WWW技術(shù)和傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的全新的技術(shù),成為 GIS發(fā)展的重要的方向之一,并在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。利用WebGIS技術(shù)開(kāi)發(fā)防汛抗旱信息管理系統(tǒng),將各類(lèi)防汛抗旱信息進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的收集、分析和處理,以供在防汛抗旱調(diào)度指揮決策時(shí)使用,是避免或減輕洪澇干旱災(zāi)害一項(xiàng)重要措施。

      曲靖市麒麟?yún)^(qū)位于云南省東部,屬烏蒙山南延部分,地處東徑 103°29'~ 104°14',北緯 25°07'~ 26°06'。東鄰富源縣、羅平縣,南接陸良縣,西連馬龍縣,北與沾益縣交界,總面積1 552.83 km2。地勢(shì)呈北高南低,東部高中部低,山地、丘陵、盆地、河谷槽子交錯(cuò)分布,具有比較典型的高原盆地地貌特征。此區(qū)域壩子平均海拔在1 800~1 900 m之間,南北長(zhǎng)近50 km,寬約 10 km,面積400 km2,地形呈南北向的橢圓形,南盤(pán)江貫穿其間,西河、白石江、瀟湘江、中河、東河、龍?zhí)逗?條主要支流呈樹(shù)枝狀匯入盤(pán)江干流,全長(zhǎng)56.7 km。由于近年來(lái)多次發(fā)生旱澇現(xiàn)象,所以建立防汛抗旱信息管理系統(tǒng)的需要顯得尤為迫切。

      1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      1.1 系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)

      根據(jù)用戶需求,該系統(tǒng)為一個(gè)集地理信息系統(tǒng)(GIS)、管理信息系統(tǒng)(MIS)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)、輔助決策等功能于一體的綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)(用戶界面層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)庫(kù)層)的 B/S模式,選用 WINDOWS作為基本操作系統(tǒng),以 Microsoft IIS 6.0為基礎(chǔ),前臺(tái)開(kāi)發(fā)工具采用 C#ASP.NET,后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用 MS SQL Server,平臺(tái)采用ArcGIS。用ASP.NET技術(shù)構(gòu)建服務(wù)器端應(yīng)用程序,使用HTML和腳本語(yǔ)言編制 Web界面;應(yīng)用服務(wù)層由 Web Server和WebGIS Server構(gòu)成,兩者通過(guò) TCP/IP通訊??蛻舳?Browser)通過(guò) Internet向 Web Server與 WebGIS Server發(fā)出請(qǐng)求,WebGIS Server接受并解釋用戶的GIS請(qǐng)求,向數(shù)據(jù)庫(kù)層提出請(qǐng)求和獲取數(shù)據(jù),在應(yīng)用服務(wù)層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)操作運(yùn)算,將結(jié)果以HTML文件和地圖形式通過(guò)Internet反饋到客戶端。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

      圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

      1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

      該系統(tǒng)劃分為系統(tǒng)管理、綜合數(shù)據(jù)管理、抗旱信息管理、防汛信息管理、信息查詢和防汛抗旱管理指揮6大模塊。如圖2所示。

      圖2 系統(tǒng)功能框架圖

      ①功能菜單區(qū),用戶可以從此菜單區(qū)中選擇相應(yīng)的功能進(jìn)行操作;②功能狀態(tài)區(qū),用戶可以從這些功能中執(zhí)行查看地圖,查看幫助、注消或退出功能;③鷹眼區(qū),全局查看地圖;④地圖信息區(qū),用于設(shè)置或顯示地圖某個(gè)點(diǎn)、線、面或區(qū)域的信息;⑤地圖工具區(qū),定義了許多用于對(duì)地圖進(jìn)行操作的工具;⑥地圖區(qū),顯示地圖。

      1.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

      數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心部分。使用的數(shù)據(jù)從性質(zhì)上可分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩大類(lèi):測(cè)站位置、所在地等站點(diǎn)特征數(shù)據(jù)及測(cè)站的降水量多年均值數(shù)據(jù)等為靜態(tài)數(shù)據(jù);實(shí)時(shí)雨情和天氣資料為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。為此,設(shè)計(jì)了5個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),即基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、雨情及氣象資料庫(kù)和多媒體庫(kù)。

      圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

      基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)由水文測(cè)站表、氣象測(cè)站表、研究區(qū)域行政區(qū)劃圖及編碼表、河流編碼表、流域編碼表等組成,存放測(cè)站基本資料,河流及流域的名稱(chēng)及其位置資料。

      專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)以GIS為平臺(tái),存儲(chǔ)和管理水利工程數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù);屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)氣象信息、災(zāi)情信息、通訊錄等綜合類(lèi)信息,今后將不斷補(bǔ)充新內(nèi)容;雨情及氣象資料庫(kù),雨情數(shù)據(jù)庫(kù)中有水情日、時(shí)段、旬月雨量表等。氣象資料由地面觀測(cè)要素表和高空觀測(cè)要素表組成。地面要素表存放每6小時(shí)1次的16個(gè)地面觀測(cè)要素值,高空觀測(cè)要素表存放每天2次的高空12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層和特性層溫、壓、濕、風(fēng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。多媒體庫(kù)主要存儲(chǔ)堤防工險(xiǎn)段、城市防洪等的圖片、視頻、音頻等資料。

      2 系統(tǒng)各模塊的功能

      2.1 系統(tǒng)管理

      該系統(tǒng)管理模塊主要用于對(duì)用戶、角色、用戶角色關(guān)系、角色界面關(guān)系、角色權(quán)限關(guān)系及系統(tǒng)運(yùn)行的基本信息進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)還包括閾值設(shè)置、監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置等。監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置模塊用于管理水雨情、旱情和氣象信息。如圖4所示。

      圖4 各測(cè)站監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置分布圖

      2.2 綜合數(shù)據(jù)管理

      該管理模塊主要用來(lái)管理基本數(shù)據(jù)信息。用戶可按系統(tǒng)管理員設(shè)定的角色權(quán)限關(guān)系以及對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行插入、修改、刪除等操作的權(quán)限進(jìn)行操作。主要包括的數(shù)據(jù)信息有:1)水雨情數(shù)據(jù);2)災(zāi)情數(shù)據(jù)庫(kù);3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù);4)圖形;5)動(dòng)態(tài)影像;6)超文本;7)決策業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);8)報(bào)表管理;9)決策知識(shí)。閘壩水情預(yù)報(bào)表用于設(shè)置閘壩水情預(yù)報(bào)信息。如圖5所示。

      圖5 閘壩水情預(yù)報(bào)表信息

      2.3 抗旱信息管理

      抗旱信息管理用戶管理抗旱數(shù)據(jù)信息。主要包括抗旱人員信息管理、抗旱部門(mén)信息管理、抗旱搶險(xiǎn)隊(duì)伍信息管理、抗旱物資管理、抗旱經(jīng)費(fèi)管理、抗旱組織管理等。

      2.4 防汛信息管理

      防汛信息管理用戶管理防汛數(shù)據(jù)信息。主要包括防汛人員信息管理、防汛部門(mén)信息管理、防汛搶險(xiǎn)隊(duì)伍信息管理、防汛物資管理、防汛經(jīng)費(fèi)管理、防汛組織管理等。

      2.5 信息查詢

      信息查詢主要是查詢各基本項(xiàng)的詳細(xì)信息。本模塊主要是根據(jù)用戶輸入的查詢條件來(lái)查看詳細(xì)數(shù)據(jù)。主要包括7項(xiàng)功能:1)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息;2)工情信息;3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息;4)歷史災(zāi)害情況;5)歷史監(jiān)控信息;6)水情查詢;7)值班記錄。實(shí)時(shí)監(jiān)控信息主要完成實(shí)時(shí)監(jiān)控水雨情、土壤墑情和氣溫信息,頁(yè)面將以數(shù)據(jù)和柱狀圖來(lái)表達(dá)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。見(jiàn)圖6所示。

      圖6 實(shí)時(shí)監(jiān)控信息及實(shí)時(shí)水雨情柱狀圖

      2.6 防洪抗旱管理指揮

      主要功能包括以下5部分內(nèi)容:1)洪水預(yù)報(bào);2)河段分析;3)水庫(kù)分析;4)提防段分析;5)水閘分析;6)雨量預(yù)測(cè);7)水位流量分析;8)決策業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。見(jiàn)圖7所示。

      2.7 地圖操作相關(guān)功能

      地圖操作相關(guān)功能模塊主要包括:1)鷹眼實(shí)現(xiàn);2)圖層控制;3)工具條;4)專(zhuān)題制圖功能;5)添加防汛物資信息;6)打印輸出及轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)格式保存。

      圖7 水位流量關(guān)系

      3 結(jié)語(yǔ)

      系統(tǒng)建成后應(yīng)用表明,通過(guò)以上技術(shù)實(shí)現(xiàn)的防汛抗旱管理信息系統(tǒng)基本能滿足該地區(qū)防汛抗旱信息查詢和決策的要求。由于系統(tǒng)本身具有良好的推廣性和實(shí)用性,因此極大的方便了地方監(jiān)測(cè)人員的管理工作。但該系統(tǒng)也存在不足之處,如:沒(méi)有對(duì)應(yīng)的遙感影像處理模塊、專(zhuān)家決策支持功能不完善等。相信隨著今后信息技術(shù)的不斷發(fā)展和新需求的提出并解決,該系統(tǒng)將會(huì)更好地獲取防汛抗旱信息,提高系統(tǒng)的先進(jìn)性和實(shí)用性。

      [1]董增川,劉金平.基于 WebGIS的防汛信息服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建[J].水利水文自動(dòng)化.2007,12(4):1 -4.

      [2]胡衛(wèi)權(quán).安徽省防汛決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2002,12(4):34-37.

      [3]何國(guó)正.ArcGIS Server開(kāi)發(fā)從入門(mén)到精通[M].北京:人民郵電出版社.2010,6.

      [4]馬林兵,張新長(zhǎng),伍少坤.Web GIS原理與方法教程[M].北京:科學(xué)出版社.2006,9.

      [5]高曉蓉,徐丹,雷瑛.基于 Flex和 REST服務(wù)的 WebGIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以隴西縣地理空間信息應(yīng)用系統(tǒng)為例[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用.2011,2(26):123 -127.

      [6]徐愛(ài)國(guó),鄭賢福,李永紅.WebGIS技術(shù)在水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].水電廠自動(dòng)化.2010,5(2):90-93.

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