肖興平，佟元清

(中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

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基于WebGIS的水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布平臺(tái)的研究

肖興平，佟元清

(中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

[摘要]在WebGIS、數(shù)據(jù)庫等信息技術(shù)支撐下，論述水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布平臺(tái)建設(shè)的相關(guān)方案，圍繞水文地質(zhì)數(shù)據(jù)特征、平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫與平臺(tái)功能架構(gòu)等方面進(jìn)行研究，并提出具體的解決辦法，實(shí)現(xiàn)了水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布相關(guān)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)、軟件平臺(tái)開發(fā)。表明水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布平臺(tái)具有一定的服務(wù)專業(yè)機(jī)構(gòu)和社會(huì)公眾的能力，能夠助推水文地質(zhì)調(diào)查信息服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的力度。

[關(guān)鍵詞]水文地質(zhì)；信息；WebGIS；發(fā)布

水文地質(zhì)調(diào)查是地質(zhì)工作的重要組成部分，隨著全球經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境的變化和發(fā)展趨勢，水文地質(zhì)調(diào)查工作在國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中的先行性作用愈來愈重要，為國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。水文地質(zhì)調(diào)查信息服務(wù)于行業(yè)部門和社會(huì)公眾的需求也愈顯重要，建立水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)這一需求的重要技術(shù)支撐，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)專業(yè)技術(shù)信息的資源共享。

地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國地質(zhì)調(diào)查業(yè)務(wù)信息化建設(shè)的工作流程，必然也成為建設(shè)水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布平臺(tái)的技術(shù)手段之一，地理信息系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)軟件、硬件、數(shù)據(jù)、和用戶構(gòu)成，能夠?qū)Φ乩硇畔⑦M(jìn)行采集、存儲(chǔ)、更新、處理、分析及可視化。GIS應(yīng)用于水文地質(zhì)調(diào)查研究的一個(gè)重要方面就是支撐水文地質(zhì)調(diào)查野外數(shù)據(jù)的集成、加工和信息共享服務(wù)，GIS技術(shù)與關(guān)系型數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合，可以適用于水文地質(zhì)調(diào)查海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理[1]。

WebGIS是可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行發(fā)布的地理信息系統(tǒng)，簡稱互連網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，是Internet技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，屬于當(dāng)今計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與GIS技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)之一[2]。它的主要原理就是在互聯(lián)網(wǎng)上提供空間地理信息，用戶在客戶端能夠?yàn)g覽、查詢甚至分析服務(wù)器端提供的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。由于GIS應(yīng)用越來越廣泛，以及Internet技術(shù)越來越成熟先進(jìn)，將GIS與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，利用互聯(lián)網(wǎng)在Web頁面上共享和發(fā)布空間地理信息，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的地理信息集成與服務(wù)平臺(tái)，已經(jīng)成為GIS發(fā)展的必然趨勢[3]。

1開發(fā)環(huán)境的選擇

1.1開發(fā)環(huán)境

開發(fā)平臺(tái)：Eclipse

開發(fā)語言：Java

數(shù)據(jù)庫平臺(tái)：SQL Server2008 R2

GIS平臺(tái)：MapGIS K9 IMS

1.2運(yùn)行環(huán)境

1)服務(wù)器端

操作系統(tǒng)平臺(tái)：MS Windows 2003 Server

數(shù)據(jù)庫平臺(tái)：SQL Server2008 R2及以上版本

第三方軟件：Microsoft .NET Framework v2.0、Mapgis k9、jre1.6

2) 客戶端

操作系統(tǒng)平臺(tái)：MS Windows 7/Me/2000/XP

瀏覽器：IE 6．0及以上版本。

2平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

本平臺(tái)利用通用的軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和Browse/Server模式，

采用三層體系結(jié)構(gòu)—數(shù)據(jù)層(Data Layer)、業(yè)務(wù)邏輯層(Business Logic Layer)和界面顯示層(Presentation Layer)[4]。

2.1數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層位于數(shù)據(jù)的服務(wù)器端，該層在邏輯上處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，作用是接受Web服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫訪問的命令，實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)庫的目的，并把結(jié)果返回給web服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)端用SQL Server 2008存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，用MapGIS K9來管理空間數(shù)據(jù)[5]。

2.2業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層是客戶端瀏覽器與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互的中樞，該層主要是響應(yīng)客戶端的瀏覽、查詢和分析等操作,通過MapGIS K9 IMS及ASP程序來實(shí)現(xiàn)。

2.3界面顯示層

界面顯示層位于客戶端，該層在邏輯上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，作用是向互聯(lián)網(wǎng)另一端的Web服務(wù)器發(fā)出訪問需求，Web服務(wù)器及時(shí)將信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞到客戶端瀏覽器上，客戶端瀏覽器進(jìn)行在線顯示。

這種三層體系結(jié)構(gòu)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和發(fā)布。三層體系結(jié)構(gòu)的建立將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的應(yīng)用分割開來,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,也大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可擴(kuò)展性?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3平臺(tái)數(shù)據(jù)庫與功能

3.1平臺(tái)數(shù)據(jù)庫

平臺(tái)數(shù)據(jù)庫建設(shè)基于中國地質(zhì)調(diào)查局相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和我國青藏高原重點(diǎn)地區(qū)實(shí)施的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目實(shí)際需求的數(shù)據(jù)類別，確保數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的合理性，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取的有效性。依據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查相關(guān)的項(xiàng)目工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、成果信息、系統(tǒng)管理、權(quán)限控制等方面的數(shù)據(jù)庫建設(shè)內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理及分析、適用于MapGIS的空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)等方面的綜合數(shù)據(jù)庫體系。為信息交互與共享提供數(shù)據(jù)支撐。

圖1　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

1)空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)水文地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)，主要承擔(dān)空間數(shù)據(jù)的集成、管理與發(fā)布，空間數(shù)據(jù)庫可以包含由點(diǎn)圖層、線圖層、面圖層、注記圖層、柵格圖層等構(gòu)成的海量空間信息，這是空間數(shù)據(jù)庫的主要內(nèi)容；空間數(shù)據(jù)庫記錄的是矢量圖形和圖元的基本屬性。水文地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存的信息一般包括水文地質(zhì)圖、地質(zhì)地貌圖、水資源開發(fā)利用圖、遙感解譯圖等專題信息及地理地圖信息。

2)屬性數(shù)據(jù)庫

屬性數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與空間地圖信息相關(guān)的屬性信息以及水文地質(zhì)野外調(diào)查業(yè)務(wù)信息，其中，野外調(diào)查業(yè)務(wù)信息包括地質(zhì)地貌點(diǎn)調(diào)查、機(jī)民井調(diào)查、植被調(diào)查等諸多野外卡片調(diào)查信息及與水文地質(zhì)相應(yīng)的物探、遙感、鉆孔、地下水動(dòng)態(tài)觀測等信息。

3.2平臺(tái)功能

1)數(shù)據(jù)瀏覽

平臺(tái)將空間數(shù)據(jù)庫的地圖數(shù)據(jù)以Web Service的形式展示，提供給客戶端訪問地圖的接口。用戶在客戶端使用瀏覽器訪問，便能夠?yàn)g覽地理底圖數(shù)據(jù)、空間專題圖數(shù)據(jù)以及由各項(xiàng)目承擔(dān)單位采集和匯總的野外調(diào)查數(shù)據(jù)，包括水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)、技術(shù)方法勘查數(shù)據(jù)及項(xiàng)目基本信息等。在發(fā)布的頁面上提供包括漫游、放大、縮小、移動(dòng)、復(fù)位、測距、上一視圖、下一視圖、定位查詢、選擇等常用的基本操作，實(shí)現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交互。

2)查詢分析

在數(shù)據(jù)提供層的將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行組織關(guān)聯(lián)，通過業(yè)務(wù)邏輯層傳遞到界面顯示層，向用戶提供需要查詢統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的查詢與分析。查詢分析功能主要包含以下幾部分：

(1)任選區(qū)域查詢

用戶用鼠標(biāo)在地圖上選定一個(gè)范圍，可以是任意規(guī)則或不規(guī)則的區(qū)域，能將所選擇范圍內(nèi)的要素進(jìn)行高亮突出顯示，并能查詢相應(yīng)地圖要素的屬性數(shù)據(jù)。

(2)行政區(qū)域查詢

用戶用鼠標(biāo)在平臺(tái)上調(diào)出查詢窗口，選中符合條件的行政區(qū)，能夠?qū)⑿姓^(qū)所在的地理要素進(jìn)行高亮顯示，并能查詢相應(yīng)地圖要素的屬性數(shù)據(jù)。

(3)組合條件查詢

用戶利用水文地質(zhì)野外調(diào)查數(shù)據(jù)與空間水文地質(zhì)圖的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)組合條件查詢。

(4)邏輯運(yùn)算查詢

依據(jù)不同的查詢條件，根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果查詢，能將所選擇范圍內(nèi)的要素進(jìn)行高亮突出顯示，并能查詢相應(yīng)地圖要素的屬性數(shù)據(jù)。

(5)業(yè)務(wù)分類查詢

按野外調(diào)查的業(yè)務(wù)類別進(jìn)行查詢，包括按地質(zhì)地貌點(diǎn)調(diào)查、民(機(jī))井調(diào)查、水土流失調(diào)查、土地沙化調(diào)查等進(jìn)行查詢。

(6)量測計(jì)算

提供對地圖局部區(qū)域范圍、長度以及兩點(diǎn)間距離的量算工具，用于實(shí)現(xiàn)對地圖要素的進(jìn)行量測和表達(dá)的交互式操作。

(7) 統(tǒng)計(jì)分析

能夠?qū)Ω黝悎D層的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也能使用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行模型建立，例如，根據(jù)行政區(qū)劃、業(yè)務(wù)調(diào)查類型、項(xiàng)目名稱、維護(hù)單位、調(diào)查日期等進(jìn)行條件查詢，并統(tǒng)計(jì)出結(jié)果，導(dǎo)出二維表里。

(8) 專題輸出

根據(jù)查詢或統(tǒng)計(jì)分析后可以生成相應(yīng)的專題頁面，并且在客戶端可以進(jìn)行打印，或?qū)С鰱鸥窀袷降膱D片(包括bmp、TIFF、jpg等格式)。通過生成專題頁面，能夠?qū)⒉樵兘y(tǒng)計(jì)的結(jié)果在客戶端進(jìn)行發(fā)布和展示，并獲取數(shù)據(jù)內(nèi)部以及數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的的特征，有特征的數(shù)據(jù)可輸出的專題頁面包括柱狀圖、餅狀圖、點(diǎn)狀圖、矩陣圖和曲線圖等[1]。

發(fā)布平臺(tái)的界面見圖2。

發(fā)布平臺(tái)的屬性數(shù)據(jù)查詢結(jié)果見圖3。

4結(jié)語

旨在充分利用于WebGIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以GIS強(qiáng)大的空間圖形與屬性數(shù)據(jù)管理和已有的編程語言功能為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對水文地質(zhì)調(diào)查信息的有效管理與發(fā)布，為政府決策部門、專業(yè)技術(shù)人員及社會(huì)公眾提供信息服務(wù)，為水文地質(zhì)工作對經(jīng)濟(jì)社會(huì)的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)尚處于作者在水文地質(zhì)調(diào)查信息發(fā)布的初步研究階段，主體屬于一個(gè)數(shù)據(jù)展示和基本的查詢平臺(tái)，基本能夠滿足用戶對水文地質(zhì)調(diào)查工作所取得的專業(yè)信息進(jìn)行瀏覽、檢索和簡單的統(tǒng)計(jì)分析等需要，功能有待進(jìn)一步完善，完善的方向包括地圖高級(jí)編輯、信息的多重組合查詢、用戶的交互反饋等，特別是缺乏相關(guān)的分析模型，以便較強(qiáng)的體現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與決策支持能力。

圖2　信息發(fā)布平臺(tái)界面

圖3　查詢結(jié)果

[1]趙澤英，彭志良，龍從霞，等. 基于WebGIS的畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)的開發(fā)研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué).2009，(11)：216-219.

[2]Bemd Jungwirth(Germany)．Intemet and Geographical Information System：WebGIS[J];Geoinform ation Magazine 1998(3)．

[3]張桂榮，殷坤龍，劉禮領(lǐng)，等. 基于WEBGIS和實(shí)時(shí)降雨信息的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)[J].巖土力學(xué).2005，(8)：1312-1317.

[4]陳植華，關(guān)學(xué)峰，胡成. 基于WebGIS的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì).2002，(2)：20-24.

[5]甄樹聰，薛嬡娣，院勝. 基于WebGIS的水環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)開發(fā)研究[J].人民黃河.2007，(11)：54-55.

[6]李海峰. 基于WebGIS的地質(zhì)災(zāi)害信息管理系統(tǒng)研究[J].測繪與空間地理信息.2009，(2)：172-175.

The Research of Hydrogeological Information Release Platform Based on WebGIS

XIAO Xing-ping，TONG Yuan-qing

(Center For Hydrogeology and Environmental Geology, CGS, Baoding 071051 Hebei)

Abstract:This article discusses the in WebGIS and database supported by information technology, hydrological geological survey information release platform construction scheme, around the characteristics of hydrogeological data, platform system structure, database and the function of the platform architecture research, and put forward the specific solution solution, the hydrogeology survey information released related database building and software development platform. Show that the hydrogeology survey information publishing platform has certain professional services organizations and the public ability, to efforts to boost hydrogeology survey information services, economic and social.

Key words:Hydrogeological；Information；WebGIS and Release

[收稿日期]2015-08-17

[基金項(xiàng)目]國土資源地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目(青藏高原重點(diǎn)地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查綜合研究；1212011221119)

[作者簡介]肖興平(1980-)，男，湖北云夢人，高級(jí)工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)信息化技術(shù)及GIS編圖與評(píng)價(jià)。

[中圖分類號(hào)]P641.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)01-0164-03