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基于GIS技術的水利信息化系統構建論文
【摘 要】 簡述了 GIS 技術的設計應用；分析了德州市水利信息組合業務平臺的設計目標及總體架構以及平臺建成后功能預期。
【關鍵詞】 動態網頁技術；GIS 系統；綜合業務平臺；水利信息化;B/S 架構
GIS 技術作為一種可以將地理信息、地理數據、全球定位系統（GPS）以及遙感系統（RS）相互融合的綜合信息處理技術，在水利信息化領域越來越受到人們重視。
1、系統總體設計目標及架構分析
德州市水利信息綜合業務平臺設計思路是按照省水利廳《山東省市、縣水利信息化系統技術要求》、《德州市水利發展“十二五”規劃》文件的總體要求，遵循“技術先進、科學合理、安全可靠、經濟適用”和“結構化、模塊化、標準化”的設計原則， 參照全省水利綜合應用平臺 “一個中心、一個平臺、一張圖、一張表”的系統建設模式，協同辦公需求設計的統一綜合應用業務平臺。
1.1、GIS 系統設計目標
要求平臺配套 GIS 系統不但能實現通用GIS 功能，在電子地圖上進行信息查詢、結果展示等操作， 還采用了瀏覽器 GIS 技術來實現 Web方式的交互。
1.2、B/S 架構
本系統所采用的 Browser/Server 架構三層模式，即瀏覽器/服務器模式是瀏覽器功能的拓展，是由 Client/Server 二層結構模式發展來的在瀏覽器應用中的特例。Browser/Server 結構主要是利用了成熟的瀏覽器應用技術，結合瀏覽器的多種語言腳本和 ActiveX， 用瀏覽器替代專門為操作系統編譯安裝的客戶端才能實現的應用功能，這樣既節約了開發成本又減少了后期系統維護的難度，還可以實時更新應用的版本保證與服務器要求客戶程序版本統一。 該項目將數據中心處理存儲服務器部署在局信息中心，數據采集端部署在揚水站管理處、灌區管理處、水庫管理處、各縣水務局等。 系統利用瀏覽器實現用戶交互功能，區分不同的用戶使用權限，從而進行業務上區分與用戶身份辨識，保證數據安全。 不僅如此，系統除了具備基本數據信息查詢功能外，還可以綜合水利信息、地理信息、氣象信息等數據參數進行數據的交叉分析，幫助用戶進行業務處理。
1）應用層是瀏覽器語言腳本 JSP 腳本，結合服務器不同的 API（服務接口）可以實現不同功能的動態 Html 網頁。
2） 應用支撐層可以實現系統資源、 公共基礎、系統應用三種應用支撐。
3）后端是數據庫層，保存系統的各種數據。
2、系統設計
2.1、數據庫設計
數據庫主要有基礎地理空間、水資源、防汛抗旱、水利工程等四部分組成，內容涉及行政區劃、河界斷面、水利工程、取用水單位、取水監測點等地理數據信息。
1）基礎地理空間數據庫。 可通過水文勘測或國土資源等相關部門獲取后整編入庫。
2）水資源信息數據庫。 可在原有的水資源信息數據庫中補充完善后整編入庫。
3）防汛抗旱地理信息數據庫。 主要來自兩個方面數據整合，一是原有的防汛抗旱信息平臺數據補充完善，二是氣象部門的實時監測數據。
4）水利工程地理信息數據庫。 主要整合原有數據資源進行人工錄入或數據轉換。
2.2、應用支撐層設計
應用支撐層包括軟件支撐和硬件支撐。 在云計算模式下，德州市水利信息化系統利用 GIS 技術， 將水利基礎設施數據資源進行標準化處理，形成一個標準化 GIS 數據資源池，利用云服務技術，將 GIS 數據資源根據業務需要組裝成獨立的數據資源作為服務對外提供，從而實現信息資源的安全有效共享和信息的綜合與主題化服務。 應用支撐層對水利數據中的 GIS 數據整合，實現統一標準數據源、統一數據管理與展現、統一數據交換接口，建立統一的 GIS 數據資源環境和共享交換體系。
1）GIS 數據服務。 提供基礎 GIS 地理空間數據及其分析服務。 一般由應用系統開發人員使用以展示二維和三維數據，并且可以進行數據關系化管理以及判斷分析。
2）地理信息（GIS）后臺服務。 是以 GIS 服務為基礎，水情信息、雨晴氣象、災害預警等數據為依據，預留出的供客戶交互端使用的硬件開發接口，是方便開發人員開發交互程序的保證。
以上兩個服務構成整個業務平臺的 GIS 系統后臺 API（服務接口），然后通過以下各個應用層系統模塊結合動態網頁調用與呈現。
2.3、應用層動態網頁功能性設計
本系統應用層動態網頁功能設計將涵蓋辦公應用、防汛抗旱減災、基礎水利設施建設、工程管理等功能。 以不同登錄用戶權限和功能服務，將業務應用動態頁面劃為兩個層次部分：管理局（處）層和水利局信息中心層。 管理局（處）層業務應用包括：水庫綜合信息管理系統、灌區綜合信息管理系統； 水利局信息中心層業務應用包括：
供水管網系統、移動互聯應用系統。
1）水庫綜合信息管理系統。 本系統通過瀏覽器技術，在客戶端屏幕上用動態網頁的形式為用戶提供水閘水位、雨量、流量、水閘的運行狀態、及洪水動態預報和設備自動控制功能以及泵站機組運行狀態、視頻等水庫關鍵運行信息的在線監視預警功能。
2）灌區綜合信息管理系統。 本系統客戶端呈現形式與水庫綜合信息管理系統相同，實現對灌區水資源的合理配置及調度決策；灌區防汛管理主要是結合 GPS 技術對灌區進行防汛預案管理、實時指標設置、實時監視、實時過程線、人員管理、預警設置、發送短信、短信查詢等操作。
3）供水管網管理系統。 本系統應用地理信息技術管理供水設施的空間分布和屬性信息，不僅使得深埋在地下的管道在圖面上清晰展示，而且為規劃設計、工程管理、事故處理提供有效支撐。
并采用數據挖掘技術、GIS 空間分析技術對全部供水管網信息進行判斷、過濾和集中處理，顯示最終結果與參考依據，以實時的可視化方式對整個供水系統供水流程進行智能化管理。
4）移動互聯應用系統。 系統采用移動互聯網技術， 充分利用手機 3G 無線網絡、 全球定位（GPS）先進技術手段，開發基于各類智能終端操作系統的 app 應用。 滿足水利行政人員外出時對水情信息、雨情信息、工情信息管理查詢的需要，交互式地完成個人對監控信息的掌握，為工作人員提供真正的實時辦公手段。
3、系統預期功能
1）直觀實時把握運行各項水利數據，以數據中心為基礎實時綜合參考處理決策命令，提升決策層準確性和辦公強度，降低錯誤概率。
2） 利用 GIS 數據服務可以已可視化的方式實時定位水利信息地理坐標方便數據管理操作。
3）對緊急情況應變能力大大提升。
4） 對水利海量數據進行有效統一管理降低產生數據冗余。
5）提升團隊工作的協同辦公能力，綜合業務水平有效加強。
6）采用 B/S 三層結構避免重復開發、安裝系統應用，節省辦公系統資源。
7） 采用瀏覽器作為客戶端用戶無需經行專門培訓，只需分配相關用戶權限登錄即可進行辦公操作簡單快捷。
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