摘要 为加快松辽流域水资源信息化管理进程,综合运用3S、电子地图、数据仓库、决策支持系统等先进信息技术,构建松辽流域水资源综合管理地理信息系统。基于VB6.0和MapObjects2.0平台,采用三层结构模型(Client+SDE+Oracle 9i)进行开发,实现各种水资源信息及其相关信息的实时管理、空间分析和综合决策功能。本文扼要介绍了系统开发的总体设计思路、开发过程以及主要功能。 关键词 系统开发 松辽流域 信息化 决策支持
摘要 为加快松辽流域水资源信息化管理进程,综合运用3S、电子地图、数据仓库、决策支持系统等先进信息技术,构建松辽流域水资源综合管理地理信息系统。基于VB6.0和MapObjects2.0平台,采用三层结构模型(Client+SDE+Oracle 9i)进行开发,实现各种水资源信息及其相关信息的实时管理、空间分析和综合决策功能。本文扼要介绍了系统开发的总体设计思路、开发过程以及主要功能。
关键词 系统开发 松辽流域 信息化 决策支持
松辽流域泛指东北地区,行政区划包括辽宁、吉林、黑龙江三省和内蒙古自治区东部的四盟(市)及河北省承德市的一部分。松辽流域总面积123.80万平方公里。 西、北、东三面环山,南部濒临渤海和黄海,中、南部形成宽阔的辽河平原、松嫩平原,东北部为三江平原。松辽流域处于北纬高空盛行西风带,具有较多的西风带天气和气候特色,东北地区有明显的大陆性气候特点,为温带大陆性季风气候区。冬季严寒漫长,夏季温湿而多雨,部分地区属寒温带气候。松辽流域主要河流有辽河、松花江、黑龙江、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江以及独流入海河流等,其中黑龙江、乌苏里江、绥芬河、图们江、鸭绿江为国际河流。松辽流域水资源总量1888.21亿立方米,其中地表水1612.04亿立方米,地下水625.53亿立方米,地表水与地下水重复量349.36亿立方米。地表水与地下水可开采总量1837.45亿立方米,其中地表水1612.04亿立方米,地下水可开采量225.41亿立方米。松辽流域水系网较发育,各支流纵横交错,几乎遍布东北全区,其中流域面积大于1000km2的河流有315条。
为实现松辽流域水资源信息化管理,构建“数字松辽流域”工程的基础,综合运用卫星遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、电子地图、数据仓库、决策支持系统等当代先进信息技术,构建松辽流域水资源信息化管理与决策支持信息系统,对各种水资源信息及其相关信息进行实时管理、空间分析和综合决策,以提高行政主管部门的管理水平、工作效率和决策的科学性,为水资源的综合开发利用、防灾减灾和区域社会经济的可持续发展提供全面的信息服务。
1 系统设计
1.1 系统目标
松辽流域水资源综合管理地理信息系统紧密结合松辽流域水资源管理实际需求,遵循整体性、先进性、标准化与安全保密性、实用性、高效稳定性、可扩展性等原则进行开发。
⑴ 整体性。建立松辽流域水资源全数字化空间数据库平台,实现对各种水资源数据和其他空间数据的管理和实时数据的动态加载,以多种方式直观地可视化表达各类信息的空间分布及动态变化过程,提供基本的数据查询、检索、统计分析、专业制图功能。
⑵ 先进性。以功能强大的软件工具和专业模型对水资源开发管理的各种方案进行模拟、分析和研究,并在可视化的条件下提供决策支持,增强决策的科学管理性和预见性,为水资源规划及管理、防洪减灾、区域综合开发、水利工程建设等方面提供决策支持。
⑶ 标准化和安全保密性。在系统的实现过程中大量采用水资源综合规划中的数据,不断推动水资源数据的标准化、规范化;进一步提高数据的准确性、可靠性和安全性,在出现各种可能的意外后数据仍然保持完整一致,并在用户访问策略上实现对不同数据授权访问,用户通过网络对数据库进行特定权限范围内的操作。
⑷ 实用性。实现信息的互传功能、WEB信息发布功能,能通过广域网实现异地的信息同步共享,为水资源主管部门提供方便、及时、全面的信息服务,大大提高办公的效率和准确率,降低办公成本。
⑸ 稳定性。确保系统稳定性,在Oracle数据库的支持下,设计合理的数据结构,利用组件式开发,采用B/S和基于Web的C/S的混合体系服务,以保证系统长期稳定运行。
⑹ 可扩展性。软件系统统一采用Windows操作系统平台,增强系统移植性。同时为了对系统进行修改、补充和不断完善,采用开放式的结构设计,使系统在具有可扩充性的软硬件环境下,能在运行过程中不断地添加新的操作功能和加入新的信息,为系统的进一步开发预留接口,提高数据库的可扩展性。同时考虑与已有水资源信息系统(如《全国25万分之一防洪工程电子地图》、《吉林省防汛信息系统》、《松花江防汛地理信息系统》和《松辽流域水土保持监测与管理信息系统》等)的衔接,避免水资源信息化建设中可能出现的重复建设现象,将现有的水资源信息系统最大程度地进行集成,发挥出巨大效能。
2楼
1.2 系统配置
松辽流域水资源信息化管理与决策支持信息系统是基于Windows的产品,系统运行环境如下:
类型 环境配置
客户端 Windows系统、松辽流域水资源信息化管理与决策支持信息系统、Oracle9i客户端
服务器端 Windows系统、Oracle9i服务器
网卡 10M/100M自适应、100M以上网线
协议 TCP/IP
主机 高端PC机;主频800M以上,内存256M以上
显卡 如果运行三维,显存64M以上
硬盘 至少10G以上
2 系统开发模式
水资源信息包括所有的水文数据。水文数据种类繁多,按类别分有水位、流量、流速、雨量、蒸发、地下水、水质等;按时序分有瞬时、逐时及各时段、日、旬、月、季、年、多年等统计数据;按数据来源分有实测、调查、计算、统计、插补、预测等。其中涉及大量的属性数据、空间数据、遥感影像数据、图片数据、音频数据等。另外,水文数据具有连续性、规律性、周期性、相关性和不确定性。所以,水文数据加工、处理工作十分复杂。基于水资源信息的特点和系统设计目标,在松辽流域水资源信息化管理与决策支持信息系统开发平台的设计上,采用了三层结构模型(Client+SDE+Oracle 9i)进行开发,如图1所示。
第一层是客户端应用程序,以VB 6.0 作为编程环境,基于地理信息系统组件MO 实现水资源信息管理及其决策所需的GIS功能,基于eyaCOM 组件用来读取网络环境下存贮在Oracle 数据库服务器中的遥感影像数据。客户端采用组件式开发,组件化的思想是将复杂的GIS 功能按照对象、功能、应用等层次分解为若干可以互操作和自我管理的组件,由编程人员在熟悉的开发环境(例如VB、VC、DELPHI 等)中通过调用专业GIS 组件来实现所需要的GIS功能。这样的组件如ESRI 公司的MapObject、ArcObject,mapinfo 公司的MAPX 等。采用组件式方法降低了系统开发难度,缩短了开发周期,同时也完善了专题GIS功能,一定程度上加强了系统的稳定性。因此,松辽流域水资源信息化管理与决策支持信息系统中客户端程序的开发采用在VB6.0 编程环境中调用GIS组件MapObject 的方式。
第二层是数据中间层,是第一层和第三层进行有效连接和信息处理的桥梁,负责水资源信息属性数据和图形数据的提取、传输和数据预处理。采用ArcSDE for Oracle9i 和Power Builder 分别作为空间图形数据和属性数据往来于客户端程序和空间数据库服务器的通路,SDE 为矢量数据组织入库以及数据链路的建立提供了便捷的渠道,而Power Builder 与VB 等提供了非常有效的数据库操作机制,可以负责提取数据库中的水资源属性信息,并进行信息预处理工作。
第三层是服务器端,它由三个数据库服务器构成,用来存贮图形数据、属性数据和文件数据。其中图形数据库中包括的内容如图2所示,矢量图形数据和卫星影像通过SDE 组织数据链路对外提供服务。采用三层架构的开发模式,可以在服务器端对数据的访问进行安全限制,并对数据进行集中备份和恢复,防止各种意外事故造成数据的丢失,保证数据的一致性和完整性。
松辽流域水资源综合管理地理信息系统采用Browser/Server和基于Web的Client/Server混合开发模式。Browser/Server方式的特点是其具有广泛的信息发布能力,对客户端的用户数目没有限制,客户端只需要普通的浏览器即可,不需要其他任何特殊软件,对网络也没有特殊要求,适合于多用户对系统的浏览和查询。Client/Server方式主要用于日常事务处理和数据维护,它具有良好的交互性。基于Web的Client/Server体系不同于传统的Client/Server体系 (通过SQL访问数据库),它是基于Client/Server体系结构的开放的系统网络接口,实现对Oracle等大型数据库的透明访问。通过多台Web服务器处理来自客户的大量请求,来分解服务器端的压力,并将客户端的请求变成超文本数据分发给用户,既实现了动态性,又减轻了网络压力。Client/Server方式对网络要求比Browser/Server 方式要高,一般适用于局域网内部使用。B/S开发采用Microsoft.NET开发平台,开发工具采用Visual Studio.NET,组件与数据库的连接则采用ADO.NET。C/S开发采用 Power Builder 8.0作为开发工具,Power Builder强大的数据窗口对象非常利于开发复杂的C/S应用,其强大的报表绘制功能,更使之成为传统C/S应用的首选开发工具。系统主界面如图3所示。
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3楼
3 系统结构与功能
松辽流域水资源综合管理地理信息系统分为数据查询子系统、数据编辑子系统、数据库管理子系统、基础信息子系统、专题信息子系统、专题地图制作子系统、用户管理子系统和决策支持信息子系统等八个子系统,每个子系统中包含若干功能模块。下面对其中几个子系统的功能加以介绍。
3.1数据查询子系统
数据查询子系统提供图形与属性的互查询操作以及距离查询和面积查询与统计等,如图5所示。
① 通过选择,查看图元的属性数据,有多种选择方式,点选择、线选择和面选择等;
② 输入查询条件查找图元的空间位置和信息数据,对查找到的数据,系统以地图和表格形式显示;
③ 对所选择的图形进行距离和面积的查询与统计。
3.2 数据编辑子系统
数据编辑子系统中包括各种数据编辑工具,通过对图形数据和属性数据的编辑操作达到预期目标。
数据编辑及数据装载模块。数据编辑功能包括大批量向数据库中输入数据的工作。这些数据基本都是原数据库中没有的数据。数据的输入主要是在系统建立的初期,把数据库中基本表的信息以及实时信息的历史纪录输入到数据库中。
3.3 数据库管理子系统
备份与恢复模块。包括数据库的备份与恢复以及文件的备份与恢复功能。
数据维护模块。数据维护功能指的是对数据库中已经有的数据进行增、删、改操作的功能。数据维护所涉及的数据量比较小,基本是在原有数据的基础上进行修正的工作。
3.4 专题地图制作子系统
整合现有水资源信息(基础地理信息与专题水文信息),将结果以点分布图、等值线、面分布图、统计图表等方式生动直观地表示出来。
3.5 用户管理子系统:
安全控制模块。针对各种数据库安全控制手段和策略实现系统相关安全功能。其中包括,用户权限管理、身份鉴别、访问控制、数据加密等。用户管理子系统将严格控制,实行授权访问,用户的每一个动作都是在一定授权之下进行的,这样可以确保系统数据的安全可靠。
3.6 决策支持信息子系统
数据库中保存了大量与决策支持相关的信息,通过决策支持信息子系统可以进行各种历史信息、实时信息的查询,可以对天气、雨情、汛情、险情、灾情等进行查询,进而对领导的决策提供信息支持。信息查询功能是从综合数据库中提取相关数据并进行相应的计算或处理,然后以各种方式(如图表、报表、文字、图像、三维、动画等形式) 进行显示,特别是对于与地理位置相关的信息,提供图文一体化的显示。其中包括气象信息查询模块、雨情信息查询模块、水情信息查询模块、工情信息查询模块、工程信息查询模块、历史大洪水信息查询模块、物料信息查询模块、综合信息查询模块、水情分析模块等。
4结语
松辽流域水资源综合管理地理信息系统通过了对松辽流域水系、功能区划等图形信息、属性信息的综合管理,实现对各种水资源信息及其相关信息的实时管理、空间分析、综合决策和制图输出。是一个集整体性、先进性、标准化与安全保密性、实用性、高效稳定性、可扩展性等优点于一体的水资源管理辅助决策支持信息系统。
松辽流域水资源综合管理地理信息系统自投入试运行以来,系统的先进性,稳定性、实用性都得到了很好的验证,实践证明,此系统基本符合松辽流域水资源工作的需要,相信在正式运行后可以较大幅度的提高松辽流域水资源的信息化力度,进一步为水资源的综合开发利用、防灾减灾和区域社会经济的可持续发展提供全面的信息服务。
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4楼
上面的那位是松辽委的吗
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