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摘要：随着信息技术的飞速发展，传统的港口航道管理方式越来越无法满足现代航运交通的发展需要。因此，建设港口航道地理信息系统，实现港口航道的现代化管理势在必行。本文对运用信息技术建立港口航道地理信息系统和水运工程管理系统的前景进行探讨，努力寻求港口航道建设的新方向和新途径。
关键词：信息技术；港口；航道；建设；应用；前景
1引言
随着信息技术的发展，为了顺应时代的发展，满足信息时代的要求，在港口航道建设中推广和应用信息技术已日趋迫切。传统的以手工作业为主的航道航运管理方式越来越无法满足现代水运交通的发展需要，引入信息技术推进航道航运的现代化管理势在必行。本文重点从港口航道数据的存储与管理等方面对信息技术在港口航道方面的应用进行探讨。
2 港口航道数据存储与管理
2.1数据的存储
在LM-GIS中，图形数据采用图层(Layer)分层式存储管理模式进行存，层是数据存储与管理的基本单元。如在总航行图中将图形数据共分为边滩点(point)、中心线深度点(point)、险滩(Point)、建筑物(Polygon)、岩滩(Arc)、水系(Arc)、等高线(Arc)、河流里程线(Arc)、河流中心线(Arc)、河流区(polygon)和植被(Polygon)等图层进行存储管理。层数据包括两种数据集，一种足具有空间分布的目标集，一种是属性集。层数据的目标集与属性集通过目标关键字(惟一标识码)紧密相关，这种关联一方面可以满足从图形到属性的查询，也可以从属性到图形进行查询，同时也保证了系统在进行空间查询、管理和分析过程中空问图形数据和属性、数据的动态变化。在系统中图形表达了实体的空间位置、空间形状和拓扑关系等；属性数据表达实体的性质，如险滩的落差、滩长、比降、水深、滩险的等级、成因和性质等。
2.2数据的编辑与更新
数据更新主要是要求将变化的信息进行修改，以保持系统信息的现势性。港口航道信息会经常发生变化，如随着季节的变化航道的深度发生相应变化，同时随着管理和规划部门对险滩航道段的整治，各航道段的通航情况会发生相应变化。利用LM-GIS，能够根据实际情况的变化及时对系统中的数据进行修改维护，保证提供的信息具有实时性和可靠性。对于图元对象的编辑与更新可以利用点、线、区编辑工具，增加或删除点、线、区图元对象。此外，也可以进行点、线、区图元对象专题的相互转换和图形的修改。这些功能为专题图元对象的处理和更新提供了便捷。
2.3数据的查询与检索
数据查询与检索是按照一定的要求对地理信息系统所描述的空间实体及其属性信息进行访问，从众多的空间实体中选出满足用户要求的空间对象及其相应的属性。在LM-GIS中可进行基于空间特征和基于属性特征两种方式的查询。基于空间特征查询通过鼠标点击空间对象得到相应对象的属性信息。港口航道信息要素众多，简单的查询或基于特征的查询不能满足用户对复合信息的要求，因此借助于SQL，在属性数据库中实现属性信息的复合条件查询，筛选出满足条件的空间对象属性值，如可以在险滩专题中查询里程大于或等于50 km同时集中落差大于或等于0.40m且航深小于或等于2m的险滩。
2.4数据的分析与统计
在LM-GIS中，利用空间信息分析功能，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。数据分析功能主要体现在空间信息的量算和统计分析两个方面。空间信息量算是空间信息分析的定量化基础，主要体现在对点状和面状图元对象的几何量算上。对于点状对象主要是精确量算它们的坐标(或经纬度)值，如险滩点及其他重要点状地物的定位；而面状图元则是量算它们的面积、周长以及质心的坐标等。数据统计分析提供信息常规统计和扩展统计分析两种，此外也可通过数据库的动态交换将数据转到Excel和SPSS软件中进行相应统计分析。
3 港口航道建设信息系统
3.1建设港口航道地理信息系统
数字地理的概念已深入人心，遥感技术、GPS技术、信息高速公路、集成技术、多煤体技术，GIS技术的发展不断提高人们处理地球信息的能力。对于航道建设，首先要考虑建立航道地理信息系统的雏形，将现有港口航道资料，包括地形、地貌、地理位置、建筑物等级、营运能力、水文、腹地状况及沿线设施等固有信息数字化，并嵌入与空间位置间接有关的相對变动信息，组成多维的数字化港口航道。建立后的系统应具备以下功能：指导决策功能。直观显示港口航道的地形、地貌、水文及周边环境，以利于合理规划和模拟预测港口航道发展；监控防范功能。利用卫星图象和GPS定位，可以对海事事故进行监控，及时组织调配力量防范和救援；提供服务功能。通过收集和整理各类信息数据，为客户提供可靠周到的服务，便于客户了解航道和港口运输能力。
3.2建设智能水运工程管理系统
(1)形成船舶数据库，为实施水运交通电子管理提供基础。
(2)提供各船闸、港口适时交通情报，方便船只航行，为水运基础建设提供资料。
(3)为船舶加油、水、电子导航提供服务。
(4)为环保、税务、保险等领域提供服务。
3.3船闸智能管理系统
经过建国后几十年水利、水运基础设施建设，大多数内河通航河流现已或即将渠化，建成和即将建设的船闸很多。通过建立船闸智能管理系统，可以对水位和过往船舶遥测，实现船闸自动进、放水，启闭闸门、和电子公告等。船闸智能管理系统的原理是：配备小型微波发射器的船舶发射微波，由闸首上的控制器感知，并传送到PC机，PC机根据信号识别出船舶相关数据，计算出相应费用并将信号通过微波传送到微波中心，中心与银行联系，确认并将结果传回中心再传回PC机，PC机根据结果和船闸情况用电子显示屏通知船舶应付费用、存款余额及是否可以过闸。其间PC机通过水位传感器和摄像头传回的数据，控制船闸进放水、启闭闸门并将所需时间用电子屏通知过往船舶。控制器由微波接受、发射器和摄像头组成，共同识别感知、监控船舶，必要时拍下船舶违章情况。PC机由硬件、外设和相应软件组成，能识别处理接受到的资料，并发出处理结果。该系统原理可用于船闸、升船机水坡等过船建筑物的运营，收费以及船舶年审、船况监管等。
3.4港口智能管理系统
港口智能管理的原理是配套小型发射器的来船发射微波，由控制器感知并传递到PC机，PC机根据识别出的数据，决定来船停靠位置和卸运机械的启用，并以电子屏通知来船。如有需要，PC机根据来船型号、载卸货量，计出相应费用，通过微波传送到微波中心，并与银行联系，划拨并将结果以电子屏方式通知客户。水位仪由水位传感器和摄像头组成，PC机根据水位仪传回的水位信号，决定卸运机械的高度。
3.5航道工程建设管理系统
航道工程建设需要科学、严密适时的管理系统，尤其是大型重点工程管理系统对于控制成本、进度、质量起着相当重要的作用。该系统由建设、设计、监理、施工等各方计算机网络的互联实现数据交换，通过MIS管理软件统计分析、处理和对进度、成本、质量进行有效控制。由于设计、施工、监理和建设单位相距较远，各方可通过互联网互联，大型工程也可建立无线局域网或通过卫星接入internet。有了这样高速迅捷的网络系统，对于工程的招投标、物质采购、技术支持、安全管理无疑会起到促进作用。当然，以上涉及的只是信息技术在港口航道建设中的部分应用前景，类似的智能管理系统还很多，如客运码头智能管理系统、航标设施监控系统等等。随着信息技术的飞速发展，其在港口航道建设中的应用会越来越广，港口航道建设会迎接又一个发展期的到来。
4 结语
发展信息技术离不开投资，随着信息技术的飞速发展，其成本越来越低，相对于工程投资而言其所占比重也越来越小，但给水运工程带来的经济、社会效益可观，并将提高水运的竞争力。发展信息技术，同样离不开观念的转变，应重视加快信息技术的普及培训，提高人员素质，并将信息技术的应用作为今后工程项目的一项主要内容来要求。相信经过科技人员的努力，信息技术在港口航道建设中的应用会越来越多。
1)在数据存储与管理方面，能够将复杂的港口航道信息尤其是空间信息科学高效地存储在系统中并能够快速地对数据进行编辑与更新、查询与检索以及分析与统计等。
2)在信息表现与可视化方面，实现了移动缩放与字段标注、多专题图层叠加显示、专题统计图信息显示、查询结果信息显示和多媒体与链接信息显示等方面的信息表现与可视化功能。
3)在空间分析与模拟方面，实现了对港口航道区地形、建筑物和树木的三维模拟以及港口航道的可视性分析。
4)在信息输出与共享方面，实现了快速制图输出、地图整饰输出和网络的信息传输与共享。
参考文献：
[1]田亮，汪卫民.试论港口信息采集系统设计[J].港口装卸，2005(1).
[2]葛德杰.信息技术在港口航道建设中的应用前景.水运工程，2000(5).
[3]童军，周海.国内港航设施地理信息系统(GIS)建设初探[J].水运工程，2002(10).
[4]叶建国.内河航道管理的现代化与信息化[J].水运管理，2005(03).
[5]张鹰，丁贤荣.GIS在海岸工程规划设计中的应用[J].河海大学学报，1998(04).
[6]梁文革.论信息技术在港口航道建设中的应用前景.航海技术，2000(5).
关键词：信息技术；港口；航道；建设；应用；前景
1引言
随着信息技术的发展，为了顺应时代的发展，满足信息时代的要求，在港口航道建设中推广和应用信息技术已日趋迫切。传统的以手工作业为主的航道航运管理方式越来越无法满足现代水运交通的发展需要，引入信息技术推进航道航运的现代化管理势在必行。本文重点从港口航道数据的存储与管理等方面对信息技术在港口航道方面的应用进行探讨。
2 港口航道数据存储与管理
2.1数据的存储
在LM-GIS中，图形数据采用图层(Layer)分层式存储管理模式进行存，层是数据存储与管理的基本单元。如在总航行图中将图形数据共分为边滩点(point)、中心线深度点(point)、险滩(Point)、建筑物(Polygon)、岩滩(Arc)、水系(Arc)、等高线(Arc)、河流里程线(Arc)、河流中心线(Arc)、河流区(polygon)和植被(Polygon)等图层进行存储管理。层数据包括两种数据集，一种足具有空间分布的目标集，一种是属性集。层数据的目标集与属性集通过目标关键字(惟一标识码)紧密相关，这种关联一方面可以满足从图形到属性的查询，也可以从属性到图形进行查询，同时也保证了系统在进行空间查询、管理和分析过程中空问图形数据和属性、数据的动态变化。在系统中图形表达了实体的空间位置、空间形状和拓扑关系等；属性数据表达实体的性质，如险滩的落差、滩长、比降、水深、滩险的等级、成因和性质等。
2.2数据的编辑与更新
数据更新主要是要求将变化的信息进行修改，以保持系统信息的现势性。港口航道信息会经常发生变化，如随着季节的变化航道的深度发生相应变化，同时随着管理和规划部门对险滩航道段的整治，各航道段的通航情况会发生相应变化。利用LM-GIS，能够根据实际情况的变化及时对系统中的数据进行修改维护，保证提供的信息具有实时性和可靠性。对于图元对象的编辑与更新可以利用点、线、区编辑工具，增加或删除点、线、区图元对象。此外，也可以进行点、线、区图元对象专题的相互转换和图形的修改。这些功能为专题图元对象的处理和更新提供了便捷。
2.3数据的查询与检索
数据查询与检索是按照一定的要求对地理信息系统所描述的空间实体及其属性信息进行访问，从众多的空间实体中选出满足用户要求的空间对象及其相应的属性。在LM-GIS中可进行基于空间特征和基于属性特征两种方式的查询。基于空间特征查询通过鼠标点击空间对象得到相应对象的属性信息。港口航道信息要素众多，简单的查询或基于特征的查询不能满足用户对复合信息的要求，因此借助于SQL，在属性数据库中实现属性信息的复合条件查询，筛选出满足条件的空间对象属性值，如可以在险滩专题中查询里程大于或等于50 km同时集中落差大于或等于0.40m且航深小于或等于2m的险滩。
2.4数据的分析与统计
在LM-GIS中，利用空间信息分析功能，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。数据分析功能主要体现在空间信息的量算和统计分析两个方面。空间信息量算是空间信息分析的定量化基础，主要体现在对点状和面状图元对象的几何量算上。对于点状对象主要是精确量算它们的坐标(或经纬度)值，如险滩点及其他重要点状地物的定位；而面状图元则是量算它们的面积、周长以及质心的坐标等。数据统计分析提供信息常规统计和扩展统计分析两种，此外也可通过数据库的动态交换将数据转到Excel和SPSS软件中进行相应统计分析。
3 港口航道建设信息系统
3.1建设港口航道地理信息系统
数字地理的概念已深入人心，遥感技术、GPS技术、信息高速公路、集成技术、多煤体技术，GIS技术的发展不断提高人们处理地球信息的能力。对于航道建设，首先要考虑建立航道地理信息系统的雏形，将现有港口航道资料，包括地形、地貌、地理位置、建筑物等级、营运能力、水文、腹地状况及沿线设施等固有信息数字化，并嵌入与空间位置间接有关的相對变动信息，组成多维的数字化港口航道。建立后的系统应具备以下功能：指导决策功能。直观显示港口航道的地形、地貌、水文及周边环境，以利于合理规划和模拟预测港口航道发展；监控防范功能。利用卫星图象和GPS定位，可以对海事事故进行监控，及时组织调配力量防范和救援；提供服务功能。通过收集和整理各类信息数据，为客户提供可靠周到的服务，便于客户了解航道和港口运输能力。
3.2建设智能水运工程管理系统
(1)形成船舶数据库，为实施水运交通电子管理提供基础。
(2)提供各船闸、港口适时交通情报，方便船只航行，为水运基础建设提供资料。
(3)为船舶加油、水、电子导航提供服务。
(4)为环保、税务、保险等领域提供服务。
3.3船闸智能管理系统
经过建国后几十年水利、水运基础设施建设，大多数内河通航河流现已或即将渠化，建成和即将建设的船闸很多。通过建立船闸智能管理系统，可以对水位和过往船舶遥测，实现船闸自动进、放水，启闭闸门、和电子公告等。船闸智能管理系统的原理是：配备小型微波发射器的船舶发射微波，由闸首上的控制器感知，并传送到PC机，PC机根据信号识别出船舶相关数据，计算出相应费用并将信号通过微波传送到微波中心，中心与银行联系，确认并将结果传回中心再传回PC机，PC机根据结果和船闸情况用电子显示屏通知船舶应付费用、存款余额及是否可以过闸。其间PC机通过水位传感器和摄像头传回的数据，控制船闸进放水、启闭闸门并将所需时间用电子屏通知过往船舶。控制器由微波接受、发射器和摄像头组成，共同识别感知、监控船舶，必要时拍下船舶违章情况。PC机由硬件、外设和相应软件组成，能识别处理接受到的资料，并发出处理结果。该系统原理可用于船闸、升船机水坡等过船建筑物的运营，收费以及船舶年审、船况监管等。
3.4港口智能管理系统
港口智能管理的原理是配套小型发射器的来船发射微波，由控制器感知并传递到PC机，PC机根据识别出的数据，决定来船停靠位置和卸运机械的启用，并以电子屏通知来船。如有需要，PC机根据来船型号、载卸货量，计出相应费用，通过微波传送到微波中心，并与银行联系，划拨并将结果以电子屏方式通知客户。水位仪由水位传感器和摄像头组成，PC机根据水位仪传回的水位信号，决定卸运机械的高度。
3.5航道工程建设管理系统
航道工程建设需要科学、严密适时的管理系统，尤其是大型重点工程管理系统对于控制成本、进度、质量起着相当重要的作用。该系统由建设、设计、监理、施工等各方计算机网络的互联实现数据交换，通过MIS管理软件统计分析、处理和对进度、成本、质量进行有效控制。由于设计、施工、监理和建设单位相距较远，各方可通过互联网互联，大型工程也可建立无线局域网或通过卫星接入internet。有了这样高速迅捷的网络系统，对于工程的招投标、物质采购、技术支持、安全管理无疑会起到促进作用。当然，以上涉及的只是信息技术在港口航道建设中的部分应用前景，类似的智能管理系统还很多，如客运码头智能管理系统、航标设施监控系统等等。随着信息技术的飞速发展，其在港口航道建设中的应用会越来越广，港口航道建设会迎接又一个发展期的到来。
4 结语
发展信息技术离不开投资，随着信息技术的飞速发展，其成本越来越低，相对于工程投资而言其所占比重也越来越小，但给水运工程带来的经济、社会效益可观，并将提高水运的竞争力。发展信息技术，同样离不开观念的转变，应重视加快信息技术的普及培训，提高人员素质，并将信息技术的应用作为今后工程项目的一项主要内容来要求。相信经过科技人员的努力，信息技术在港口航道建设中的应用会越来越多。
1)在数据存储与管理方面，能够将复杂的港口航道信息尤其是空间信息科学高效地存储在系统中并能够快速地对数据进行编辑与更新、查询与检索以及分析与统计等。
2)在信息表现与可视化方面，实现了移动缩放与字段标注、多专题图层叠加显示、专题统计图信息显示、查询结果信息显示和多媒体与链接信息显示等方面的信息表现与可视化功能。
3)在空间分析与模拟方面，实现了对港口航道区地形、建筑物和树木的三维模拟以及港口航道的可视性分析。
4)在信息输出与共享方面，实现了快速制图输出、地图整饰输出和网络的信息传输与共享。
参考文献：
[1]田亮，汪卫民.试论港口信息采集系统设计[J].港口装卸，2005(1).
[2]葛德杰.信息技术在港口航道建设中的应用前景.水运工程，2000(5).
[3]童军，周海.国内港航设施地理信息系统(GIS)建设初探[J].水运工程，2002(10).
[4]叶建国.内河航道管理的现代化与信息化[J].水运管理，2005(03).
[5]张鹰，丁贤荣.GIS在海岸工程规划设计中的应用[J].河海大学学报，1998(04).
[6]梁文革.论信息技术在港口航道建设中的应用前景.航海技术，2000(5).