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摘要:近年来,随着我国经济的发展以及科学技术水平的提高,传统的河道整治工程管理方式已经越来越不能满足人们的需求。利用GIS技术进行河道整治工程管理是近年来新兴的一种方式,本文主要介绍GIS技术在河道整治工程管理中的应用情况,具有较大的实践价值。
关键词:GIS技术;河道整治工程管理;应用
一、前言
GIS是建立在地理、图形、计算机等科学上的一门新的科学。在河道整治工程管理中使用GIS技术,可以将原场景通过三维立体图形展现出来,能够清晰、直观、准确的反应当地的地形状况。可以说,GIS技术将来的发展空间是巨大的。
二、河道地理信息管理系统需求分析
1、河道整治工程管理的目标在分析了汾河河道信息现状基础上,首先提出河道地理信息的分类建库,将数字化地图按其特性建立满足用户和地理信息系统要求的数据库,以实现数据采集、存储、管理和查询检索功能,然后利用开发平台及高级编程环境,通过空间分析计算。建立满足用户需求和设计要求的智能化信息系统,为河道现代化管理及其它水利工程规划部门的决策提供可靠依据。
2、河道整治工程管理的内容流域内所有河流的自然属性信息图库。包括等高点、等高线、村镇、公路、铁路、标志性建筑物、市县范围、流域范围等;水环境信息库包括支流、引排水口、泵站、临时取水口、排污口等:水利工程信息库包括河道大型点工程、线工程(堤防、防護林)等;流域管理信息库包括水利管理机构、水质监测点、水文站等。
3、系统功能结构设计建立科学性和实用性的信息管理系统的关键是系统设计者对用户需求的了解程度。对河道地理信息管理系统有以下几个方面的需求:
(1)建立基于GIS管理的不同时期河道地理信息数据库。
(2)数据库管理(包括历史、现状数据的输入及信息检索查询)。
(3)数据分析计算(包括空间分析、图形分析、统计分析等)。
(4)地理信息查询(包括时空变化信息、地理数据信息等)。
(5)图表输出。
三、基于GIS 的河道监测和管理系统
1、GIS是由计算机系统、地理数据和用户组成的,通过利用数据的空间属性,实现了图形与数据的结合。它通过可视化平台多维地显示数据,揭示数据之间的关联和隐藏在数据背后的信息。水利信息量大繁杂,既有实时数据,又有历史数据;既有环境数据,又有经济数据;既有矢量数据,又有栅格数据,这些信息中80%以上与空间信息相关。
2、该系统的设计思想是通过建立一个基于GIS、动态网页和模拟软件技术的应用系统,以系统界面和网页的形式向用户提供关于区域内水资源、水利工程的所有详细内容。用户除了可以在系统界面内浏览传统意义上的规划文字信息和图片信息外,最重要的功能就是利用GIS 在客户端实现智能化、远程化的查询检索。
(1)架设基于Internet 的网络系统,利用现代网络通讯技术和系统网络集成技术,实现淮河流域各类水利工程的网络互联和区域的一体化管理。
(2)建设实时管理信息数据库,利用现代信息传输技术与各级水文站的遥测数据、水库的实时库容和水位数据相连,在信息中心对数据进行分类、汇总、整编和存储,实现基础数据统一管理。
(3)构建智能决策支持平台,基于历史信息数据库,提取雨水情、河道水情、大坝库容与水位数据,结合流域模型,通过电子计算机对数据进行快速分析、数值模拟、图象显示和实时预测。
(4)构筑高效的公众信息发布平台,通过Internet 实现流域内基础地理、水文信息的高速可视化和水利管理工作动态的网上发布与浏览。
(5)Oracl 空间数据库系统,主要功能是存储和管理海量的地理信息数据。采用高性能的服务器和Oracle9数据库系统,负责响应客户端的数据渲染和查询请求,从数据库中搜索、存取海量数据。与后台数据库直接连接,根据当前客户端和服务器的CPU 使用情况,自动分配计算任务,能大大降低整个系统对数据服务器的依赖,有效提高系统整体性能。
3、系统的设计功能。该系统基于河道整治工程管理的需要并结合淮河水资源特点,主要由工程管理、河道整治工程管理、防汛调度、水资源管理、工程检测、河床演变、GPS 导航、河道三维、法律法规等部分组成,充分利用现有资源、信息、技术,实现了水资源、水利工程各类数据查询、存储、分析,水情模拟,地形地貌模拟,远程视频监控等多种功能。
四、系统功能设计
1、用户登录
系统采用SQL数据库的用户配置对使用者进行管理和权限设定。用户要使用系统必须先通过数据库的身份验证,并确定权限后才能进入系统界面。根据权限不同系统的部分菜单操作功能会变灰,表示用户不具有这项功能的权限。管理员具有设定用户和权限的功能,可在系统中直接配置,亦可通过sQL管理。
2、地图操作
功能分为:
基础功能——包括放大、缩小、移动、漫游、还原、居中。
图层功能——图层显示选择、视野范围、地理位置。
选择功能——点选择、线选择、面选择、信息显示。
查询功能——图层信息的查询、定位、统计分析。
编辑功能——污染源数据的增加、删除、定位。
计算功能——直线距离计算、面积计算。
系统采用DELPHI与MAPX集成的方式,将电子地图与程序结合起来。实现电子地图的图层控制、移动、放大、缩小、漫游等基本功能,实现点选择、线选择、面选择功能,对所选区域的属性数据显示、距离计算和地理位置显示。同时,用户可对指定的图层信息进行查询并定位,实现系统—用户和用户—系统的双向交流。
3、数据查询
数据查询分为空间数据查询和属性数据查询。空间数据查询是指通过用户对电子地图中的对象选择,在其属性页中显示其空间数据属性。属性数据查询是指基于数据库的数据查询,用户可在专门的数据库查询界面中通过条件设定对数据进行查询,亦可通过电子地图中的对象选择,利用空间数据库与属性数据库的m连接关系,将两者数据库的数据结合,在属性页中显示。 4、空间分析
对电子地图的点、线、面、缓冲区等的交互查询,可进行单一对象的查询和多重对象的查询,进行叠加分析和缓冲区分析。对查询集进行空间对象统计和地理分析,并对相关属性统计分析和浏览。结果在地图中显示。
5、系统帮助
帮助文件采用正浏览器显示的方式,与操作系统的分格一致,便于用户使用和操作。
6、数据输出
数据输出有2种方式:屏幕输出和打印输出。屏幕输出主要是地图的显示、查询结果的显示等。打印输出主要是对查询结果的打印和电子地图的输出。
7、系統扩展功能
(1)手机短消息发布系统
为了满足管理的需要,可以增加手机短消息发布系统。目前,与防汛相关的行政领导和技术人员一般都配置了手机。汛情短消息发布系统就是在汛期,通过短信方式将各个测站的水情雨情数据和其他与防汛相关的数据及时发送到手机上,同时提供在线查询和数据群发功能。
(2)数学模型
结合浙江省河道的具体情况,在防汛过程中或者在水环境治理工程措施或管理措施方案比较过程中,选择合适的数学计算模型,收集必需的计算数值,可以获得相应的计算结果,该结果可用于对河道现状的评价。分析河道整治中的关键因素,便于整治者对整治过程中的关键因素的掌握,有效地实施整治工作。
五、结束语
河道整治工程管理是一项复杂繁琐的工程,随着科学技术的不断进步,GIS技术也在不断的发展中,利用GIS技术进行河道整治工程管理,是新形势下对河道整治工程管理工作提出的新要求。只有不断学习,不断改革自身技术,才能真正的进行好河道整治工程管理工作。相信在未来的不久,GIS技术一定可以在河道整治工程管理领域大放异彩。
参考文献:
[1]王海军,詹长根,张玉梅 组件式GIS技术在河道信息系统中的应用[J]武汉大学学报(工学版)2004(1):59—62.
[2]肖乐斌,钟耳顺,刘纪远,等 GIS概念数据模型的研究[J]武汉大学学报(信息科学版)2001(5):387—392.
[3]梁红莲,刘登忠 GIS应用现状及发展趋势探讨[J]物探化探计算技术 2001(1):68—73.
[4]Dejm,Sundae,Tom Woodhead.SQL Sever 2000高级编程技术[M]北京:清华大学出版社 2002年
作者简介:
李鲁峰(1977.06),男,山东鄄城人,本科,毕业于河海大学,从事黄河水利工程管理。
关键词:GIS技术;河道整治工程管理;应用
一、前言
GIS是建立在地理、图形、计算机等科学上的一门新的科学。在河道整治工程管理中使用GIS技术,可以将原场景通过三维立体图形展现出来,能够清晰、直观、准确的反应当地的地形状况。可以说,GIS技术将来的发展空间是巨大的。
二、河道地理信息管理系统需求分析
1、河道整治工程管理的目标在分析了汾河河道信息现状基础上,首先提出河道地理信息的分类建库,将数字化地图按其特性建立满足用户和地理信息系统要求的数据库,以实现数据采集、存储、管理和查询检索功能,然后利用开发平台及高级编程环境,通过空间分析计算。建立满足用户需求和设计要求的智能化信息系统,为河道现代化管理及其它水利工程规划部门的决策提供可靠依据。
2、河道整治工程管理的内容流域内所有河流的自然属性信息图库。包括等高点、等高线、村镇、公路、铁路、标志性建筑物、市县范围、流域范围等;水环境信息库包括支流、引排水口、泵站、临时取水口、排污口等:水利工程信息库包括河道大型点工程、线工程(堤防、防護林)等;流域管理信息库包括水利管理机构、水质监测点、水文站等。
3、系统功能结构设计建立科学性和实用性的信息管理系统的关键是系统设计者对用户需求的了解程度。对河道地理信息管理系统有以下几个方面的需求:
(1)建立基于GIS管理的不同时期河道地理信息数据库。
(2)数据库管理(包括历史、现状数据的输入及信息检索查询)。
(3)数据分析计算(包括空间分析、图形分析、统计分析等)。
(4)地理信息查询(包括时空变化信息、地理数据信息等)。
(5)图表输出。
三、基于GIS 的河道监测和管理系统
1、GIS是由计算机系统、地理数据和用户组成的,通过利用数据的空间属性,实现了图形与数据的结合。它通过可视化平台多维地显示数据,揭示数据之间的关联和隐藏在数据背后的信息。水利信息量大繁杂,既有实时数据,又有历史数据;既有环境数据,又有经济数据;既有矢量数据,又有栅格数据,这些信息中80%以上与空间信息相关。
2、该系统的设计思想是通过建立一个基于GIS、动态网页和模拟软件技术的应用系统,以系统界面和网页的形式向用户提供关于区域内水资源、水利工程的所有详细内容。用户除了可以在系统界面内浏览传统意义上的规划文字信息和图片信息外,最重要的功能就是利用GIS 在客户端实现智能化、远程化的查询检索。
(1)架设基于Internet 的网络系统,利用现代网络通讯技术和系统网络集成技术,实现淮河流域各类水利工程的网络互联和区域的一体化管理。
(2)建设实时管理信息数据库,利用现代信息传输技术与各级水文站的遥测数据、水库的实时库容和水位数据相连,在信息中心对数据进行分类、汇总、整编和存储,实现基础数据统一管理。
(3)构建智能决策支持平台,基于历史信息数据库,提取雨水情、河道水情、大坝库容与水位数据,结合流域模型,通过电子计算机对数据进行快速分析、数值模拟、图象显示和实时预测。
(4)构筑高效的公众信息发布平台,通过Internet 实现流域内基础地理、水文信息的高速可视化和水利管理工作动态的网上发布与浏览。
(5)Oracl 空间数据库系统,主要功能是存储和管理海量的地理信息数据。采用高性能的服务器和Oracle9数据库系统,负责响应客户端的数据渲染和查询请求,从数据库中搜索、存取海量数据。与后台数据库直接连接,根据当前客户端和服务器的CPU 使用情况,自动分配计算任务,能大大降低整个系统对数据服务器的依赖,有效提高系统整体性能。
3、系统的设计功能。该系统基于河道整治工程管理的需要并结合淮河水资源特点,主要由工程管理、河道整治工程管理、防汛调度、水资源管理、工程检测、河床演变、GPS 导航、河道三维、法律法规等部分组成,充分利用现有资源、信息、技术,实现了水资源、水利工程各类数据查询、存储、分析,水情模拟,地形地貌模拟,远程视频监控等多种功能。
四、系统功能设计
1、用户登录
系统采用SQL数据库的用户配置对使用者进行管理和权限设定。用户要使用系统必须先通过数据库的身份验证,并确定权限后才能进入系统界面。根据权限不同系统的部分菜单操作功能会变灰,表示用户不具有这项功能的权限。管理员具有设定用户和权限的功能,可在系统中直接配置,亦可通过sQL管理。
2、地图操作
功能分为:
基础功能——包括放大、缩小、移动、漫游、还原、居中。
图层功能——图层显示选择、视野范围、地理位置。
选择功能——点选择、线选择、面选择、信息显示。
查询功能——图层信息的查询、定位、统计分析。
编辑功能——污染源数据的增加、删除、定位。
计算功能——直线距离计算、面积计算。
系统采用DELPHI与MAPX集成的方式,将电子地图与程序结合起来。实现电子地图的图层控制、移动、放大、缩小、漫游等基本功能,实现点选择、线选择、面选择功能,对所选区域的属性数据显示、距离计算和地理位置显示。同时,用户可对指定的图层信息进行查询并定位,实现系统—用户和用户—系统的双向交流。
3、数据查询
数据查询分为空间数据查询和属性数据查询。空间数据查询是指通过用户对电子地图中的对象选择,在其属性页中显示其空间数据属性。属性数据查询是指基于数据库的数据查询,用户可在专门的数据库查询界面中通过条件设定对数据进行查询,亦可通过电子地图中的对象选择,利用空间数据库与属性数据库的m连接关系,将两者数据库的数据结合,在属性页中显示。 4、空间分析
对电子地图的点、线、面、缓冲区等的交互查询,可进行单一对象的查询和多重对象的查询,进行叠加分析和缓冲区分析。对查询集进行空间对象统计和地理分析,并对相关属性统计分析和浏览。结果在地图中显示。
5、系统帮助
帮助文件采用正浏览器显示的方式,与操作系统的分格一致,便于用户使用和操作。
6、数据输出
数据输出有2种方式:屏幕输出和打印输出。屏幕输出主要是地图的显示、查询结果的显示等。打印输出主要是对查询结果的打印和电子地图的输出。
7、系統扩展功能
(1)手机短消息发布系统
为了满足管理的需要,可以增加手机短消息发布系统。目前,与防汛相关的行政领导和技术人员一般都配置了手机。汛情短消息发布系统就是在汛期,通过短信方式将各个测站的水情雨情数据和其他与防汛相关的数据及时发送到手机上,同时提供在线查询和数据群发功能。
(2)数学模型
结合浙江省河道的具体情况,在防汛过程中或者在水环境治理工程措施或管理措施方案比较过程中,选择合适的数学计算模型,收集必需的计算数值,可以获得相应的计算结果,该结果可用于对河道现状的评价。分析河道整治中的关键因素,便于整治者对整治过程中的关键因素的掌握,有效地实施整治工作。
五、结束语
河道整治工程管理是一项复杂繁琐的工程,随着科学技术的不断进步,GIS技术也在不断的发展中,利用GIS技术进行河道整治工程管理,是新形势下对河道整治工程管理工作提出的新要求。只有不断学习,不断改革自身技术,才能真正的进行好河道整治工程管理工作。相信在未来的不久,GIS技术一定可以在河道整治工程管理领域大放异彩。
参考文献:
[1]王海军,詹长根,张玉梅 组件式GIS技术在河道信息系统中的应用[J]武汉大学学报(工学版)2004(1):59—62.
[2]肖乐斌,钟耳顺,刘纪远,等 GIS概念数据模型的研究[J]武汉大学学报(信息科学版)2001(5):387—392.
[3]梁红莲,刘登忠 GIS应用现状及发展趋势探讨[J]物探化探计算技术 2001(1):68—73.
[4]Dejm,Sundae,Tom Woodhead.SQL Sever 2000高级编程技术[M]北京:清华大学出版社 2002年
作者简介:
李鲁峰(1977.06),男,山东鄄城人,本科,毕业于河海大学,从事黄河水利工程管理。