遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計要點

趙巨偉

（遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院，遼寧 沈陽 110003）

通過第一次全國水利普查工作，遼寧省獲得了迄今為止最為全面、完整、規(guī)范和權(quán)威的水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。為促使水利普查成果廣泛應(yīng)用，發(fā)揮水利基礎(chǔ)信息的最大效益，促進(jìn)水利信息共享和便捷應(yīng)用，更好地服務(wù)水利管理需要，遼寧省在水利普查成果的基礎(chǔ)上，開發(fā)建設(shè)了遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)從架構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)應(yīng)用、成果展示、維護(hù)及資源共享等幾方面進(jìn)行了重點設(shè)計，較好地實現(xiàn)了省、市、縣三級水利部門對水利基礎(chǔ)信息的查詢和應(yīng)用，初步建立起遼寧省水信息共享共用網(wǎng)絡(luò)平臺。

1 設(shè)計上統(tǒng)籌考慮

遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)分為 3 個層次，分別為省級基礎(chǔ)水信息平臺、區(qū)縣版水利普查成果查詢系統(tǒng)及移動終端查詢系統(tǒng)。省級基礎(chǔ)水信息平臺采用 Oracle 10 數(shù)據(jù)庫、ArcServer 開發(fā)平臺及 Skyline 三維發(fā)布技術(shù)，實現(xiàn)全省水利基礎(chǔ)信息的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、信息展示與查詢、二三維同步、信息共享、空間分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計下載等眾多應(yīng)用[1]；區(qū)縣版水利普查成果查詢系統(tǒng)全部采用開源技術(shù)， 實現(xiàn)近零成本、零維護(hù)的開發(fā)模式，提供信息查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)、統(tǒng)計下載、地圖查詢等服務(wù)；移動終端查詢系統(tǒng)依托 Android 系統(tǒng)，采用在線地圖下載，離線地圖服務(wù)的方式，提供區(qū)域水利概況介紹、具體工程信息地圖定位、屬性信息展示等服務(wù)。

遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)有以下幾個優(yōu)點：1）在省級平臺提供了綜合性的水利基礎(chǔ)信息查詢應(yīng)用服務(wù)，建立起基礎(chǔ)信息的共享共用平臺；2）利用 Access 數(shù)據(jù)庫，借助天地圖*遼寧免費網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)水利普查成果與地圖的完美結(jié)合（均采用國家 2000 坐標(biāo)系），解決了區(qū)縣水利普查成果開發(fā)成本大、維護(hù)難的應(yīng)用難題；3）通過開發(fā)移動終端，解決室外環(huán)境下的水利基礎(chǔ)信息的查詢與應(yīng)用，實現(xiàn)了全天候的信息支撐服務(wù)。

2 數(shù)據(jù)應(yīng)用上重視關(guān)聯(lián)設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，強調(diào)以下 2 個關(guān)聯(lián)設(shè)計[2]：1）屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)；2）數(shù)據(jù)內(nèi)在的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計。

2.1 屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)處理

采用松耦合的關(guān)聯(lián)設(shè)計，通過屬性與空間數(shù)據(jù)的對象唯一標(biāo)識代碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)地圖定位與信息展示的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，同時在數(shù)據(jù)維護(hù)層次，采用自動映射聯(lián)動的方法，在新增或刪除對象時，在空間和屬性信息表中，同步增加或刪除對象記錄，自動同步對象唯一標(biāo)識代碼。

2.2 業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計

強調(diào)對象的統(tǒng)計和流向設(shè)計，有以下 2 點工作需注意：1）建立對象所屬行政區(qū)、水資源分區(qū)和流域分區(qū)的標(biāo)示符，實現(xiàn)多層次、區(qū)域化的統(tǒng)計管理；2）建立對象用水取水的流向設(shè)計，編制成網(wǎng)狀應(yīng)用鏈，抽絲剝繭般地明晰管護(hù)、來水用水關(guān)系等，為業(yè)務(wù)管理提供全面的信息支撐，比如水利工程取水河流、用水去向、工程所屬管理單位等鏈狀關(guān)系，如圖 1 所示。

圖1 業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)設(shè)計示意圖

3 空間上創(chuàng)建水利一張圖

基于第一次水利普查獲得空間數(shù)據(jù)成果，融合遼寧省基礎(chǔ)地理信息要素，參照國家規(guī)范制定水利專題圖符號、標(biāo)注、配色等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，按照總體到局部逐級細(xì)化的顯示模式，繪制了 1∶4000000 到1∶2000 共 12 層級的分層設(shè)計[3]，通過 Publish server 將地圖發(fā)布，使全省 26 萬余個水利專題對象在空間上有序綻放。同時引入天地圖*遼寧免費資源，整合利用天地圖中的遼寧省矢量圖和影像圖，豐富了平臺的基礎(chǔ)地理資源，又起到對水利專題圖的有效補充作用。在應(yīng)用上實現(xiàn)水利專題圖和天地圖的任意切換，基本上建立起水利一張圖辦公應(yīng)用底圖。

4 展示上實現(xiàn)二三維聯(lián)動

在展示上，將全省 2.5 m 分辨率的高清影像及數(shù)字高程模型疊加計算[4]，利用 terragate 合成和發(fā)布全省三維虛擬場景，采用二三維聯(lián)動技術(shù)，即松散式的消息驅(qū)動方法，使二維地圖層的地理坐標(biāo)與三維場景的空間位置相對應(yīng)，并通過交互式的事件觸發(fā)機制保持視點視域和 LOD 同步[5]，實現(xiàn)交互瀏覽。該技術(shù)將二維 GIS 特有的宏觀性、整體性、簡潔性與三維 GIS 特有的可視化和立體性有機結(jié)合，取得了良好的展示效果，二三維聯(lián)動展示效果如圖 2 所示。

5 維護(hù)上采用網(wǎng)絡(luò)更新

在維護(hù)上，采用“自下而上、自上而下” 的交互設(shè)計，通過區(qū)縣版水利普查成果查詢系統(tǒng)完成基層數(shù)據(jù)的更變與維護(hù)，通過網(wǎng)絡(luò)提交省級基礎(chǔ)水信息平臺，由省級技術(shù)人員對提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，審核通過后按照年度備份的要求，對更新數(shù)據(jù)增加“日期戳”之后，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。移動終端系統(tǒng)會自動在線搜索數(shù)據(jù)變更動態(tài)，發(fā)現(xiàn)有更新時，自動提示在線下載更新，保證數(shù)據(jù)更新的及時有效。

6 應(yīng)用上實現(xiàn)共享

遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)從保障數(shù)據(jù)一致性、實現(xiàn)綜合資源高效利用、推進(jìn)同一張圖業(yè)務(wù)協(xié)同辦公、打破信息孤島的角度，采用模塊化的組建方式，實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和服務(wù)共享。

6.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享

根據(jù)業(yè)務(wù)需求分析，在建立數(shù)據(jù)共享規(guī)則和維護(hù)更新制度的前提下，實現(xiàn) 34 類工程對象和省市縣三級行政區(qū) 2 類信息傳遞方式，實現(xiàn)水利基礎(chǔ)信息的共享；并通過省級基礎(chǔ)水信息平臺信息公告和在線維護(hù)的功能，實現(xiàn)信息更新的交互功能。

6.2 服務(wù)共享

利用“3S”技術(shù)集成，采用 SOA 架構(gòu)，定制符合OGC 規(guī)范的 WCS，WMS，WFS（Web 要素服務(wù)）服務(wù)接口[6]，搭建統(tǒng)一的、分布式的、松耦合的服務(wù)平臺，將水利一張圖的發(fā)布、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)地理資源（天地圖*遼寧）調(diào)取，展示與查詢功能和三維場景服務(wù)封裝，提供調(diào)取函數(shù)接口和功能函數(shù)，實現(xiàn)服務(wù)共享。

圖2 二三維聯(lián)動展示效果圖

7 結(jié)語

在遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計上，除了以上幾個重點設(shè)計外，還在用戶界面、權(quán)限設(shè)置、數(shù)據(jù)降密等環(huán)節(jié)上做了一些特性化的設(shè)計，總體上較好地實現(xiàn)了水利普查成果的可持續(xù)開發(fā)利用。因水利普查成果與業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)在局部上還存在一些脫節(jié)，建議在后續(xù)開發(fā)中，進(jìn)一步對水利普查成果進(jìn)行深度加工，建立健全水利基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫體系。

目前，遼寧省水利普查成果查詢應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)成熟，初步建立起覆蓋全省水利基礎(chǔ)信息應(yīng)用的一張信息網(wǎng)絡(luò)，初步實現(xiàn)了水利基礎(chǔ)信息存儲、應(yīng)用、維護(hù)、共享體系，為水利信息化深度發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)部署使用，未來將結(jié)合用戶體驗，在維護(hù)制度、微信平臺、防汛信息實時采集傳輸上下功夫[7]，不斷完善和拓展信息服務(wù)本領(lǐng)，為遼寧水利發(fā)展提供更為全面的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

[1]姜于，雷明，馬濤. 基于 WebGIS 的防汛信息服務(wù)系統(tǒng)[J]. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2010 (4): 18-19.

[2]國務(wù)院第一次全國水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室. 水利普查總體方案[M]. 北京：中國水利水電出版社，2010: 113-114.

[3]龐進(jìn)武，程益聯(lián)，羅志東. 水利普查與信息化[J]. 水利信息化，2012 (1): 20-21.

[4]黃夢龍. 瓦片地圖技術(shù)在桌面端 GIS 中的應(yīng)用[J]. 地理空間信息，2011 (4): 150-151.

[5]關(guān)峰，劉浩，曹巍. 災(zāi)害可視化系統(tǒng)中的二三維聯(lián)動技術(shù)研究[J]. 測繪科學(xué)，2012 (3): 94-95.

[6]林楠，馮玉杰，吳舜澤，等. 我國跨區(qū)域水環(huán)境信息共享機制[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012 (12): 42-43.

[7]宋博，石菡. 河南省水利普查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建設(shè)探討[J].研究與探討，2012 (12): 55-56.