基于WED -3D GIS的大連市水信息平臺建設(shè)研究

辛　帥

(遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局， 遼寧 沈陽　110166)

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基于WED -3D GIS的大連市水信息平臺建設(shè)研究

辛帥

(遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局， 遼寧 沈陽110166)

【摘要】為了推動大連市水利普查成果的廣泛應(yīng)用，初步實現(xiàn)水利部提出的“四個一”目標(biāo)，大連市開展了基于WED -3D GIS的大連市水信息平臺建設(shè)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，依托大連市水利普查成果，通過采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Silverlight技術(shù)、ArcGIS技術(shù)、WebGIS技術(shù)和3D地形渲染等技術(shù)，完成了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互管理，實現(xiàn)了水系結(jié)構(gòu)構(gòu)建、信息查詢?yōu)g覽、空間分析、統(tǒng)計分析、二三維聯(lián)動、地圖操作、數(shù)據(jù)管理、打印輸出等功能，為水利普查成果的應(yīng)用提供了統(tǒng)一的平臺。

【關(guān)鍵詞】WED -3D GIS； 水信息平臺； 數(shù)據(jù)庫； 空間分析

1概述

完善的基礎(chǔ)水信息是實現(xiàn)水資源有序開發(fā)、健康利用、合理保護的基礎(chǔ)與前提。為了詳細掌握大連市基礎(chǔ)水信息情況，2010—2012年，大連市進行了第一次全國水利普查。普查的主要內(nèi)容包括：河水河流、社會生活用水、工業(yè)用水、水利建設(shè) 、河流水庫開發(fā)應(yīng)用與治理、行業(yè)用水能力、水土保持與應(yīng)用、農(nóng)田水利、灌區(qū)用水、地下水利用與開發(fā)等。大連市在這次水利普查中取得了豐富的數(shù)據(jù)成果資料，如何整合、統(tǒng)一管理這些數(shù)據(jù)成為水利普查完成后的首要問題。因此，亟需要對大連市的水信息平臺建設(shè)進行深入而廣泛的研究，深入挖掘水利數(shù)據(jù)潛力，進一步使普查成果服務(wù)于業(yè)務(wù)需求與管理[1]。

2水信息平臺建設(shè)

2.1基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫

通過大連市第一次全國水利普查，取得了大量的數(shù)據(jù)成果，為了使這些成果能夠充分發(fā)揮作用，建設(shè)基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理是十分必要的。結(jié)合數(shù)據(jù)量與訪問量的大小，選取SQL Server2005數(shù)據(jù)庫和ArcSDE管理空間數(shù)據(jù)作為主要數(shù)據(jù)源進行研究。針對關(guān)系型數(shù)據(jù)，延續(xù)水利普查引用的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準，適當(dāng)進行一定程度的擴展與補充；針對空間數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，融合多種不同來源的空間數(shù)據(jù)[2]。

2.2基礎(chǔ)水信息平臺

水信息平臺是實現(xiàn)普查成果有機整合的載體，是為各業(yè)務(wù)部門提供服務(wù)的直接窗口[3]。綜合考慮水利普查成果并密切結(jié)合日常業(yè)務(wù)需要，系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)資源和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，引進先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、ArcGIS技術(shù)、Silverlight技術(shù)、WebGIS技術(shù)等，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互管理，實現(xiàn)了水系結(jié)構(gòu)關(guān)系構(gòu)建、多途徑信息查詢、空間分析、統(tǒng)計分析、二三維聯(lián)動、地圖操作等功能，為實現(xiàn)水利普查成果的信息整合、平臺發(fā)布、高效利用提供平臺支持[4]。

3WEB-3D GIS水務(wù)信息平臺建設(shè)

WEB-3D GIS水務(wù)信息平臺的建設(shè)嚴格貫徹國家工信部制定的信息系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準。結(jié)合大連市水務(wù)行業(yè)的實際業(yè)務(wù)需求，此平臺由水系結(jié)構(gòu)、專項查詢、二三維聯(lián)動、空間分析、統(tǒng)計分析等五部分組成，涵蓋了水利普查各專項的成果查詢分析，提供了多類可視化展現(xiàn)形式，共同構(gòu)成了整個業(yè)務(wù)綜合平臺[5]。

通過系統(tǒng)功能模塊分析，水務(wù)信息平臺主要包括10大功能：水系結(jié)構(gòu)、河湖水系和水文站、水利工程、水資源、農(nóng)業(yè)灌溉、水土保持、行業(yè)能力、二三維聯(lián)動、空間分析和統(tǒng)計分析，如圖1所示。

3.1水系結(jié)構(gòu)

根據(jù)河流屬性數(shù)據(jù)之間的歸屬關(guān)系，對數(shù)據(jù)進行再加工，構(gòu)建全省水系樹狀結(jié)構(gòu)圖，能夠直觀體現(xiàn)出全省各河流的分布關(guān)系。點中河流后，能夠在地圖上快速定位，如圖2所示。

3.2各專項數(shù)據(jù)查詢

3.2.1查詢條件

如圖1所示，河湖水系和水文站、水利工程、水資源、農(nóng)業(yè)灌溉、水土保持和行業(yè)能力六個模塊均有數(shù)據(jù)查詢功能且功能類似，隨機選取其中一個進行研究，如：水利工程下的水庫工程查詢、系統(tǒng)提供模糊查詢、快速查詢、按行政區(qū)劃查詢、按流域水系查詢、按所屬水資源三級區(qū)查詢、按規(guī)模分類查詢和高級組合查詢多種方式[6]，分別說明如下。

a.模糊查詢。與當(dāng)前各大搜索工具類似，在查詢引擎中不需要將水庫的全部信息或精準信息輸入，只需要輸入水庫名中的一個或兩個字符，即可把包含此字符的水庫信息全部查詢出來。

b.快速查詢。選擇重要的或常用的水庫名稱列在此處，只要點擊此名稱，便可直接查詢其屬性信息，如圖3所示。

c.按行政區(qū)劃查詢。將大連市所屬區(qū)縣全部列出，選擇區(qū)縣后，只能查詢到相應(yīng)區(qū)劃內(nèi)的水庫。若選擇關(guān)聯(lián)到地圖，還可在地圖上切換顯示區(qū)域為此行政區(qū)劃。不選擇則默認為大連市，如圖4所示。

d.按流域水系查詢。流域水系包括松花江水系、遼河水系、遼東灣西部沿渤海諸河水系、遼東灣東部沿渤海諸河水系、遼東灣沿黃海諸河水系、鴨綠江水系、灤河及冀東沿海諸河水系[1]。選擇水系進行查詢后，可將屬于此水系的水庫查出。水系間也可以進行多選查詢，如圖5所示。

e.按所屬水資源三級區(qū)查詢。按照水庫所屬的水資源三級區(qū)進行查詢，可進行多選查詢，如圖6所示。

f.按規(guī)模分類查詢。按規(guī)模可將水庫分為大(1)型水庫、大(2)型水庫、中型水庫、小(1)型水庫和小(2)型水庫。

3.2.2查詢結(jié)果

查詢出的數(shù)據(jù)結(jié)果，包括列表和樹狀分類兩種呈現(xiàn)方式。

列表形式是將數(shù)據(jù)以列表形式列出，點擊條目可查看其屬性信息，并能夠在地圖上以該水庫為中心進行緩沖區(qū)查詢，查找其他專項信息，如圖7所示。

樹狀分類顯示，以行政區(qū)劃樹狀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，列出每一級行政區(qū)劃下查詢出的結(jié)果條目數(shù)，直至最終需要查詢的具體水庫名稱，如圖8所示。

a.特性表。查詢結(jié)果以表格方式展現(xiàn)，提取水庫工程數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵字段作為表格的列名。此種方式的好處是能夠較詳細地掌握查詢的結(jié)果信息。

b.屬性信息。選擇列表或樹狀分類視圖中的查詢條目時，會彈出此水庫的屬性信息框，其中有信息概覽和詳細信息項，分別表現(xiàn)其關(guān)鍵信息和詳細信息，如圖9所示。

c.周邊查詢。在地圖上選擇水庫周邊的其他專項信息，能夠以形象的符號標(biāo)出，如圖10所示。

3.3二三維聯(lián)動

提供二維數(shù)字地圖和三維場景間的流暢切換和數(shù)據(jù)聯(lián)動，即在查詢二維信息的同時，三維場景中會立刻將視點切換至二維地圖上的區(qū)域，點擊三維場景上的某一位置，二維數(shù)字地圖的顯示范圍也相應(yīng)聯(lián)動。此種方式能夠?qū)⒍S與三維進行結(jié)合，并能夠更直觀地展現(xiàn)水利工程信息[8]。

3.4空間分析

在地圖上完成對空間數(shù)據(jù)的分析功能，包括書簽、測量、空間查詢和水污染分析[9]。

a.書簽。在系統(tǒng)所列的地圖上對本次瀏覽的信息進行標(biāo)注，下次登錄系統(tǒng)時可直接對標(biāo)注進行點選打開本次瀏覽情況，將地圖顯示區(qū)域直接定位至此位置。此功能能夠記憶用戶的操作，便于在地圖上快速查找空間元素。

b.測量。在地圖上測量長度、面積和選擇鼠標(biāo)點選的點坐標(biāo)位置。

c.空間查詢。根據(jù)用戶的需要確定查詢的專項名稱，利用多邊形、線段等在地圖上進行繪制，可進行此區(qū)域內(nèi)的此專項查詢操作。

d.水污染分析。現(xiàn)有的比較成熟的一維水污染模型，可廣泛應(yīng)用于本平臺進行分析和研究,即選擇一條河流和污染源后，便可完成對一維污染物的擴散模擬。

3.5統(tǒng)計分析

對于各專項的查詢結(jié)果，進行統(tǒng)計分析功能，增強水信息平臺的合理性和實用性。統(tǒng)計分析將分類、統(tǒng)計方法和統(tǒng)計字段結(jié)合在一起，實現(xiàn)模塊化構(gòu)建，可根據(jù)簡單的配置文件、專項的特點，配置每個專項不同的統(tǒng)計分類和方法[10]。

4結(jié)語

大連市水信息平臺自2011年初開始建設(shè)，于2011年底建成并通過驗收。平臺運行5年以來，系統(tǒng)穩(wěn)定，運營正常，為防汛抗旱、水資源、水利工程、水土保持等業(yè)務(wù)部門提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料以及相應(yīng)的成果分析，進一步推進了普查成果的廣泛應(yīng)用。

參考文獻

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Research on water information platform construction in Dalian on the basis of WED -3D GIS

XIN Shuai

(LiaoningDahuofangReservoirWaterTransferProjectConstructionBureau,Shenyang110166,China)

Abstract：Dalian water information platform construction is carried out in Dalian based on WED -3D GIS in order to promote wide application of Dalian municipal water survey results, and preliminarily achieve ‘four-one’ objectives proposed by the Ministry of Water Resources. B/S structure is adopted in the system. Water survey results in Dalian are relied, and database technology, Silverlight technology, ArcGIS technology, WebGIS technology, 3D terrain rendering and other technologies are adopted for completing interaction management between spatial data and attribute data. Water system structure building, information query browse, spatial analysis, statistical analysis, two and three dimensional linkage, map operation, data management, printing and other functions are realized, and a uniform platform is provided for applying water survey results.

Key words：WED -3D GIS; water information platform; database; spatial analysis

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.02.005

中圖分類號：TV212

文獻標(biāo)志碼：B

文章編號：1005- 4774(2016)02- 0015- 05