太湖流域水資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王帝文　佘遠(yuǎn)見(jiàn)

摘要：水資源信息管理是一項(xiàng)艱巨而持久的工作，存在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和處理的問(wèn)題，針對(duì)這些困難，應(yīng)用GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)太湖流域水資源信息管理系統(tǒng)，從而解決了海量數(shù)據(jù)的管理問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)管理能力和工作效率。

關(guān)鍵詞：GIS、海量數(shù)據(jù)、信息管理系統(tǒng)

1、引言

太湖流域河流縱橫交錯(cuò)，湖泊星羅棋布，形成江南水網(wǎng)，是全國(guó)河道密度最大的地區(qū)。流域內(nèi)河道水系以太湖為中心，分上游水系和下游水系兩個(gè)部分。

近年來(lái)，太湖流域水污染嚴(yán)重，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，已造成太湖流域供水水源的嚴(yán)重污染，對(duì)此，應(yīng)予以充分重視。因此，建立太湖流域水資源信息管理系統(tǒng)，能夠從科學(xué)的角度對(duì)流域內(nèi)水資源進(jìn)行治理，有效遏制太湖日益嚴(yán)重的水資源惡化問(wèn)題。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1需求分析

①對(duì)太湖湖區(qū)五站水位及平均水位信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，密切監(jiān)控太湖水位，方便相關(guān)部門及時(shí)掌握水情，為太湖區(qū)域的生態(tài)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和群眾的聲明及財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

②對(duì)太湖地區(qū)重要節(jié)點(diǎn)水位、降雨量信息等重要站點(diǎn)水雨情進(jìn)行監(jiān)測(cè)和維護(hù)，每次更新后確保數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性，預(yù)報(bào)太湖區(qū)域的旱澇趨勢(shì)，方便其他部門對(duì)潛在的災(zāi)害進(jìn)行決策和分析。

③對(duì)常熟樞紐、望亭樞紐、太浦閘引排水量信息進(jìn)行維護(hù)處理，保證水量信息的準(zhǔn)確性，為太湖流域水資源調(diào)度管理提供技術(shù)支撐，同時(shí)也為太湖流域水資源調(diào)度及管理、保護(hù)提供了重要的依據(jù)。

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用Visual Studio 2012作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，結(jié)合ArcEngine10.2、及SQL Server2012進(jìn)行開(kāi)發(fā)集成，由SQL Server獨(dú)立進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理功能，Geodatabase進(jìn)行空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，客戶應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的瀏覽、編輯及其他功能操作。

2.2功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要分為四大功能模塊，基本功能、水資源查詢和水資源過(guò)程線繪制功能主要面向用戶，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能基于SQL Server技術(shù)搭建，主要面向系統(tǒng)管理員，進(jìn)行日常的數(shù)據(jù)更新及維護(hù)。具體分為：

3.1數(shù)據(jù)源分析

空間數(shù)據(jù)為太湖流域管理局水資源綜合規(guī)劃采用的部分?jǐn)?shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)為太湖流域管理局通過(guò)其官方網(wǎng)站（www.tba.gov.cn）公開(kāi)提供的水文水資源數(shù)據(jù)。

3.2空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)以Geodatabase 格式提供，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3屬性數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)，建立了屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行了關(guān)系表設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了與空間數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫對(duì)接，保證了系統(tǒng)各項(xiàng)功能的正常實(shí)現(xiàn)。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1）ArcGIS Engine二次開(kāi)發(fā)工具包。是一個(gè)用于建立自定義獨(dú)立地理信息系統(tǒng)應(yīng)用程序的平臺(tái)，支持多種應(yīng)用程序接口，作為可嵌入氏開(kāi)發(fā)組件在.net編程框架中進(jìn)行開(kāi)發(fā)。通過(guò)調(diào)用類庫(kù)中的接口，在用戶自定義程序中實(shí)現(xiàn)GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)顯示與處理功能，包括數(shù)據(jù)顯示，柵格及矢量數(shù)據(jù)的存取，地圖可視化表達(dá)及一系列可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)組件，可獨(dú)立于桌面版運(yùn)行，具有靈活、輕便，可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，非常適合快速搭建地理信息平臺(tái)。

2）SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。采用成熟的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server的底層開(kāi)發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的高效存取和管理，滿足用戶的大規(guī)模并發(fā)訪問(wèn)需求。

3.2系統(tǒng)主要功能模塊開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)主要功能模塊按業(yè)務(wù)分為3部分，第一部分是基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)可視化部分，包括地圖的縮放、鷹眼、漫游以及水資源過(guò)程繪制功能，第二部分是面向用戶的信息查詢部分，提供基于矢量數(shù)據(jù)的點(diǎn)選、框選，屬性查詢和名稱查詢，進(jìn)而了解所選區(qū)域的水文、降雨量和水質(zhì)情況，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)水資源信息的全方位監(jiān)測(cè)，第三部分是水資源數(shù)據(jù)維護(hù)管理部分，主要面向系統(tǒng)管理員，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)部分的正常運(yùn)行和安全維護(hù)。

4結(jié)語(yǔ)

作為以ArcGIS Engine組件庫(kù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的地理信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了如地圖縮放、漫游等基礎(chǔ)GIS功能，還做到了信息管理系統(tǒng)與SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)和地理數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的共同管理，滿足了海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問(wèn)需求，較好地解決了太湖流域水資源數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和管理難題，該系統(tǒng)以嵌入式組件庫(kù)作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，具有很好的可擴(kuò)展性，也有利于系統(tǒng)進(jìn)一步適應(yīng)新的功能需求和環(huán)境需求。

參考文獻(xiàn)

[1]陳雪豐，劉飛云等，地下工程監(jiān)控量測(cè)預(yù)警信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]，測(cè)繪地理信息，2016，41（2）：95-98

[2]王振波，GIS技術(shù)在中國(guó)流域研究中應(yīng)用進(jìn)展及展望[J]，地理與地理信息科學(xué)，2009，25（3）：29-32

[3]年雁云，李新，周劍，黑河流域水文信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]，冰川凍土，2013，35（2）：421-429