岸線管理平臺設計與實現(xiàn)

李 玨，候 朝，敖 霞

(1.貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002；2.貴州省水利廳，貴州 貴陽 550002)

1 問題與需求

岸線管理對象復雜、范圍廣泛，任務繁重、關注度高、影響面大，需面對動態(tài)的、海量的信息，僅靠執(zhí)法人員“靠腿跑、用眼盯”的執(zhí)法手段進行岸線管理，無法快速發(fā)現(xiàn)問題和解決問題[1]。

岸線管理取決于用戶的需求，需要引導用戶提出需求；管理平臺應方便運維與升級改造、能實現(xiàn)縱向和橫向集成、能協(xié)同不同用戶的工作、滿足需求變更的需要。

2 平臺總體設計

2.1 平臺架構

按河道管理架構進行設計，做到“一平臺、一張圖、一個庫”，即統(tǒng)一應用支撐平臺(通用服務工具、通用應用服務)、統(tǒng)一空間信息服務(河道空間位置顯示、多業(yè)務跨部門數(shù)據(jù)整合、多源異構數(shù)據(jù)整編)、統(tǒng)一中心數(shù)據(jù)庫(水利工程及劃界工作相關信息資源庫)[2]。

平臺軟件分為三層：一是底層(數(shù)據(jù)層)。底層含行政區(qū)劃地圖數(shù)據(jù)、主要河流水系、湖泊水庫、水利設施、河流中心線、水域外土地利用、地形、管理范圍等；二是中間層(應用層)。中間層提供各類服務和功能，依托模型庫和中間件，為用戶層提供各類服務和業(yè)務邏輯，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)導入、地理信息系統(tǒng)(GIS)、數(shù)據(jù)分析、查詢匯總、專題圖等模塊；三是上層(客戶層)。上層為系統(tǒng)各類角色提供應用接口，含河道管理部門及個人用戶、社會公眾、領導查詢用戶、系統(tǒng)管理員用戶、審批管理用戶、業(yè)務監(jiān)管部門用戶等。

2.2 技術架構

軟件采用JAVA平臺，運用JavaBean/EJB、XML、LDAP等先進技術，保證本平臺軟件的可擴展、可通訊、可靠、可用、可移植和軟件的穩(wěn)定運行。在數(shù)據(jù)配置、交換中，采用xml技術，保證數(shù)據(jù)的靈活性和可擴展性。

2.3 安全架構

為了保障管理信息系統(tǒng)軟件整體的安全可靠性，本平臺軟件的安全體系主要采用反病毒技術、防火墻技術、數(shù)據(jù)加密技術、訪問控制技術、入侵檢測系統(tǒng)技術、VPN等技術措施。具體技術措施有：(1)構建網(wǎng)絡防病毒體系。(2)構造防火墻。(3)采用數(shù)據(jù)加密技術，將軟件的信息(或稱明文)經(jīng)過加密鑰匙及加密函數(shù)轉換，變成無意義的密文，本平臺軟件用戶則將此密文經(jīng)過解密函數(shù)、解密鑰匙還原成明文[3]。(4)對安全敏感的通訊內容，使用HTTPS加密。(5)綁定用戶訪問控制技術，為平臺軟件提供安全訪問控制功能。終端程序的信息采用推送技術，保證數(shù)據(jù)的實時性。(6)使用入侵檢測系統(tǒng)技術，在不影響網(wǎng)絡性能的情況下能對網(wǎng)絡進行監(jiān)測，從而提供對內部攻擊、外部攻擊和誤操作的實時保護。

2.4 模塊設計

貴州省河道岸線管理平臺劃分為一張圖、數(shù)據(jù)上圖、檔案管理和系統(tǒng)管理四個模塊。

2.4.1 一張圖

一張圖分為兩個部分，由用戶管理來區(qū)分公眾版和管理版，公眾版主要統(tǒng)一對外提供河流分布、統(tǒng)計等對公眾開放的信息。管理版含河流情況、岸線規(guī)劃、劃界管理和河道管理，其中河流管理主要對河流的基本情況進行統(tǒng)計管理，岸線規(guī)劃根據(jù)劃界和規(guī)劃成果，對岸線功能區(qū)進行動態(tài)管理。劃界管理是劃界實施過程數(shù)據(jù)及最終成果的管理，河道管理主要是針對涉河建筑物管理和視頻監(jiān)控管理。

2.4.1.1 公眾版

系統(tǒng)首頁一張圖為公眾版，所有用戶通過瀏覽器訪問。界面以貴州省地圖作為基礎，直觀展示貴州省河流分布，地圖可按行政區(qū)劃下轉到下一級行政區(qū)，查看各級河流分布情況；頁面左側為劃界統(tǒng)計信息，展示各行政級別的界樁、公告牌、河道斷面的統(tǒng)計信息；頁面右側為岸線功能區(qū)統(tǒng)計區(qū)域，展示各行政級別的岸線功能區(qū)分布情況及已利用岸線統(tǒng)計信息；頁面左下角為各行政區(qū)劃的涉河建筑物統(tǒng)計信息，右下角為河流列表。

2.4.1.2 管理版

點擊河流名稱或雙擊右下角的河流列表可進入河流情況頁面。若未登錄則進入登錄頁面，登錄直接跳轉到河流情況頁面。

(1)河流情況。分為省管、市管和縣管三級顯示模式，對每條河流的具體情況進行統(tǒng)計描述，主要包含流域概況、氣象要素、地形地質、自然資源、自然災害、社會經(jīng)濟、航拍資料、語音資料和視頻資料。地圖顯示河流中心線、兩岸水涯線和河段線等。

(2)岸線規(guī)劃。依據(jù)河道劃界工作中實測的帶狀地形圖及河道縱橫斷面及水文分析成果，制定河道管理范圍線，劃分岸線功能區(qū)(保護區(qū)、保留區(qū)、控制利用區(qū)、開發(fā)利用區(qū))。統(tǒng)計岸線利用情況及描述前期規(guī)劃成果；統(tǒng)計敏感區(qū)域情況，定位敏感區(qū)域位置；統(tǒng)計河流岸線涉河建筑物的岸線利用情況；可查看岸線功能區(qū)的情況。

(3)劃界管理。展示河流各斷面水文數(shù)據(jù)、水面線成果；顯示管理范圍線，在界面上顯示河流界樁和公告牌等信息，地圖上可直接定位，并對應顯示一樁一表信息。

(4)河道管理。 涉河建筑物管理，包含水庫、大壩等15類涉河建筑物；在劃界實施中，在每條河的重要河段設置了視頻監(jiān)控點，可實施查看及操作視頻設備了解河段情況。

2.4.2 數(shù)據(jù)上圖

劃界工作實施過程中，可通過該功能，新增、修改、保存和刪除實施過程中劃界數(shù)據(jù)。

2.4.3 檔案管理

劃界工作實施過程中，可通過該功能，新增、修改、保存和刪除河流詳情和岸線規(guī)劃報告信息。

2.4.4 系統(tǒng)管理

主要對系統(tǒng)平臺進行后臺管理，含權限管理、業(yè)務管理和APP后臺管理。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

3.1 數(shù)據(jù)庫分層

含河湖及水利設施管理范圍圖層、河湖及水利設施保護范圍圖層、河流中心線圖層、湖泊及水利設施點狀圖層、管理范圍和保護范圍內水域外土地利用圖層。

3.2 數(shù)據(jù)標準化處理與入庫

(1)空間數(shù)據(jù)。含市級行政、縣級行政、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級和村一級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)；水利相關要素含面狀主要河流要素、線狀河流要素、河湖面狀要素和點狀要素，水庫(水電站)面狀要素，以上要素的管理范圍界線和保護范圍界線及土地利用分類等。

(2)非空間數(shù)據(jù)。含堤防河段和水庫庫區(qū)河段的地理編碼數(shù)據(jù)；管理范圍和保護范圍內的各類用地性質數(shù)據(jù)等。

3.3 數(shù)字成果輸出

(1)根據(jù)對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)匯總、分析、統(tǒng)計得到工作表格成果，包括河湖管理范圍及水利工程管理與保護范圍劃界情況表、河流長度、面積及行政分布表、河流分段情況表等。

(2)利用數(shù)據(jù)庫矢量數(shù)據(jù)，依據(jù)相應的制圖規(guī)范設計相應符號，制作出相應的專題圖成果，含河湖管理范圍分布圖、水利工程范圍與保護范圍分布圖、河湖管理范圍統(tǒng)計圖、水利工程范圍與保護范圍統(tǒng)計圖等專題圖成果。

(3)根據(jù)搜集到的其他電子地圖資料，疊加劃界數(shù)據(jù)庫，形成河湖管理界線及水利工程管理界線與保護界線電子地圖成果。

11項臨床技能培訓項目成績分布情況見圖1，傳染病防護與處理措施考核成績最優(yōu)，其次是氧療，靜脈穿刺術考核成績差異最大。

4 部署與應用

4.1 系統(tǒng)部署環(huán)境

4.1.1 硬件環(huán)境

(1)目標。滿足現(xiàn)有的業(yè)務需求；滿足業(yè)務未來5～10 a工作量需求，并考慮將來擴充需要；提高數(shù)據(jù)的安全性，建立多級、多重數(shù)據(jù)保護機制；建立完整的業(yè)務核心數(shù)據(jù)庫應急保障機制。

(2)內容。完善數(shù)據(jù)安全保護機制；建立備份服務器，將核心數(shù)據(jù)庫定時自動的在備份服務器上進行數(shù)據(jù)備份，達到今后的查詢、統(tǒng)計分析等均可在備份服務器上進行；建立數(shù)據(jù)庫備份策略，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫文件，聯(lián)機日志等的定時在線備份。

(3)技術要求。具備7 d×24 h專家救援服務能力，能夠提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)遷移，版本升級，備份和恢復專家方案，系統(tǒng)配置專家評估等服務。

(4)硬件配置。數(shù)據(jù)庫服務器和應用服務器分離部署。使用GIS地理信息服務的情況，日常系統(tǒng)計算量較大，對數(shù)據(jù)庫服務器及GIS服務器的處理器運算壓力也較大，通過適當增加服務器處理器個數(shù)以緩解服務器處理和運算壓力。配置磁盤陣列，至少6張10K r/min的硬盤以上制作Raid10。

(5)客戶端配置?？蛻舳送ㄟ^瀏覽器訪問系統(tǒng)，配置不做要求，當前市面上電腦即可。瀏覽器可使用Google，火狐，IE，360等，推薦使用Chrome和火狐，IE的版本要求至少IE10以上版本。

(1)底層操作系統(tǒng)：Windows2012。(2)數(shù)據(jù)庫服務器：mysql-8.0.12-el7-x86_64。(3)分布式緩存數(shù)據(jù)庫：Redis。(4)Java 語言的軟件開發(fā)工具包：JDK(Java Development Kit)。(5)Web服務器：nginx。(6)文件傳輸服務器：ftp。(7)云GIS應用服務器：supermap-iserver-9.1.2-win64-deploy。(8)插件式桌面GIS軟件：supermap-idesktop-9D。(9)Web容器：apache-tomcat-8.5.32。

4.2 實際應用

該平臺已于2018年3月27日通過省廳組織的驗收，目前正常運行。整個系統(tǒng)劃分為一張圖、數(shù)據(jù)上圖、檔案管理和系統(tǒng)管理四個模塊。

貴州省河道岸線管理平臺除首頁與一張圖是公開界面，所有用戶可通過瀏覽器訪問外，其他功能都需通過用戶名及密碼登錄才能打開頁面。用戶訪問數(shù)據(jù)上圖，檔案管理，系統(tǒng)管理，一張圖里面選擇河流等都可跳轉到登錄頁面。

界面以貴州省地圖作為基礎，直觀展示貴州省河流分布，地圖可以按行政區(qū)劃下轉到下一級行政區(qū)，查看各級河流分布情況；頁面左側為劃界統(tǒng)計信息，展示各行政級別的界樁、公告牌、河道斷面的統(tǒng)計信息；頁面右側為岸線功能區(qū)統(tǒng)計區(qū)域，展示各行政級別的岸線功能區(qū)分布情況及已利用岸線統(tǒng)計信息；頁面左下角為各行政區(qū)劃的涉河建筑物統(tǒng)計信息，右下角為河流列表。

依據(jù)河道劃界工作中實測的帶狀地形圖及河道縱橫斷面，水文分析成果，制定河道管理范圍線，劃分岸線功能區(qū)(保護區(qū)、保留區(qū)、控制利用區(qū)、開發(fā)利用區(qū))。

5 結 語

通過平臺的建設，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺，規(guī)范化和常態(tài)化的信息歸集機制，全面歸集和共享河道岸線管理范圍信息，建立基礎數(shù)據(jù)庫，構建內外信息服務平臺，通過數(shù)據(jù)的加工，滿足不同部門的管理需求，兼顧社會服務需求，實現(xiàn)了對河流數(shù)據(jù)的全面、真實和持續(xù)的掌握，為貴州省河道管理工作提供有力支撐，為實現(xiàn)水利信息化添磚加瓦，為國民經(jīng)濟與社會發(fā)展提供數(shù)據(jù)保障。