全國(guó)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)湖庫(kù)可視化分析平臺(tái)

謝文君 ，劉 復(fù) ，李俊杰 ，張 文

（1. 水利部信息中心，北京 100053；

2. 武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430072；3. 廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510030）

0 引言

湖泊和水庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱湖庫(kù)）是大氣圈、生物圈、土壤圈和陸地水圈相互作用的連接點(diǎn)，是全球環(huán)境變化的敏感區(qū)域[1,2]。近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展伴隨著湖庫(kù)生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重惡化，加強(qiáng)水域監(jiān)管、改善和保護(hù)湖庫(kù)生態(tài)環(huán)境迫在眉睫。遙感與GIS 相結(jié)合的方式是當(dāng)前水資源監(jiān)測(cè)的重要手段之一，可以快速全面地獲取地面信息，實(shí)現(xiàn)湖庫(kù)水域常態(tài)化監(jiān)測(cè)[3]。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外大量專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究。JeanFran?ois 等[4]利用 300 萬(wàn)景 Landsat衛(wèi)星圖像量化了過(guò)去 32 a 來(lái)全球地表水的變化，分析了氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)地表水發(fā)生的影響；Verpoorter 等[5]使用高分辨率衛(wèi)星圖像制作了一個(gè)Global Water Bodies 數(shù)據(jù)庫(kù)，描述了湖泊的豐富度和面積等指標(biāo)，可有效輔助量化全球碳循環(huán)與生態(tài)變化；臧菁菁等[6]使用 Landsat 影像提取了 1975—2014 年間巴爾喀什湖水體，分析了其面積變化趨勢(shì)及影響因素；馬艷敏等[7]利用 2000 年以來(lái)的MODIS 數(shù)據(jù)，采用目視解譯的方法監(jiān)測(cè)吉林省西部主要水體面積動(dòng)態(tài)變化。

近些年我國(guó)在衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面進(jìn)步較快，但相較于國(guó)外，國(guó)外學(xué)者已嘗試建立全球范圍的多源水體綜合存儲(chǔ)、分析與管理模型[8]，而國(guó)內(nèi)多以單一湖庫(kù)、區(qū)域的水體長(zhǎng)時(shí)序變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制與環(huán)境響應(yīng)研究為主，系統(tǒng)化、自動(dòng)化、智能化程度有待提升。為此，本研究嘗試探究自動(dòng)化的湖庫(kù)監(jiān)測(cè)方法，并采用高分 1，2 號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用遙感監(jiān)測(cè)和 WebGIS 技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全國(guó)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)湖庫(kù)可視化分析平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱平臺(tái)）。

1 重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)思路

面向的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)湖庫(kù)包括全國(guó)水利普查涵蓋的大中型水庫(kù)與面積在 1 km2以上的湖泊，數(shù)據(jù)時(shí)間范圍為 2016—2018 年，數(shù)量多達(dá) 7 500 余個(gè)。相較于一般的水資源監(jiān)測(cè)，具有監(jiān)測(cè)湖庫(kù)數(shù)量多、范圍廣、精度要求高和時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)。其中，湖庫(kù)面積及其水域范圍是湖庫(kù)監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，能夠客觀反映干旱內(nèi)陸流域內(nèi)的水量平衡過(guò)程[8]，對(duì)于了解湖庫(kù)周邊生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化、防洪抗旱等都具有重要意義。因此，利用遙感監(jiān)測(cè)周期短、范圍廣、效益高等特點(diǎn)，不僅能夠分析不同時(shí)相下湖庫(kù)面積和水域范圍等指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，結(jié)合 GIS 技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)數(shù)據(jù)的高效組織管理與可視化，方便用戶直觀、清楚地掌握水體的變化規(guī)律，有助于降低監(jiān)測(cè)成本，有效輔助水利部門(mén)決策，充分發(fā)揮時(shí)序遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值。

重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)的主要流程如圖1 所示。首先使用長(zhǎng)時(shí)間序列的高分辨率遙感影像利用自動(dòng)化的水體提取算法進(jìn)行水體提取，然后通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)后處理生成不同時(shí)相的湖庫(kù)矢量，并對(duì)這些矢量進(jìn)行組織和管理，存儲(chǔ)至空間數(shù)據(jù)庫(kù)并建立空間索引。最后結(jié)合原始的遙感影像，引入空間分析方法實(shí)現(xiàn)湖庫(kù)的長(zhǎng)時(shí)序動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包括湖庫(kù)面積時(shí)序、水域范圍變化分析等。采用流程化的重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)技術(shù)，有利于協(xié)助水利部門(mén)快速掌握我國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)基本情況，系統(tǒng)把控湖庫(kù)的開(kāi)發(fā)治理和保護(hù)狀況，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供可靠的基礎(chǔ)水信息支撐和保障。

圖1 重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)技術(shù)流程

2 關(guān)鍵技術(shù)

基于遙感影像進(jìn)行重點(diǎn)湖庫(kù)的監(jiān)測(cè)，其主要監(jiān)測(cè)要素是湖庫(kù)的水域范圍、形態(tài)和變化情況，這些要素非常適合于通過(guò)可視化的方式進(jìn)行展示和表達(dá)，具有更加直觀、便于分析理解等優(yōu)勢(shì)。因此，結(jié)合重點(diǎn)湖庫(kù)遙感監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)性、連續(xù)性等需求，可充分利用 WebGIS 開(kāi)發(fā)框架構(gòu)建重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的 Browser/Server 模式重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)信息管理、發(fā)布、表達(dá)與分析平臺(tái)。服務(wù)器端專注于重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)信息的統(tǒng)一管理及更新，瀏覽器端則強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)信息的動(dòng)態(tài)表達(dá)與交互分析，從而有力支撐海量湖庫(kù)監(jiān)測(cè)信息的及時(shí)更新與高效分析利用。

2.1 基于 PostGIS 的空間數(shù)據(jù)庫(kù)

為了更好地支撐重點(diǎn)湖庫(kù)的表達(dá)與分析功能，除了管理全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)的矢量數(shù)據(jù)，還需要更多氣象水文信息，因此將符合中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SL 323—2011《實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》的水利部全國(guó)水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)中的氣象站點(diǎn)和指標(biāo)記錄與湖庫(kù)建立映射，并進(jìn)行統(tǒng)一管理。為便于開(kāi)發(fā)和移植，選擇采用成熟的 PostGIS/PostgreSQL 作為平臺(tái)后端信息數(shù)據(jù)庫(kù)。PostGIS 是在對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) PostgreSQL 上增加了存儲(chǔ)管理空間數(shù)據(jù)能力的開(kāi)源 GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)，是目前功能最強(qiáng)大、特性最豐富和最復(fù)雜的開(kāi)源軟件數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

湖庫(kù)矢量的屬性表字段如表1 所示，包括了湖庫(kù)的名稱和代碼、提取湖庫(kù)所使用的影像產(chǎn)品號(hào)、景號(hào)、湖庫(kù)面積等信息。湖庫(kù)矢量表不僅存儲(chǔ)了湖庫(kù)本身的屬性信息，還記錄了相關(guān)的影像來(lái)源信息，方便溯源和質(zhì)量控制。

為了提高空間數(shù)據(jù)庫(kù)查找和檢索特定表的速度，提升數(shù)據(jù)庫(kù)的整體性能，PostGIS 默認(rèn)對(duì)矢量數(shù)據(jù)建立 GiST（Generalized Search Trees）索引。GiST是一種平衡的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)訪問(wèn)方法，適用于多維和集合數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)類型。

氣象數(shù)據(jù)中，與水域面積變化關(guān)系最為密切的為降水量、蒸發(fā)量、氣溫與水溫等信息，具體包括測(cè)站基本屬性表、降水量統(tǒng)計(jì)表、蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表和氣溫水溫多日均值表。其中，測(cè)站基本屬性表用于存儲(chǔ)每個(gè)測(cè)站的測(cè)站代碼及經(jīng)緯度等基本信息。降水量（如表2 所示）、蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表存儲(chǔ)雨量站（含測(cè)報(bào)雨量的其它站）測(cè)報(bào)的每旬或每月的累計(jì)降水量及蒸發(fā)量。氣溫水溫多日均值表存儲(chǔ)冰情觀測(cè)站報(bào)來(lái)的有關(guān)氣溫與水溫的日、旬、月和年的平均值。PostGIS 支持高效的空間/非空間數(shù)據(jù)多表聯(lián)合查詢，故可快速實(shí)現(xiàn)指定湖庫(kù)特定時(shí)間、距離范圍內(nèi)的氣象站點(diǎn)篩選及指標(biāo)查詢。2.2 水體數(shù)據(jù)服務(wù)及其調(diào)度優(yōu)化方法

表2 降水量表

B/S 模式中，空間信息服務(wù)的發(fā)布需要依賴于地圖服務(wù)器。GeoServer 作為一款優(yōu)秀的地圖服務(wù)器，支持多種數(shù)據(jù)源的管理與發(fā)布，可為平臺(tái)提供重要的空間信息服務(wù)支撐。

GeoServer 提供了基本的矢量和柵格文件存儲(chǔ)支持，用戶需要預(yù)先將需要查詢、顯示的數(shù)據(jù)上傳到GeoServer 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。但是，當(dāng)需要操作大量Shapefile 文件時(shí)，重復(fù)性的數(shù)據(jù)上傳工作就顯得效率低下。

GeoServer 集成了 3 種數(shù)據(jù)請(qǐng)求與查詢的方式，分別為自帶的 WFS/WMS 請(qǐng)求、OpenLayers 封裝的 WFS 接口和結(jié)合 PostGIS 的 SQL 視圖。其中，SQL視圖是調(diào)用 SQL 查詢語(yǔ)句將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表以圖層形式發(fā)布的一種手段。SQL 視圖可以調(diào)取PostGIS 中同一數(shù)據(jù)庫(kù)下的任何數(shù)據(jù)，從而使用戶無(wú)需在 GeoServer 中重復(fù)發(fā)布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該方法可以設(shè)置多個(gè)通過(guò) WMS 或 WFS 請(qǐng)求的 URL 傳遞的參數(shù)變量，可以解決前 2 種方法 WMS 無(wú)法進(jìn)行過(guò)濾的問(wèn)題，同時(shí)也極大發(fā)揮了空間數(shù)據(jù)庫(kù)的分析能力，其查詢響應(yīng)較快，適用于數(shù)據(jù)量較大的查詢。

湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)請(qǐng)求的 WFS 服務(wù)返回的是包含湖庫(kù)所有的坐標(biāo)點(diǎn)的 GeoJSON 文件。由于湖庫(kù)矢量形態(tài)復(fù)雜，動(dòng)輒包含數(shù)萬(wàn)甚至數(shù) 10 萬(wàn)個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，故需要通過(guò)優(yōu)化服務(wù)調(diào)度性能提高系統(tǒng)前端的查詢和響應(yīng)效率，故本研究提出了一種 WMS + WFS 混合查詢優(yōu)化策略。

WMS 主要以圖片形式返回給客戶端，相對(duì)于GeoJSON 文件體量更小，多旬湖庫(kù)矢量數(shù)據(jù)疊加對(duì)前端造成的顯示壓力顯著低于 WFS。同時(shí)，湖庫(kù)的屬性信息通過(guò)不返回空間位置信息的 WFS 進(jìn)行二次查詢，GeoServer SQL 視圖查詢速度較快，即可克服 WMS 不包含屬性信息的問(wèn)題。此外，針對(duì) WMS無(wú)法在客戶端渲染樣式的問(wèn)題，采用了 GeoServer +uDig 的渲染方式。uDig 是一款開(kāi)源的桌面 GIS，在uDig 中可以制作 GeoServer 中專門(mén)針對(duì) WMS 的樣式文件.sld。在 GeoServer 中將此文件發(fā)布為 style，直接應(yīng)用到 SQL 視圖對(duì)應(yīng)的圖層中去，則請(qǐng)求該圖層的 WMS 服務(wù)時(shí)可自動(dòng)渲染相應(yīng)樣式。

2.3 湖庫(kù)監(jiān)測(cè)信息的交互可視與分析

OpenLayers 是一個(gè)專業(yè)面向的 WebGIS 可視化的 JavaScript 庫(kù)，用于顯示地圖和地理空間數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)了豐富的交互功能。OpenLayers 支持 OpenGIS協(xié)會(huì)制定的 WMS 和 WFS 等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)規(guī)范，可以通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)的方式，在瀏覽器中加載顯示以 OGC服務(wù)形式發(fā)布的地圖數(shù)據(jù)。OpenLayers 封裝了大量交互操作接口，支持空間與屬性分析，可充分支持湖庫(kù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中大量的用戶交互性分析需求。同時(shí)，可視化圖表能夠通過(guò)圖形化方式對(duì)信息進(jìn)行直觀的表達(dá)分析，是交互可視化的重要支撐工具。盡管 OpenLayers 能夠支持一定的可視化圖表繪制，但是其展現(xiàn)方式和動(dòng)態(tài)性還存在局限性。因此，為了支持強(qiáng)有力的在線可視化分析圖表的動(dòng)態(tài)、交互繪制，還需引入開(kāi)源 Web 繪圖庫(kù) Echarts 與 CanvasJS。

3 平臺(tái)架構(gòu)與設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

平臺(tái)需要將水體提取矢量與分析結(jié)果提交到前端進(jìn)行展示，故需要選擇合適的空間數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與開(kāi)源 WebGIS 框架，以實(shí)現(xiàn)水體矢量、氣象數(shù)據(jù)與多種統(tǒng)計(jì)結(jié)果的 Web 端可視化，并完成 GIS 常用分析、聯(lián)合過(guò)濾查詢與交互等功能的開(kāi)發(fā)。平臺(tái)采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2 所示，自下而上分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)層是湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，定義了矢量、遙感影像、氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。業(yè)務(wù)層是系統(tǒng)的核心功能部分，負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)前后端數(shù)據(jù)交互規(guī)則，包括調(diào)用地圖瓦片和要素服務(wù)、矢量和影像數(shù)據(jù)管理等基礎(chǔ)系統(tǒng)功能。表現(xiàn)層是展現(xiàn)在客戶端并且能夠與用戶交互的最外層，水利部門(mén)工作人員能夠直觀地在地圖上瀏覽全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)的矢量和統(tǒng)計(jì)信息，同時(shí)查看不同時(shí)相地湖庫(kù)面積等指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)圖表，實(shí)現(xiàn)高效便捷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

圖2 湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)工作流程如圖3 所示。

3.2 功能設(shè)計(jì)

圖3 系統(tǒng)工作流程圖

湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能主要包括以下 3 個(gè)方面：

1）湖庫(kù)矢量查詢。湖庫(kù)矢量結(jié)果查詢與可視化是本系統(tǒng)的核心功能。為方便用戶進(jìn)行清晰和體驗(yàn)良好的查詢，系統(tǒng)應(yīng)提供多種參數(shù)的過(guò)濾查詢方式，包括時(shí)間范圍、水域面積過(guò)濾等。在此之上，提供 2 種數(shù)據(jù)查詢組織方式：空間與精細(xì)查詢?？臻g查詢?yōu)榘春?kù)所屬行政區(qū)劃組織的查詢方式，用戶可按省、市、縣級(jí)行政單位搭配其他過(guò)濾參數(shù)進(jìn)行水體矢量的查詢，橫跨行政區(qū)界的湖庫(kù)應(yīng)均予以考慮入內(nèi)，涉及同一湖庫(kù)在多旬內(nèi)均有記錄的情況，應(yīng)將其疊加顯示；精細(xì)查詢?yōu)榘粗付ê?kù)組織的查詢方法，用戶須在查詢欄輸入湖庫(kù)的名稱或代碼，根據(jù)提示信息選擇要查詢的湖庫(kù)，客戶端即展示時(shí)序范圍內(nèi)此湖庫(kù)的全部記錄。2 種查詢完成后除了要展示圖形信息外，其屬性信息也應(yīng)以表格形式呈現(xiàn)在界面上，以便用戶整體把握，同時(shí)提供交互操作選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)指定矢量結(jié)果的視角放縮，對(duì)被選中的湖庫(kù)記錄，應(yīng)予以高亮顯示。

2）在線分析制圖。在線分析制圖旨在綜合展示湖庫(kù)隨時(shí)間的變化情況及周邊氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。該功能只可在精細(xì)查詢激活的狀態(tài)下使用。當(dāng)用戶完成精細(xì)查詢時(shí)，右側(cè)結(jié)果欄上 2 個(gè)制圖按鈕將被激活。用戶點(diǎn)擊面積變化按鈕后，頁(yè)面將彈出 1 個(gè)模態(tài)框，該模態(tài)框的主體將包含 1 個(gè)顯示湖庫(kù)水域面積隨時(shí)間變化的插值曲線圖。用戶點(diǎn)擊氣象信息按鈕后，系統(tǒng)將首先執(zhí)行空間查詢，查找該湖庫(kù)周邊1 km 范圍的所有氣象站點(diǎn)，以興趣點(diǎn)擴(kuò)散的形式加載到地圖上，用戶點(diǎn)擊這些興趣點(diǎn)時(shí)，站點(diǎn)上將會(huì)彈出 1 個(gè)氣泡，站點(diǎn)全年的氣象記錄將被以柱狀圖或表格的形式展示出來(lái)，具體包括降雨量、蒸發(fā)量和氣溫水溫等。通過(guò)可視化的分析制圖功能可以使用戶更準(zhǔn)確地理解湖庫(kù)面積與各種氣象指標(biāo)的相關(guān)程度，掌握指定時(shí)間范圍內(nèi)湖庫(kù)的變化趨勢(shì)。

3）地圖交互。地圖交互功能是一個(gè)完整的 GIS不可或缺的部分。系統(tǒng)需要提供地圖基本的放大、縮小、全屏、拖動(dòng)及其他交互等功能。同時(shí)，系統(tǒng)還需提供基本圖元繪制、修改、測(cè)量距離和面積及地圖切換等基礎(chǔ)功能。

整個(gè)系統(tǒng)功能模塊詳細(xì)架構(gòu)如圖4 所示。

4 平臺(tái)功能展示

系統(tǒng)主界面底圖為開(kāi)源的 Stamen地形圖，分為地圖、交互操作欄、查詢條件欄和查詢結(jié)果欄 4 個(gè)部分。用戶可在交互欄切換為 OSM 或影像地圖，查詢條件欄和結(jié)果欄均提供展開(kāi)收起等交互操作，條件欄默認(rèn)打開(kāi)，結(jié)果欄默認(rèn)收起，并在執(zhí)行查詢后立即彈出。

1）基本交互。主界面右上方為交互分析操作欄，除了常規(guī)的地圖縮放、漫游等功能，還設(shè)計(jì)了“全屏”“畫(huà)線”“畫(huà)多邊形”“刪除繪制”“編輯圖元”“測(cè)量距離”“測(cè)量面積”等交互功能。其中繪制圖元的效果如圖5 a 所示，測(cè)量功能如圖5 b 所示。

圖4 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

圖5 基本交互功能

2）矢量查詢。矢量查詢分為空間和精確查詢2 種方式，均通過(guò)左側(cè)查詢面板實(shí)現(xiàn)?？臻g查詢支持按經(jīng)緯度和行政區(qū)劃查詢，以北京市為例進(jìn)行空間查詢的結(jié)果如圖6 所示。查詢結(jié)果在頁(yè)面右端以列表顯示，放大后如圖6 a 所示，左側(cè)以眼睛形狀呈現(xiàn)的按鈕即可直接高亮對(duì)應(yīng)矢量并將系統(tǒng)視角縮放到對(duì)應(yīng)范圍與層級(jí)，其效果如圖6 b 所示（以官?gòu)d水庫(kù)為例）?？紤]到存在湖庫(kù)同名的情況，精確查詢需要用戶在輸入欄輸入湖庫(kù)的名稱或代碼。

3）統(tǒng)計(jì)制圖。統(tǒng)計(jì)制圖為專門(mén)針對(duì)精細(xì)查詢實(shí)現(xiàn)的后續(xù)分析操作，由查詢結(jié)果欄上方 2 個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)。圖7 a 展示了查詢湖庫(kù)在所查時(shí)間范圍內(nèi)的面積變化 3 次樣條插值結(jié)果，圖7 b 以點(diǎn)擴(kuò)散的形式顯示出該湖庫(kù)附近 1 km 范圍內(nèi)的氣象站點(diǎn)位置信息，點(diǎn)擊站點(diǎn)將彈出該氣象站點(diǎn)降水量統(tǒng)計(jì)信息，包括柱狀圖和折線圖，如圖7 c 和 d 所示。

5 結(jié)語(yǔ)

以全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)為監(jiān)測(cè)對(duì)象，綜合利用遙感技術(shù)和 GIS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了湖庫(kù)面積等指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和可視化展示，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)使用高分衛(wèi)星影像進(jìn)行湖庫(kù)水體提取。試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的湖庫(kù)水體提取流程能夠較好地提取出重點(diǎn)湖庫(kù)，且通過(guò)矢量切片技術(shù)和 WMS + WFS 混合查詢策略實(shí)現(xiàn)了大量湖庫(kù)矢量的高效網(wǎng)絡(luò)傳輸和前端顯示，能夠協(xié)助水利部門(mén)快速、直觀地掌握全國(guó)范圍內(nèi)的湖庫(kù)變化情況，降低了監(jiān)測(cè)成本。全國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然滿足了當(dāng)前需求，但仍存在改進(jìn)的地方，主要包括 GIS 空間分析和自動(dòng)化制圖有待完善，融合多源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)設(shè)計(jì)有待改進(jìn)等，改進(jìn)后的湖庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以為我國(guó)水利部門(mén)大范圍水資源管理系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

圖6 空間查詢結(jié)果

圖7 統(tǒng)計(jì)分析制圖