用水信息采集系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用與研究

周慧敏 平頂山市城市污水處理費(fèi)征收管理辦公室

一、引言

用水信息采集系統(tǒng)主要是基于現(xiàn)代化信息技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)和地理信息技術(shù)對城市用水信息進(jìn)行水資源管理，通過獲取用水信息，對用戶用水情況進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和處理，從而有效加強(qiáng)對用水情況的信息采集和管理。用水信息采集系統(tǒng)涉及到的內(nèi)容較多，所參與工作的模塊較為復(fù)雜，通過設(shè)計(jì)和優(yōu)化用水信息采集系統(tǒng)，能夠有效提供用水信息管理，實(shí)現(xiàn)水資源管理和整合。用水信息采集系統(tǒng)具有十分強(qiáng)大的功能和特點(diǎn)，能夠有效儲(chǔ)存大量的用水信息，能夠進(jìn)一步掌握用水時(shí)間、動(dòng)態(tài)分布情況，還能有效檢測用水的空間動(dòng)態(tài)。當(dāng)前，我國常見的用水信息管理系統(tǒng)其功能主要包括統(tǒng)計(jì)和處理用水信息，對水資源實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，但是在分析用水信息的空間分布情況時(shí)還存在一定的欠缺。通過優(yōu)化用水信息管理系統(tǒng)，能夠有效改善傳統(tǒng)用水信息管理存在的缺陷。新一代用水信息管理系統(tǒng)是一個(gè)較為典型的地理信息系統(tǒng)，以GIS平臺為基礎(chǔ)對各種用水信息進(jìn)行管理，通過將用水信息的地理位置以及相關(guān)視圖進(jìn)行整合，能夠便于相關(guān)管理人員查閱和管理用水信息，從而使用水信息得到有效檢測和規(guī)劃[1]。

二、用水信息采集系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用與研究的意義

基于GIS技術(shù)對用水信息采集系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)和優(yōu)化具有十分重要的意義和作用。第一，針對部分水資源利用率較低、水資源缺乏、水生態(tài)環(huán)境較為惡劣的城市而言，通過更新和優(yōu)化用水信息采集系統(tǒng)，能夠有效提高水資源的利用率，緩解城市水資源缺陷現(xiàn)象，有效改善城市水生態(tài)環(huán)境[2]。第二，對于水資源較為了浪費(fèi)的情況也會(huì)得到明顯改善，基于GIS技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)有的用水信息采集系統(tǒng)，能夠有效降低水資源浪費(fèi)情況，有效改善地下水超采、水質(zhì)惡化等生態(tài)問題。第三，通過搭建GIS技術(shù)平臺，對用水信息采集系統(tǒng)進(jìn)行更新和管理，能夠提高相關(guān)水資源管理部門對水資源的管理效率，提高對用水信息的管理水平，能夠便于相關(guān)管理部門第一時(shí)間掌握各地區(qū)的用水情況，對各地區(qū)的用水情況進(jìn)行有效檢測和調(diào)控，便于制定更加契合當(dāng)?shù)厍闆r的用水管理計(jì)劃，從而提高水資源的利用率。第四，基于GIS技術(shù)對用水信息進(jìn)行采集和管理，能夠提高居民的節(jié)約用水意識，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展和利用，對城市發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義[3]。

三、基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

用水信息采集系統(tǒng)主要是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)以及地理科學(xué)信息科學(xué)等，通過借助地理信息系統(tǒng)(GIS)實(shí)現(xiàn)對城市用水信息的空間數(shù)據(jù)整合。用水信息采集系統(tǒng)通過利用GIS技術(shù)，對城市用水情況進(jìn)行采集、管理，并對相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，將其以可視化的形式進(jìn)行輸出，從而有效提高城市用水信息管理[4]。其中，基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)主要包括利用GIS技術(shù)能夠有效能夠?qū)崿F(xiàn)對城市用水信息的空間數(shù)據(jù)采集、管理和分析，其核心技術(shù)在于空間數(shù)據(jù)管理，通過對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合后形成特定的專題地圖、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及遙感圖像數(shù)據(jù)等?；贕IS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)具有提取數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)以及編輯數(shù)據(jù)的功能，能夠有效查詢和檢索相關(guān)用水?dāng)?shù)據(jù)信息，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和更新。在開展水資源管理的過程中，利用GIS技術(shù)，能夠?qū)λY源的分布情況、運(yùn)動(dòng)情況以及變化情況進(jìn)行分析，圍繞水資源管理對城市用水情況和變化規(guī)律進(jìn)行分析，從而結(jié)合城市用水的實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的水資源管理措施，有效提高水資源的利用率。同時(shí)，基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)能夠?qū)⑺莆盏乃Y源時(shí)空分布特點(diǎn)和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化管理，使數(shù)據(jù)采集和管理更加便利。另外，基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)具有良好的空間性、動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，能夠更好地對用水信息進(jìn)行采集、處理和輸出，從而實(shí)現(xiàn)水資源的多要素、綜合性以及動(dòng)態(tài)預(yù)測等管理，其數(shù)據(jù)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性，能夠提供科學(xué)的參考數(shù)據(jù)[5]。

四、GIS技術(shù)在用水信息采集和管理方面的應(yīng)用

GIS技術(shù)在用水信息采集和管理方面具有非常廣泛的應(yīng)用。第一，能夠有效提供水文情報(bào)預(yù)報(bào)。通過利用GIS技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)用水空間信息查詢和分析的功能，通過借助電子地圖能夠?qū)崿F(xiàn)水文情報(bào)預(yù)報(bào)。第二，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境管理。利用GIS技術(shù)能夠確切顯示城市各個(gè)地區(qū)用水問題和水環(huán)境變化情況，從空間上對水的質(zhì)量變化趨勢進(jìn)行管理，通過對用水質(zhì)量和環(huán)境進(jìn)行檢測和分析，能夠有效實(shí)現(xiàn)水環(huán)境管理。利用GIS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)管理和水質(zhì)參數(shù)管理，便于相關(guān)部門快速定位污染源[6]。第三，GIS技術(shù)能實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)的功能。通過采用GIS技術(shù)能夠?qū)?zāi)情評估，利用空間管理對洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級劃分，有效實(shí)現(xiàn)城市防洪。第四，優(yōu)化水土管理。通過利用GIS技術(shù)能夠有效對水土流失情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對土壤侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)字建模。第五，對地下水水質(zhì)進(jìn)行評估。通過采用GIS技術(shù)能夠?qū)Τ鞘械叵滤|(zhì)進(jìn)行評估和預(yù)測，從而更加直觀生動(dòng)地監(jiān)測地下水質(zhì)。第六，實(shí)現(xiàn)生態(tài)用水量管理。通過采用GIS技術(shù)能夠?qū)λY源進(jìn)行生態(tài)環(huán)境管理，有效建設(shè)生態(tài)用水計(jì)量模型[7]。

五、基于GIS技術(shù)對用水信息采集系統(tǒng)的相關(guān)建設(shè)方案

(一)GIS技術(shù)路線

基于GIS技術(shù)對用水信息采集系統(tǒng)的相關(guān)建設(shè)方案首先要對GIS技術(shù)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)，在開發(fā)GIS用水信息采集系統(tǒng)時(shí)要以水資源管理工作為前提，結(jié)合相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)開發(fā)綜合性的用水信息采用系統(tǒng)，在建設(shè)相關(guān)用水信息采集系統(tǒng)時(shí)要嚴(yán)格按照全面的、科學(xué)的、安全的、超前的、可靠的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。第一，搭建以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)開發(fā)平臺。在建設(shè)用水信息采集系統(tǒng)時(shí)要根據(jù)城市用水的具體情況，構(gòu)建水資源管理信息系統(tǒng)，采用NET平臺進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，通過利用 GIS對用水采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其開發(fā)模式主要為客戶機(jī)/服務(wù)機(jī)結(jié)構(gòu)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，在采用GIS技術(shù)時(shí)要充分利用GIS圖文一體化功能，實(shí)現(xiàn)可視化綜合管理。第二，搭建數(shù)據(jù)庫管理平臺。根據(jù)具體的城市用水?dāng)?shù)據(jù)以及對未來用水情況的預(yù)估，對所采集的用水信息和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，其數(shù)據(jù)庫采用SQL Server。第三，獲取相關(guān)的用水信息。通過構(gòu)建以城市用水信息為基礎(chǔ)的地理信息平臺，結(jié)合大量的用水?dāng)?shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS定位、掃描、搭建數(shù)字化地圖，從而有效獲取用水信息[8]。

(二)基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)構(gòu)成

在設(shè)計(jì)用水信息采集系統(tǒng)的時(shí)候，要對相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行整體規(guī)劃和處理。其中，基于GIS技術(shù)的用水信息采集系統(tǒng)構(gòu)成主要包括三個(gè)方面：第一，用水信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，通過獲取城市用水信息，對用水?dāng)?shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、分類和管理；第二，系統(tǒng)平臺，基于GIS基本功能實(shí)現(xiàn)用水信息屬性與空間數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等；第三，應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括用水信息采集系統(tǒng)各模塊組成和相關(guān)功能。其中包括用水管理模塊、水資源管理模塊、用水計(jì)量模、用水保護(hù)模塊、節(jié)約用水模塊、用水情況匯總模塊以及用水情況評價(jià)管理及政策法規(guī)模塊。

六、用水信息采集系統(tǒng)各模塊組成和相關(guān)功能

(一)用水管理模塊和相關(guān)系統(tǒng)

用水管理模塊和相關(guān)系統(tǒng)主要是對取水單位進(jìn)行管理，通過對取水單位的用水信息進(jìn)行登記和錄入，能夠有效實(shí)現(xiàn)用水查詢等功能。在用水管理模塊中，通過對取水許可審批流程進(jìn)行有效管理，搭建申請、受理、審查等一站式服務(wù)系統(tǒng)能夠有效提高用水管理效率，提高取水單位對用水的申請效率。在申請相關(guān)用水時(shí)根據(jù)系統(tǒng)提示，按照相關(guān)格式填報(bào)申請書，確定申請后等待審批即可。通過借助用水管理模塊和相關(guān)系統(tǒng)能夠便于申請人查詢申請進(jìn)度，優(yōu)化審批流程，實(shí)現(xiàn)高效用水管理。

(二)水資源管理模塊及其系統(tǒng)功能

水資源管理模塊及其系統(tǒng)功能主要是對用水產(chǎn)生的費(fèi)用進(jìn)行征收管理。在該模塊中，通過對自動(dòng)識別用水管理模塊中申請的用水量，將相關(guān)信息自動(dòng)轉(zhuǎn)入費(fèi)用管理臺賬中，同時(shí)對用水用戶的用水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的用水量進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，從而確定不同用戶的用水費(fèi)用，系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)根據(jù)所統(tǒng)計(jì)的用水費(fèi)用將清單發(fā)送至用戶，并告知繳費(fèi)，對未按時(shí)繳費(fèi)用戶進(jìn)行匯總，同時(shí)告知相關(guān)部門進(jìn)行備案[9]。

(三)用水計(jì)量模塊及其管理功能

用水計(jì)量模塊及其管理功能具有良好的兼容性，能夠?qū)⒃玫挠脩羧∷客ㄟ^數(shù)據(jù)借口實(shí)時(shí)傳送到新的系統(tǒng)中，有利于對用戶的用戶的用水量進(jìn)行計(jì)量，便于相關(guān)管理部門對用戶用水情況進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)便于對城市某一區(qū)域、某一時(shí)間段的用水情況進(jìn)行匯總，并通過制作柱形圖等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

(四)用水保護(hù)模塊及相關(guān)內(nèi)容

用水保護(hù)模塊及相關(guān)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)對水資源的保護(hù)和管理。通過利用用水保護(hù)模塊能夠有效監(jiān)測入河排污口的空間分布情況，從而有利于相關(guān)水資源保護(hù)部門對水資源的污染情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高城市用水保護(hù)效率。

(五)節(jié)約用水模塊及其設(shè)計(jì)

節(jié)約用水模塊及其設(shè)計(jì)能夠快速查閱當(dāng)?shù)赜?jì)劃用水指標(biāo)，包括居民用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水等，通過節(jié)約用水模塊能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域的用水情況進(jìn)行分析，并有效實(shí)施相關(guān)的節(jié)水計(jì)劃，能夠?qū)τ盟^為浪費(fèi)、不合理的區(qū)域進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對歷史節(jié)水情況進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)的功能。

(六)用水情況匯總模塊和內(nèi)容

用水情況匯總模塊主要是起到對城市用水情況的匯總和分析，對城市水資源用水情況進(jìn)行分析，將月度、季度以及年度用水情況進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，并生成相關(guān)的表格和圖表，便于相關(guān)部門分析城市年度用水情況。

(七)用水情況評價(jià)管理及政策法規(guī)模塊

用水情況評價(jià)管理及政策法規(guī)模塊主要由兩部分組成，用水評價(jià)管理和政策法規(guī)。用水情況評價(jià)模塊通過流城分區(qū)對用水進(jìn)行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對水資源空間分布信息查詢和管理，能夠提高對用水情況的評價(jià)效率。政策法規(guī)模塊根據(jù)國家和當(dāng)?shù)貙τ盟恼叻ㄒ?guī)進(jìn)行規(guī)范化管理，能夠?qū)崿F(xiàn)有章可循，有法可依[10]。

七、結(jié)語

綜上所述，基于GIS技術(shù)對水資源管理系統(tǒng)進(jìn)行更新和優(yōu)化能有效實(shí)現(xiàn)對城市用水信息的管理和采集，其技術(shù)主要時(shí)借助地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對城市用水信息的空間數(shù)據(jù)整合。其中，基于GIS技術(shù)對用水信息采集系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)時(shí)要重點(diǎn)從GIS技術(shù)路線出發(fā)，通過搭建以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)開發(fā)平臺、搭建數(shù)據(jù)庫管理平臺、獲取相關(guān)的用水信息實(shí)現(xiàn)用水信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

在建設(shè)用水信息采集系統(tǒng)時(shí)主要包括水管理模塊、水資源管理模塊、用水計(jì)量模、用水保護(hù)模塊、節(jié)約用水模塊、用水情況匯總模塊以及用水情況評價(jià)管理及政策法規(guī)模塊七大模塊，通過優(yōu)化和更新用水信息采集系統(tǒng)能夠提高水資源的利用率、有效改善地下水超采、水質(zhì)惡化等生態(tài)問題，提高相關(guān)水資源管理部門對水資源的管理效率，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展和利用。■