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        GIS在淮河河道管理工作中的運用

        2011-08-15 00:52:53孫啟超
        科技傳播 2011年17期
        關鍵詞:屬性數(shù)據(jù)電子地圖空間數(shù)據(jù)

        孫啟超

        安徽省淮河河道管理局測繪院,安徽蚌埠 233000

        0 引言

        安徽省淮河河道管理局為安徽省水利廳直屬事業(yè)單位,負責安徽省淮河干流(包括潁河茨河鋪閘以下、渦河西陽集以下河段,河道總長732km)的統(tǒng)一管理工作,直接管理708km堤防(其中一級堤防592km、二級堤防116km)、19座大中型水閘(其中大型閘9座,中型閘10座)以及100余座小型涵閘等重要防洪工程,上述防洪工程保護著淮河沿岸廣大地區(qū)的人民生命財產(chǎn)安全及重要能源、交通和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設施,防洪安全至關重要。

        河道及防洪工程的管理是一項長期的,綜合性的系統(tǒng)工作,需要整合各方面的力量。為了科學有效的提高工程管理效率,推進河道管理信息化、規(guī)范化、科學化建設,引進GIS等先進的科學技術,成為當前管理單位的首要之選。當前,隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平逐漸提升,淮河河道的功能不僅要具備傳統(tǒng)的防洪、排澇、水利功能、水上交通等作用,也需要對大自然起到環(huán)保的效果。特別是處于河網(wǎng)地區(qū)的城市,在人民生活水平提升的同時對環(huán)境的要求更加嚴格。GIS技術的運用能夠?qū)崿F(xiàn)淮河河道管理效率的提升。

        1 系統(tǒng)總體設計

        1.1 數(shù)據(jù)組成

        根據(jù)GIS技術的使用要求,在設計整體管理框架時要注重多種數(shù)據(jù)信息的收集。具體包括:1)空間數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)一般都是指自然界相關的數(shù)據(jù),如:地形數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、土地利用分布、植被土壤分布、雨情數(shù)據(jù)、水情數(shù)據(jù)等。此外,也關系到相應的水利工程數(shù)據(jù),如:河道信息、水質(zhì)信息、水流信息、工情數(shù)據(jù)等;其他數(shù)據(jù)包括社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、災情數(shù)據(jù)等;2)屬性數(shù)據(jù)。這是根據(jù)時間差距劃分的數(shù)據(jù),包括:歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)勢數(shù)據(jù)、預測數(shù)據(jù)。運用最多的則是水情數(shù)據(jù),該項數(shù)據(jù)涉及到了歷史水情數(shù)據(jù)、實時動態(tài)數(shù)據(jù)、預測水情數(shù)據(jù);3)影像數(shù)據(jù)。影像數(shù)據(jù)也涉及到了多個內(nèi)容,如:氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)、陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)、雷達衛(wèi)星數(shù)據(jù)等。最主要的數(shù)據(jù)則是氣象衛(wèi)星,數(shù)據(jù)顯示的是天氣形勢分析、暴雨預報情況等內(nèi)容,可對災情監(jiān)測、報告起著重要作用。

        1.2 基礎數(shù)據(jù)庫

        基礎數(shù)據(jù)庫主要是收集一些基本的信息資料,常用在存儲淮河管理區(qū)域內(nèi)的基礎信息中,如:自然、經(jīng)濟、社會等方面的信息內(nèi)容,包括:道路、橋梁、河流、水文、氣候、政區(qū)、堤防、人口等?;A數(shù)據(jù)信息的收集可以讓整個操作系統(tǒng)順利運行,從而對后期的數(shù)據(jù)查詢和研究帶來輔助作用。從災情分析角度看,基礎數(shù)據(jù)庫能對防汛抗旱形勢客觀分析,對其發(fā)展趨勢做出預測預報,同時結合防洪、防汛工作制訂調(diào)度方案,正確下達防洪調(diào)度和搶險的命令,保證各項安全措施工作到位。

        1.3 屬性數(shù)據(jù)

        屬性數(shù)據(jù)資料主要涉及到水文測點、水質(zhì)測點、水閘、河道等。屬性數(shù)據(jù)的作用是對一些要素的基本資料收集分析,如:基本數(shù)據(jù)資料、文字資料、圖片資料等。而因為電子地圖的運行速度有線,使用屬性數(shù)據(jù)時需要把圖層中各個要素的詳細核對后保存,這樣才能與電子地圖建立主鍵關聯(lián)的關系,不僅維持了系統(tǒng)的運行效率,也給淮河河道管理提供多項資料參考,保證河道管理方案的有效性。

        結合不同屬性數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系構建數(shù)據(jù)庫、物理模型、實體模型等。屬性數(shù)據(jù)是一項特點。因而,需要數(shù)據(jù)表之間建立不同的關聯(lián)關系,有助于用戶使用信息時的搜索查詢,保證了程序運行的效率。工程數(shù)據(jù)是屬性數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容。參照數(shù)據(jù)的相關特點,將工程數(shù)據(jù)的編號看成關鍵字,對各個表與工程數(shù)據(jù)存在聯(lián)系的則要使用編號作為搜索字段,形成表與表之間的鏈接。工程數(shù)據(jù)通常都和淮河河道存在聯(lián)系,這就需要保證數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建修改時符合標準要求。

        1.4 空間數(shù)據(jù)

        1.4.1 基礎數(shù)據(jù)

        把基礎地圖信息進行分離處理,包括:從原始圖中分離出高山、公路、鐵路、農(nóng)田、城鎮(zhèn)、海塘、海洋等,將這些信息當成系統(tǒng)的基礎支持部分。用戶在使用過程中需根據(jù)基礎狀況結果,科學地判斷位淮河流域分布狀況。

        1.4.2 污染源數(shù)據(jù)

        污染源數(shù)據(jù)包括四大方面,即:工業(yè)企業(yè)、餐飲服務、畜禽養(yǎng)殖、生活小區(qū)4類。每方面的數(shù)據(jù)都能對企業(yè)污染狀況詳細反映,利用基礎數(shù)據(jù)的圖層上對各個污染源的位置和所處河道的位置詳細呈現(xiàn)。同時,還能對造成河道污染的相關因素具體判別,為河道管理者提供依據(jù)。此外,還可以結合不同的統(tǒng)計的方法,對所需的污染源數(shù)據(jù)綜合分析,制成圖形表格反映情況。

        1.4.3 水利工程

        在淮河河道周圍的水利工程項目較多,其涉及到的工作有橋梁、閘門、水文測點、水質(zhì)測點、斷面地理位置等。水利工程的相關數(shù)據(jù)主要用在記錄著河道各個河段的實測。對后面創(chuàng)建研究模型有著很大的作用,對數(shù)據(jù)分析處理有幫助。

        1.5 數(shù)據(jù)組織

        搞好不同數(shù)據(jù)的組織工作,是發(fā)揮數(shù)據(jù)作用的前提要求。單從結構和模式上分析,屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)之間是沒有物理聯(lián)系的數(shù)據(jù)。但在實際運用過程中,這2部分數(shù)據(jù)是則是河道主要信息的構成要素,這也使得彼此之間的關系更為復雜。GIS技術可按照淮河整治的特點,把屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)進行分配結合,從而讓2種數(shù)據(jù)之間的雙向查詢維護,為用戶提供了更好的數(shù)據(jù)服務項目。數(shù)據(jù)組織過程常用的方式為,結合2種數(shù)據(jù)結構中自行設定的規(guī)則,再利用設定的關鍵字在2種數(shù)據(jù)結構表中完成搜索,最后查找到需要使用的數(shù)據(jù)。

        對于屬性數(shù)據(jù)庫,采用關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)來管理,空間數(shù)據(jù)庫的管理可以采用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術。地理信息系統(tǒng)不僅可以存取和管理空間數(shù)據(jù),而且大多數(shù)地理信息系統(tǒng)軟件還提供了與關系型數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)的接口,從而可以做到空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的雙向查詢與分析。影像數(shù)據(jù)庫一般可以采用遙感圖像處理軟件來管理。

        1.6 GIS圖層設計

        電子地圖中包括的數(shù)據(jù)有:管理范圍、河網(wǎng)范圍、城市城區(qū)及主要城鎮(zhèn)、主要交通道路、鐵路、主要城市街道、主要橋梁、主要公園綠地和綠化帶、水利工程位置、水文監(jiān)測點位置、水質(zhì)測量點位置。

        2 系統(tǒng)功能設計

        2.1 用戶登錄

        此次系統(tǒng)選擇SQL數(shù)據(jù)庫的用戶配置,這樣可以協(xié)調(diào)好用戶的使用狀況,對河套的管理提出科學的指導。用戶在操作系統(tǒng)前要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的身份驗證,并確定權限后才能進入系統(tǒng)界面。管理員有權設定用戶和權限的功能,對系統(tǒng)的操作性能與控制方法有決定作用。

        2.2 地圖操作

        功能分為:

        基礎功能——包括放大、縮小、移動、漫游、還原、居中;

        圖層功能——圖層顯示選擇、視野范圍、地理位置;

        選擇功能——點選擇、線選擇、面選擇、信息顯示;

        查詢功能——圖層信息的查詢、定位、統(tǒng)計分析;

        編輯功能——污染源數(shù)據(jù)的增加、刪除、定位;

        計算功能——直線距離計算、面積計算。

        系統(tǒng)采用DELPHI與MAPX集成的方式,將電子地圖與程序結合起來。實現(xiàn)電子地圖的圖層控制、移動、放大、縮小、漫游等基本功能,實現(xiàn)點選擇、線選擇、面選擇功能,對所選區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)顯示、距離計算和地理位置顯示。同時,用戶可對指定的圖層信息進行查詢并定位,實現(xiàn)系統(tǒng)—用戶和用戶—系統(tǒng)的雙向交流。

        2.3 數(shù)據(jù)查詢

        空間數(shù)據(jù)查詢、屬性數(shù)據(jù)查詢是數(shù)據(jù)查詢的兩種方式。前者是指通過用戶對電子地圖中的對象選擇,能夠?qū)?shù)據(jù)的性質(zhì)、屬性及時顯現(xiàn)出來;后者是指基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢,用戶可在專門的數(shù)據(jù)庫查詢界面中獲得自己想要的數(shù)據(jù)。此外,還可以利用電子地圖中的對象篩選,結合空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫的ID連接關系,把各項數(shù)據(jù)融合到一起后實現(xiàn)連接。

        2.4 空間分析

        空間分析要借助于查詢功能,如:電子地圖的點、線、面、緩沖區(qū)等之間的查詢工作,需要做好相關對象的查詢和多重對象的查詢,使得各項數(shù)據(jù)都能得到準確的處理。對查詢集設施空間對象統(tǒng)計和地理分析,同時做好相關屬性統(tǒng)計分析和瀏覽。具體情況反映在地圖上。

        2.5 系統(tǒng)擴展功能

        2.5.1 發(fā)布系統(tǒng)

        對手機短消息發(fā)布系統(tǒng)不斷完善更新,可以滿足用戶使用信息的多項要求。在河道管理工作中,要對防汛相關的行政領導和技術人員配備手機。汛期是使用汛情短消息發(fā)布系統(tǒng)主要階段,利用短信功能可將各種汛情及時傳遞給管理者。

        2.5.2 數(shù)學模型

        創(chuàng)建模型必須要根據(jù)河道的結構狀況,通過對各項管理方案對比之后,選擇合適的數(shù)學計算模型加以計算處理。根據(jù)計算結果創(chuàng)建科學的數(shù)學模型,為管理人員的分析研究給予指導。

        3 結論

        隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展,GIS技術在河道管理中的作用更加顯著。我們要充分發(fā)揮這一技術的優(yōu)勢,保證河道管理工作的順利進行。

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