辛　帥

(遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局， 遼寧 沈陽　110166)

?

基于WED -3D GIS的大連市水信息平臺(tái)建設(shè)研究

辛帥

(遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局， 遼寧 沈陽110166)

【摘要】為了推動(dòng)大連市水利普查成果的廣泛應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)水利部提出的“四個(gè)一”目標(biāo)，大連市開展了基于WED -3D GIS的大連市水信息平臺(tái)建設(shè)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，依托大連市水利普查成果，通過采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、Silverlight技術(shù)、ArcGIS技術(shù)、WebGIS技術(shù)和3D地形渲染等技術(shù)，完成了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互管理，實(shí)現(xiàn)了水系結(jié)構(gòu)構(gòu)建、信息查詢?yōu)g覽、空間分析、統(tǒng)計(jì)分析、二三維聯(lián)動(dòng)、地圖操作、數(shù)據(jù)管理、打印輸出等功能，為水利普查成果的應(yīng)用提供了統(tǒng)一的平臺(tái)。

【關(guān)鍵詞】WED -3D GIS； 水信息平臺(tái)； 數(shù)據(jù)庫(kù)； 空間分析

1概述

完善的基礎(chǔ)水信息是實(shí)現(xiàn)水資源有序開發(fā)、健康利用、合理保護(hù)的基礎(chǔ)與前提。為了詳細(xì)掌握大連市基礎(chǔ)水信息情況，2010—2012年，大連市進(jìn)行了第一次全國(guó)水利普查。普查的主要內(nèi)容包括：河水河流、社會(huì)生活用水、工業(yè)用水、水利建設(shè) 、河流水庫(kù)開發(fā)應(yīng)用與治理、行業(yè)用水能力、水土保持與應(yīng)用、農(nóng)田水利、灌區(qū)用水、地下水利用與開發(fā)等。大連市在這次水利普查中取得了豐富的數(shù)據(jù)成果資料，如何整合、統(tǒng)一管理這些數(shù)據(jù)成為水利普查完成后的首要問題。因此，亟需要對(duì)大連市的水信息平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行深入而廣泛的研究，深入挖掘水利數(shù)據(jù)潛力，進(jìn)一步使普查成果服務(wù)于業(yè)務(wù)需求與管理[1]。

2水信息平臺(tái)建設(shè)

2.1基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫(kù)

通過大連市第一次全國(guó)水利普查，取得了大量的數(shù)據(jù)成果，為了使這些成果能夠充分發(fā)揮作用，建設(shè)基礎(chǔ)水信息數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理是十分必要的。結(jié)合數(shù)據(jù)量與訪問量的大小，選取SQL Server2005數(shù)據(jù)庫(kù)和ArcSDE管理空間數(shù)據(jù)作為主要數(shù)據(jù)源進(jìn)行研究。針對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)，延續(xù)水利普查引用的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展與補(bǔ)充；針對(duì)空間數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，融合多種不同來源的空間數(shù)據(jù)[2]。

2.2基礎(chǔ)水信息平臺(tái)

水信息平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)普查成果有機(jī)整合的載體，是為各業(yè)務(wù)部門提供服務(wù)的直接窗口[3]。綜合考慮水利普查成果并密切結(jié)合日常業(yè)務(wù)需要，系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)資源和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、ArcGIS技術(shù)、Silverlight技術(shù)、WebGIS技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互管理，實(shí)現(xiàn)了水系結(jié)構(gòu)關(guān)系構(gòu)建、多途徑信息查詢、空間分析、統(tǒng)計(jì)分析、二三維聯(lián)動(dòng)、地圖操作等功能，為實(shí)現(xiàn)水利普查成果的信息整合、平臺(tái)發(fā)布、高效利用提供平臺(tái)支持[4]。

3WEB-3D GIS水務(wù)信息平臺(tái)建設(shè)

WEB-3D GIS水務(wù)信息平臺(tái)的建設(shè)嚴(yán)格貫徹國(guó)家工信部制定的信息系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合大連市水務(wù)行業(yè)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，此平臺(tái)由水系結(jié)構(gòu)、專項(xiàng)查詢、二三維聯(lián)動(dòng)、空間分析、統(tǒng)計(jì)分析等五部分組成，涵蓋了水利普查各專項(xiàng)的成果查詢分析，提供了多類可視化展現(xiàn)形式，共同構(gòu)成了整個(gè)業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)[5]。

通過系統(tǒng)功能模塊分析，水務(wù)信息平臺(tái)主要包括10大功能：水系結(jié)構(gòu)、河湖水系和水文站、水利工程、水資源、農(nóng)業(yè)灌溉、水土保持、行業(yè)能力、二三維聯(lián)動(dòng)、空間分析和統(tǒng)計(jì)分析，如圖1所示。

3.1水系結(jié)構(gòu)

根據(jù)河流屬性數(shù)據(jù)之間的歸屬關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工，構(gòu)建全省水系樹狀結(jié)構(gòu)圖，能夠直觀體現(xiàn)出全省各河流的分布關(guān)系。點(diǎn)中河流后，能夠在地圖上快速定位，如圖2所示。

3.2各專項(xiàng)數(shù)據(jù)查詢

3.2.1查詢條件

如圖1所示，河湖水系和水文站、水利工程、水資源、農(nóng)業(yè)灌溉、水土保持和行業(yè)能力六個(gè)模塊均有數(shù)據(jù)查詢功能且功能類似，隨機(jī)選取其中一個(gè)進(jìn)行研究，如：水利工程下的水庫(kù)工程查詢、系統(tǒng)提供模糊查詢、快速查詢、按行政區(qū)劃查詢、按流域水系查詢、按所屬水資源三級(jí)區(qū)查詢、按規(guī)模分類查詢和高級(jí)組合查詢多種方式[6]，分別說明如下。

a.模糊查詢。與當(dāng)前各大搜索工具類似，在查詢引擎中不需要將水庫(kù)的全部信息或精準(zhǔn)信息輸入，只需要輸入水庫(kù)名中的一個(gè)或兩個(gè)字符，即可把包含此字符的水庫(kù)信息全部查詢出來。

b.快速查詢。選擇重要的或常用的水庫(kù)名稱列在此處，只要點(diǎn)擊此名稱，便可直接查詢其屬性信息，如圖3所示。

c.按行政區(qū)劃查詢。將大連市所屬區(qū)縣全部列出，選擇區(qū)縣后，只能查詢到相應(yīng)區(qū)劃內(nèi)的水庫(kù)。若選擇關(guān)聯(lián)到地圖，還可在地圖上切換顯示區(qū)域?yàn)榇诵姓^(qū)劃。不選擇則默認(rèn)為大連市，如圖4所示。

d.按流域水系查詢。流域水系包括松花江水系、遼河水系、遼東灣西部沿渤海諸河水系、遼東灣東部沿渤海諸河水系、遼東灣沿黃海諸河水系、鴨綠江水系、灤河及冀東沿海諸河水系[1]。選擇水系進(jìn)行查詢后，可將屬于此水系的水庫(kù)查出。水系間也可以進(jìn)行多選查詢，如圖5所示。

e.按所屬水資源三級(jí)區(qū)查詢。按照水庫(kù)所屬的水資源三級(jí)區(qū)進(jìn)行查詢，可進(jìn)行多選查詢，如圖6所示。

f.按規(guī)模分類查詢。按規(guī)模可將水庫(kù)分為大(1)型水庫(kù)、大(2)型水庫(kù)、中型水庫(kù)、小(1)型水庫(kù)和小(2)型水庫(kù)。

3.2.2查詢結(jié)果

查詢出的數(shù)據(jù)結(jié)果，包括列表和樹狀分類兩種呈現(xiàn)方式。

列表形式是將數(shù)據(jù)以列表形式列出，點(diǎn)擊條目可查看其屬性信息，并能夠在地圖上以該水庫(kù)為中心進(jìn)行緩沖區(qū)查詢，查找其他專項(xiàng)信息，如圖7所示。

樹狀分類顯示，以行政區(qū)劃樹狀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，列出每一級(jí)行政區(qū)劃下查詢出的結(jié)果條目數(shù)，直至最終需要查詢的具體水庫(kù)名稱，如圖8所示。

a.特性表。查詢結(jié)果以表格方式展現(xiàn)，提取水庫(kù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵字段作為表格的列名。此種方式的好處是能夠較詳細(xì)地掌握查詢的結(jié)果信息。

b.屬性信息。選擇列表或樹狀分類視圖中的查詢條目時(shí)，會(huì)彈出此水庫(kù)的屬性信息框，其中有信息概覽和詳細(xì)信息項(xiàng)，分別表現(xiàn)其關(guān)鍵信息和詳細(xì)信息，如圖9所示。

c.周邊查詢。在地圖上選擇水庫(kù)周邊的其他專項(xiàng)信息，能夠以形象的符號(hào)標(biāo)出，如圖10所示。

3.3二三維聯(lián)動(dòng)

提供二維數(shù)字地圖和三維場(chǎng)景間的流暢切換和數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，即在查詢二維信息的同時(shí)，三維場(chǎng)景中會(huì)立刻將視點(diǎn)切換至二維地圖上的區(qū)域，點(diǎn)擊三維場(chǎng)景上的某一位置，二維數(shù)字地圖的顯示范圍也相應(yīng)聯(lián)動(dòng)。此種方式能夠?qū)⒍S與三維進(jìn)行結(jié)合，并能夠更直觀地展現(xiàn)水利工程信息[8]。

3.4空間分析

在地圖上完成對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析功能，包括書簽、測(cè)量、空間查詢和水污染分析[9]。

a.書簽。在系統(tǒng)所列的地圖上對(duì)本次瀏覽的信息進(jìn)行標(biāo)注，下次登錄系統(tǒng)時(shí)可直接對(duì)標(biāo)注進(jìn)行點(diǎn)選打開本次瀏覽情況，將地圖顯示區(qū)域直接定位至此位置。此功能能夠記憶用戶的操作，便于在地圖上快速查找空間元素。

b.測(cè)量。在地圖上測(cè)量長(zhǎng)度、面積和選擇鼠標(biāo)點(diǎn)選的點(diǎn)坐標(biāo)位置。

c.空間查詢。根據(jù)用戶的需要確定查詢的專項(xiàng)名稱，利用多邊形、線段等在地圖上進(jìn)行繪制，可進(jìn)行此區(qū)域內(nèi)的此專項(xiàng)查詢操作。

d.水污染分析?，F(xiàn)有的比較成熟的一維水污染模型，可廣泛應(yīng)用于本平臺(tái)進(jìn)行分析和研究,即選擇一條河流和污染源后，便可完成對(duì)一維污染物的擴(kuò)散模擬。

3.5統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)于各專項(xiàng)的查詢結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析功能，增強(qiáng)水信息平臺(tái)的合理性和實(shí)用性。統(tǒng)計(jì)分析將分類、統(tǒng)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)字段結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)模塊化構(gòu)建，可根據(jù)簡(jiǎn)單的配置文件、專項(xiàng)的特點(diǎn)，配置每個(gè)專項(xiàng)不同的統(tǒng)計(jì)分類和方法[10]。

4結(jié)語

大連市水信息平臺(tái)自2011年初開始建設(shè)，于2011年底建成并通過驗(yàn)收。平臺(tái)運(yùn)行5年以來，系統(tǒng)穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)正常，為防汛抗旱、水資源、水利工程、水土保持等業(yè)務(wù)部門提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料以及相應(yīng)的成果分析，進(jìn)一步推進(jìn)了普查成果的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李玉濤,林衛(wèi)東.新鄭市淺層地下水資源研究[J].水資源開發(fā)與管理,2015(2):65- 68.

[2]姜廣田.遼寧省水田節(jié)水改造的可行性分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2015(3)：52-55.

[3]汪世國(guó).瑪納斯河流域水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)研究[J].水利建設(shè)與管理,2010(5):72-75.

[4]龍益輝.對(duì)廣西中小河流治理的探討[J].水利建設(shè)與管理,2012(1):29-32.

[5]馮趙云.中小水電站運(yùn)行管理的建議及對(duì)策[J].中國(guó)水能及電氣化,2009(Z1):81-83.

[6]國(guó)家電監(jiān)會(huì)研究室課題組.美國(guó)清潔能源和安全法簡(jiǎn)介[J].中國(guó)水能及電氣化,2009(8):52-54.

[7]王利偉.東方紅灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目水資源供需平衡分析[J].水資源開發(fā)與管理,2015(1):6-10.

[8]余昌福.寧夏地區(qū)發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的必要性及對(duì)策[J].水資源開發(fā)與管理,2015(1):53-56.

[9]程靜,蘇孝敏,張晨辰.干旱地區(qū)膜下滴灌技術(shù)甜瓜種植模式試驗(yàn)研究[J].水資源開發(fā)與管理,2015(1):57- 63,10.

[10]師忠耀.加強(qiáng)水利工程施工項(xiàng)目管理的思考[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2010(2):23-24,54.

Research on water information platform construction in Dalian on the basis of WED -3D GIS

XIN Shuai

(LiaoningDahuofangReservoirWaterTransferProjectConstructionBureau,Shenyang110166,China)

Abstract：Dalian water information platform construction is carried out in Dalian based on WED -3D GIS in order to promote wide application of Dalian municipal water survey results, and preliminarily achieve ‘four-one’ objectives proposed by the Ministry of Water Resources. B/S structure is adopted in the system. Water survey results in Dalian are relied, and database technology, Silverlight technology, ArcGIS technology, WebGIS technology, 3D terrain rendering and other technologies are adopted for completing interaction management between spatial data and attribute data. Water system structure building, information query browse, spatial analysis, statistical analysis, two and three dimensional linkage, map operation, data management, printing and other functions are realized, and a uniform platform is provided for applying water survey results.

Key words：WED -3D GIS; water information platform; database; spatial analysis

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.02.005

中圖分類號(hào)：TV212

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1005- 4774(2016)02- 0015- 05