石磊

摘 要：水利部自2002年提出以“國家防汛指揮系統(tǒng)”為核心的“金水工程”以來，信息化建設進程加快。水利信息化是傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變的重要手段，是信息時代下加強農(nóng)村水利工程管理的新體系、新模式。實踐中，仍然存在各自為政、信息共享困難、重復建設的問題，整合與統(tǒng)一部署迫在眉睫。按照水利部關于農(nóng)村水利管理信息系統(tǒng)建設的要求，該文綜合運用現(xiàn)代技術手段對農(nóng)村水利業(yè)務流程進行規(guī)范，將離散性的、多中心的數(shù)據(jù)處理群體，進行有效整合和高效管理，開發(fā)完整的基于互聯(lián)網(wǎng)的應用軟件系統(tǒng)。以實現(xiàn)農(nóng)村水利工程決策的實時化、科學化、自動化，切實提高農(nóng)村水利工程建設的管理水平，及時的為農(nóng)村水利建設提供有效的服務。

關鍵詞：農(nóng)村水利管理 信息系統(tǒng) 設計

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0017-02

1 農(nóng)村水利管理信息系統(tǒng)建設的必要性和迫切性

農(nóng)村水利工程信息平臺以信息共享為目標，以網(wǎng)絡化辦公為支撐，以信息安全為保障，對于提高日益增多的信息的分析能力和應用程度，改變原有的管理模式和傳統(tǒng)的工作方式具有重要的現(xiàn)實意義。

1.1 提高了農(nóng)村水利工程建設管理水平與服務能力。

建立水利全面信息化的整體框架，將農(nóng)村水利工程的大量相關資料信息在同一平臺下顯示、查詢、分析和統(tǒng)計 ，并對這些資料信息進行了全面集成，在信息系統(tǒng)建設的基礎上實現(xiàn)農(nóng)村水利工程決策的實時化、科學化、自動化，切實提高農(nóng)村水利工程建設的管理水平，及時的為農(nóng)村水利建設提供有效的服務。

1.2 有利于實現(xiàn)資源的增值與共享。

通過該系統(tǒng)對整個農(nóng)村水利工程信息進行整合，真正實現(xiàn)信息的共享，有效避免“信息孤島”，打破信息壁壘和填平數(shù)字鴻溝，減少重復建設，降低信息獲取成本，提高整體技術水平，充分發(fā)揮地理信息在水利工程建設宏觀決策、應急管理、服務廣大農(nóng)民等方面的保障服務作用，發(fā)揮信息資源的最大效益。

1.3 有利于推動農(nóng)村水利工程建設的發(fā)展

農(nóng)村水利工程信息平臺的建設與運行將使工程管理從傳統(tǒng)紙質(zhì)圖表文件提升為在線的電子信息服務，從以往的相對靜態(tài)服務逐步發(fā)展為實時綜合服務。這一方面會帶動工程信息獲取實時化、處理自動化、服務網(wǎng)絡化和應用社會化等方面的技術創(chuàng)新與系統(tǒng)研發(fā)，另一方面將為進行信息資源的增值服務提供開發(fā)環(huán)境，有力地促進農(nóng)村水利工程信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 系統(tǒng)框架結(jié)構設計與數(shù)據(jù)組織

該文基于地理信息技術，探索系統(tǒng)架構的設計思路和水利工程空間和屬性數(shù)據(jù)的高效組織方法，以滿足遠程會商、工程管理及規(guī)劃、日常辦公等多種工作的需求。系統(tǒng)框架結(jié)構如圖1所示：

數(shù)據(jù)的組織主要包括空間數(shù)據(jù)的組織和屬性數(shù)據(jù)的組織兩個部分。空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通過唯一的標識（FID）實現(xiàn)一一對應的關系，是進行空間信息和屬性信息查詢的關鍵?？臻g數(shù)據(jù)主要采用shp文件來組織，每個圖層包括特點的數(shù)據(jù)集，如道路、河流等，shp文件主要是由arccatalog工具中的geodatabase數(shù)據(jù)庫來管理。屬性數(shù)據(jù)用于描述事物或?qū)ο蟮奶卣鳎饕ㄟ^關系數(shù)據(jù)庫sql server進行數(shù)據(jù)的編輯、修改和更新，來維持屬性信息的實時性、準確性和邏輯一致性。

3 系統(tǒng)需求分析與功能設計

作為一個開放的資源共享和應用集成系統(tǒng)，農(nóng)村水利工程信息平臺應能夠為各級水利部門提供信息共享、快速查詢等便捷服務。具體來講，應能夠?qū)崿F(xiàn)以下核心功能模塊：

3.1 地理信息核心引擎模塊

該模塊主要實現(xiàn)基礎地理信息數(shù)據(jù)的地圖服務、水利專題地理信息數(shù)據(jù)的地圖服務等。具體包括：地圖顯示與瀏覽、圖層控制等。地圖顯示與瀏覽主要實現(xiàn)諸如視圖的放大縮?。惶囟ū壤膱D形顯示；視圖的漫游；全景瀏覽；快速定位；活動層設置；標注的動態(tài)顯示；鷹眼功能等。圖層控制功能根據(jù)工程類型分為不同的圖層，圖層的顯示與否可根據(jù)需要控制顯示圖層，與基礎地理圖層疊加顯示，方便分析和查看。例如，使用者通過“圖層配置”提供的功能用戶可隨意調(diào)整圖層顯示順序、編輯圖層顯示風格。主要包括圖層命名、符號可視化配置和標注設置等部分內(nèi)容。具體有修改圖層名稱、設置圖層類別、控制圖層可見、設置圖層顯示比例尺、配置圖層符號、線寬，面色、邊界色以及字體、字號、字體顏色等標注風格。

3.2 水利專題圖層智能化快速生成模塊

針對農(nóng)村水利建設過程中形成的大量文字、圖表文件，該功能集數(shù)據(jù)信息提取、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)可視化顯示等功能于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)由水利工程屬性數(shù)據(jù)到地理數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)化。專題地圖可以隨時更新，若有新增或修改數(shù)據(jù)，將最新數(shù)據(jù)通過動態(tài)生成模塊制成新的圖層，并在系統(tǒng)中實現(xiàn)同步更新。

3.3 水利專題信息查詢、定位模塊

信息查詢主要包括空間要素查詢、屬性信息查詢以及二者交互查詢，查詢出來的結(jié)果以信息列表的形式顯示，選擇列表中的某條記錄，可把視圖定位到該記錄，準確獲取目標對象的地理位置信息，同時還可以查看目標對象的相關屬性信息。

在地名地址數(shù)據(jù)庫的支撐下，輸入項目所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或行政村的名稱，運用數(shù)據(jù)庫的索引機制，與水利工程信息通過ID標識聯(lián)系起來，快速查到該區(qū)域的項目信息列表，點擊列表中的目標對象，電子地圖聯(lián)動定位的工程所在位置，并顯示工程詳細信息。系統(tǒng)在查詢過程中遵循從文到圖、從圖到文兩種交替查詢方式。既可以在地圖上通過鼠標單擊、雙擊等事件獲取某一實體圖元的相關信息。也可以通過數(shù)據(jù)庫屬性直接找到該屬性對象所對應的地圖位置。同時，用戶可以查詢要求能夠和與之相關的文檔、圖片、視頻、圖件等信息進行鏈接，點擊相應功能按鈕能彈出這些資料的詳細信息，實現(xiàn)圖文查詢一體化。

3.4 水利信息網(wǎng)絡發(fā)布與管理模塊

普通用戶主要通過門戶網(wǎng)站查看獲得所需的農(nóng)村水利地理信息服務，專業(yè)用戶則可通過后臺管理系統(tǒng)，對水利信息進行管理、編輯工作，實現(xiàn)農(nóng)村水利信息的實時快速更新。

4 基于模塊化的系統(tǒng)功能實現(xiàn)方法

4.1 多尺度、多類型地理信息數(shù)據(jù)顯示機制

系統(tǒng)采用基于胖服務器端/瘦客戶端模式實時進行地圖發(fā)布，客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)請求時，服務器端實時的處理空間數(shù)據(jù)，并將生成的數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端。核心部分是C++語言編寫的地圖操作模塊，利用GEOS、OGR/GDAL對多種矢量和柵格數(shù)據(jù)的支持，通過Proj.4共享庫實時的進行投影變換。同時，還集合PostGIS和數(shù)據(jù)庫PostgreSQL對地理空間數(shù)據(jù)進行存儲和SQL查詢操作，基于OpenLayers、ka-map、MapLab、Cartoweb 和Chameleon 等一系列客戶端JavaScript API來支持對地理空間數(shù)據(jù)的傳輸與表達，并且遵守OGC制定的WMS、WFS、WCS、WMC、SLD、GML 和Filter Encoding 等一系列規(guī)范。

4.2 地圖共享服務

共享服務的實現(xiàn)，主要從3個方面進行實現(xiàn)。

（1）共享服務核心組件：利用C++語言編寫成DLL或EXE文件，形成Windows Web組件服務。利用CGI技術，為客戶端提供地圖共享服務。（2）共享服務地圖工程配置：將地圖服務發(fā)布配置在某個地圖工程文件里面，系統(tǒng)通過CGI接口調(diào)用工程配置文件，從而實現(xiàn)對共享接口的調(diào)用。（3）客戶端地圖服務接口編程：客戶端使用大量JavaScript函數(shù)庫，同時結(jié)合OpenLayers WebGIS控制技術，對外提供各種服務。

4.3 網(wǎng)絡地理信息索引服務

系統(tǒng)依靠SQL Server建立了數(shù)據(jù)庫地理信息空間數(shù)據(jù)庫，將水利工程建設信息、地名地址數(shù)據(jù)存放在里面，并建立了空間索引服務。運用SqlServer數(shù)據(jù)庫，建立農(nóng)村水利工程信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可以分為三類：空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)（包括圖像、文本等）。通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存貯，兩者通過ID標識建立連接關系。通過C#編寫的入庫程序，將規(guī)范化后的數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)水利工程空間信息和屬性信息的數(shù)據(jù)庫存儲。

5 結(jié)語

該文所設計的農(nóng)村水利工程信息平臺在智能化快速成圖、按需顯示和圖形化表達方面具有一定的優(yōu)勢。

5.1 智能化快速成圖

根據(jù)專題圖層的要求及其制圖規(guī)范的要求，系統(tǒng)能夠?qū)⒚恳活悓ｎ}圖層抽象出相應的制圖方案，制定相關參數(shù)，利用設計好的各種用戶友好界面，引導用戶按照需求添加標準參數(shù)信息，系統(tǒng)將進行自動完成數(shù)據(jù)的處理和符號化工作，自動生成專題圖層，無需人工干預實現(xiàn)快速成圖。

5.2 專題數(shù)據(jù)疊加顯示

系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)專題圖層在互聯(lián)網(wǎng)定制顯示功能，將農(nóng)村水利工程的影響范圍以可視化的形式進行展示，結(jié)合電子地圖上的地理信息、地名地址信息，讓用戶十分直觀的了解水利工程的作用范圍。

5.3 圖形化表達工程信息

系統(tǒng)對水利工程中以報表、文字等結(jié)構單一、形式枯燥的方式表達的信息內(nèi)容進行分析整理，從中提取、整合出有用信息資源，結(jié)合電子地圖數(shù)據(jù)，使這些有用的信息資源以更加準確、高效、直觀、形象的表達出來。

參考文獻

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