任皓晨

甘肅省科學(xué)院地質(zhì)自然災(zāi)害防治研究所 甘肅 蘭州 730000

《甘肅省暴雨洪水圖集》是首次對甘肅省長短歷時暴雨及中小流域雨洪水匯流規(guī)律進行全面系統(tǒng)分析研究，緊密結(jié)合我省自然地理氣候特性和工程設(shè)計的迫切需要研制出的一套全省性完整的暴雨洪水計算成果，為甘肅省不同地區(qū)提供了一套簡便有效的暴雨洪水計算方法，解決了我省短缺實測資料地區(qū)的中小流域設(shè)計洪水計算的迫切需要。由于其使用簡便，使用價值高，在地質(zhì)災(zāi)害防治、水利水電、防汛、水保、交通、城市建設(shè)及科研教學(xué)等部門有著廣泛的應(yīng)用，對生產(chǎn)和推進水文科技進步將發(fā)揮重要作用[1]。

在當(dāng)時計算機水平不發(fā)達、互聯(lián)網(wǎng)不普及的條件下，將復(fù)雜繁重的人工計算轉(zhuǎn)換為人工查圖表的方式以獲得相應(yīng)的參數(shù)、然后輔以少量計算的方式來推求設(shè)計洪水，是一種十分簡便高的效方法，在當(dāng)時及后來一段時期內(nèi)發(fā)揮了十分重要的作用。但隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)的突飛猛進的發(fā)展，這種在當(dāng)時簡便有效的人工查圖表方法就顯得費時費力，而且獲取參數(shù)的準(zhǔn)確度低、影響洪水計算結(jié)果的精度，漸漸成為制約圖集推廣應(yīng)用的瓶頸，不能滿足發(fā)展需要。

本文旨在設(shè)計一套輔助查詢地理信息系統(tǒng)，改進計算過程中查圖、查表的方式，以提高計算過程的自動化、快速化、準(zhǔn)確化，從而促進圖集更快更廣的應(yīng)用，同時也為其他省份改進水文圖集推求設(shè)計洪水提供參考。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 WebGIS技術(shù)

WebGIS即網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，是Internet技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)GIS在Web端的進一步擴展和完善。WebGIS不但具有傳統(tǒng)GIS的特點，而且使GIS成為了大眾使用工具，用戶可以在不同的地點進行空間數(shù)據(jù)發(fā)布、空間查詢檢索、空間模型的分析、信息資源共享等操作[2]。

1.2 ArcGIS for Sever技術(shù)

ArcGIS for Sever，原為ArcGIS Sever，是ESRI公司推出的功能強大的基于服務(wù)器的、幫助用戶創(chuàng)建企業(yè)級GIS應(yīng)用的專業(yè)平臺，通過ArcGIS for Sever可創(chuàng)建集中管理的、支持多用戶的、提供專業(yè)GIS功能的GIS應(yīng)用與服務(wù)，可實現(xiàn)在分布式環(huán)境下進行空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)編輯、地圖制圖、地理處理、空間分析等GIS功能。

2 功能設(shè)計與分析

2.1 用戶查詢文件載入模塊

在完成用戶信息確認(rèn)后，允許用戶根據(jù)自己收集數(shù)據(jù)，可直接上傳流域重心點位或流域邊界，并選擇確認(rèn)數(shù)據(jù)的格式和必要的元數(shù)據(jù)（如投影坐標(biāo)系統(tǒng)）等；用戶上傳完成后對數(shù)據(jù)進行格式檢查、元數(shù)據(jù)核對、數(shù)據(jù)預(yù)處理等，并反饋給用戶確認(rèn)，用戶確認(rèn)后將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端進行下一步操作。

2.2 空間數(shù)據(jù)分析查詢模塊

利用用戶確認(rèn)過的數(shù)據(jù)，在服務(wù)器端進行各項空間分析查詢等，主要包括：流域參數(shù)的自動提取、各歷時點雨量均值與點雨量變差系數(shù)自動查詢等。其中流域參數(shù)自動提取是根據(jù)載入的查詢文件，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)進行流域參數(shù)（面積、溝道比降、流域重心等）的計算與提取；各歷時點雨量均值與點雨量變差系數(shù)自動查詢是根據(jù)載入的查詢文件，對流域參數(shù)與各歷時點雨量均值和變差系數(shù)柵格數(shù)據(jù)進行空間疊置分析，獲取指定流域的各長短歷時的點雨量均值和變差系數(shù)等參數(shù)。

2.3 非空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)查詢模塊

本模塊功能是根據(jù)空間分析查詢的結(jié)果，關(guān)聯(lián)相應(yīng)的非空間數(shù)據(jù)，查詢模比系數(shù)、點面折減系數(shù)、流域形狀改正系數(shù)等。其中模比系數(shù)利用變差系數(shù)查詢模；流域點面折減系數(shù)利用流域面積、歷時、天氣相似區(qū)等查詢；流域形狀改正系數(shù)利用流域面積、流域形狀、歷時等查詢。

2.4 視圖瀏覽對比模塊

該模塊功能是將查詢的所有結(jié)果和相關(guān)原始圖表一并疊加顯示在網(wǎng)頁端，讓用戶通過目視對比確認(rèn)查詢結(jié)果。該功能可為用戶提供多樣化的瀏覽器端視圖選擇，主要涉及控制圖層顯示、比例尺顯示、圖例顯示、鷹眼圖顯示、圖層說明性信息顯示、視圖分屏顯示，透明度設(shè)置，卷簾工具（用于圖層對比）。

2.5 系統(tǒng)工具模塊

該模塊是具有系統(tǒng)整體控制功能的模塊，主要包括頁面刷新，操作撤銷，清除圖層，樹結(jié)構(gòu)圖層管理器，打印頁面工具等功能。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)設(shè)計基于WebGIS和ArcGIS for Sever技術(shù)設(shè)計，通過Web端載入用戶查詢數(shù)據(jù)，在后臺進行空間分析和關(guān)聯(lián)查詢等實現(xiàn)各參數(shù)的自動查詢，然后通過GIS Sever發(fā)布的相關(guān)空間數(shù)據(jù)，最后經(jīng)Web調(diào)用后顯示反饋至用戶。該系統(tǒng)設(shè)計不僅能夠很好地實現(xiàn)圖集中各參數(shù)的自動查詢，而且有利于提高參數(shù)的準(zhǔn)確度，進而有助于提高洪水計算結(jié)果的精度，具有較強的實用性和可擴展性。