李鵬學(xué)，于國(guó)斌

(1.涼州區(qū)水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，甘肅 武威 733000；2.甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心，甘肅 蘭州 730000)

隨著國(guó)家基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的快速推進(jìn)，“天地圖”已成為各個(gè)行業(yè)信息化建設(shè)不可缺少的重要支撐平臺(tái)。水利行業(yè)對(duì)電子地圖有著天生的依存，而且隨著水利信息化的推進(jìn)，這種依存度越發(fā)緊密。把“天地圖·甘肅”與水利行業(yè)的應(yīng)用需求和業(yè)務(wù)特點(diǎn)相結(jié)合，研發(fā)的涼州區(qū)水利工程規(guī)劃與管理地理信息系統(tǒng)，在水利工程規(guī)劃、管理、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、應(yīng)急救援等方面都取得了一定成果，基本解決了以往電子地圖在水利應(yīng)急、工程規(guī)劃與管理等工作中的局限性、時(shí)效性和信息共享服務(wù)方面的制約問(wèn)題。

1 “天地圖”服務(wù)資源

“天地圖·甘肅”是“天地圖”的甘肅省省級(jí)節(jié)點(diǎn)，是甘肅省區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)地理信息資源最豐富、數(shù)據(jù)最權(quán)威的基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，“天地圖”以矢量、影像、暈渲3種模式提供服務(wù)。提供的涼州區(qū)影像及矢量電子地圖瓦片詳細(xì)至18級(jí)，對(duì)應(yīng)顯示比例尺約為1∶2000，地面分辨率約0.6m，可為水利專題系統(tǒng)提供中、大比例尺基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)。

在服務(wù)資源方面，“天地圖”開放地名地址查詢、網(wǎng)絡(luò)地理處理、路網(wǎng)分析等接口，可為水利專題系統(tǒng)提供相應(yīng)的查詢、定位、分析等服務(wù)，輔助水利工程規(guī)劃與管理等工作。

在二次開發(fā)方面，利用“天地圖”Web API通過(guò)API和定制的前置服務(wù)，可以開發(fā)出具有豐富功能的服務(wù)于水利工程規(guī)劃與管理的WebGIS應(yīng)用。

2 “天地圖”與水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成

2.1 “天地圖”與水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成方式

“天地圖”與水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的集成采用“服務(wù)調(diào)用+自建應(yīng)用系統(tǒng)”的集成模式實(shí)現(xiàn)，即基于Internet的業(yè)務(wù)應(yīng)用通過(guò)跨域訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)“天地圖”遠(yuǎn)程服務(wù)資源與水利專題系統(tǒng)的集成，基于局域網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用通過(guò)“天地圖”的前置服務(wù)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)“天地圖”數(shù)據(jù)和服務(wù)的訪問(wèn)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

2.2.1地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)

地理實(shí)體數(shù)據(jù)是根據(jù)任務(wù)空間化掛接的需求，對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)容提取、分層細(xì)化、數(shù)據(jù)組織重構(gòu)、分類代碼轉(zhuǎn)換、一致性處理、對(duì)象化處理等過(guò)程而形成的。

利用“GEOWAY FrameData公共地理框架數(shù)據(jù)加工軟件”，對(duì)主要數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)交換、方案加載與整理、構(gòu)建拓?fù)洹⒁貙?shí)體化、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、數(shù)據(jù)拼接、要素溶解、成果提交等一系列程序完成處理，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的實(shí)體化。涼州區(qū)水利工程規(guī)劃與管理地理信息系統(tǒng)地理實(shí)體數(shù)據(jù)建設(shè)采用1∶10000框架數(shù)據(jù)，加工涼州區(qū)全區(qū)域境界、水系、道路等數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1 地理實(shí)體數(shù)據(jù)處理流程

2.2.2水利工程專題數(shù)據(jù)庫(kù)

水利專題數(shù)據(jù)是信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)的重點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)各種重要功能的依托。按要素類型可以分為點(diǎn)狀、線狀、面狀三類數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)的SHAPE格式類型分別為Point、Line、Polygon。根據(jù)GIS的分層概念和水利專題數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)水利專題數(shù)據(jù)概念模型，水利專題圖層由點(diǎn)狀實(shí)體、線狀實(shí)體、面狀實(shí)體數(shù)據(jù)組成。點(diǎn)狀實(shí)體由點(diǎn)和指明點(diǎn)特征的屬性組成，點(diǎn)由幾何坐標(biāo)定位；線狀實(shí)體由弧段和指明弧段特征的屬性組成，弧段由一系列坐標(biāo)點(diǎn)描述。水利專題數(shù)據(jù)中的每類數(shù)據(jù)都可以分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分。空間數(shù)據(jù)描述目標(biāo)對(duì)象的空間位置、幾何形狀以及與其他對(duì)象的空間關(guān)系等，包括點(diǎn)、線、面等要素；屬性數(shù)據(jù)描述與空間位置沒有直接關(guān)系的那些數(shù)據(jù)，如機(jī)井名稱、井深、井型、產(chǎn)權(quán)歸屬、取水許可證號(hào)等?？臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是相互關(guān)聯(lián)而不是孤立的，因此必須合理組織數(shù)據(jù)，滿足系統(tǒng)建立多種功能的需要。系統(tǒng)基于SQL SERVER2008數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件和ArcGIS10.3軟件體系，結(jié)合ArcSDE10.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎對(duì)空間數(shù)據(jù)組織、管理、結(jié)構(gòu)上的技術(shù)要求，完成涼州區(qū)范圍內(nèi)的水利專題6大類、145個(gè)子圖層數(shù)據(jù)的入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)水利專題數(shù)據(jù)的集成和有效管理，如圖2所示。

圖2 水利專題數(shù)據(jù)實(shí)體關(guān)系圖

3 水利工程規(guī)劃與管理信息化系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 功能模塊結(jié)構(gòu)

圍繞水利工程規(guī)劃與管理各類信息業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計(jì)。系統(tǒng)功能模塊分為兩類，即用戶權(quán)限管理模塊與業(yè)務(wù)功能模塊。用戶權(quán)限管理模塊是系統(tǒng)數(shù)據(jù)合理使用及安全的保障，用戶可以訪問(wèn)而且只能訪問(wèn)自己被授權(quán)的資源。業(yè)務(wù)功能模塊是系統(tǒng)的重點(diǎn)部分，主要實(shí)現(xiàn)地圖操作、工程管理、工程規(guī)劃、文件管理、輔助工具等業(yè)務(wù)功能，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

3.2.1形成“涼州水利一張圖”

系統(tǒng)基于“天地圖·甘肅”前置服務(wù)，在完成涼州區(qū)水利工程專題數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)“入庫(kù)上圖”，根據(jù)需求添加水系、等高線、境界、水利工程專題數(shù)據(jù)。通過(guò)圖層控制，以樹形結(jié)構(gòu)方式顯示不同范圍、不同類型工程的“矢量”圖層，并可對(duì)圖層進(jìn)行透明度、上移、下移、放大、縮小及屬性查詢，構(gòu)建形成“涼州水利一張圖”?；凇疤斓貓D”的水利工程管理模塊實(shí)現(xiàn)了水利專題信息集中存儲(chǔ)，一張圖式直觀展示水利專題空間分布，有效解決以文件形式傳統(tǒng)管理造成的信息展示不直觀、查閱不方便、難以統(tǒng)計(jì)等問(wèn)題。

3.2.2輔助開展工程規(guī)劃

充分發(fā)揮“天地圖”直觀展示、空間分析的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)基于絕對(duì)海拔高程值GP服務(wù)，以形成的“涼州水利一張圖”做為水利工程“規(guī)劃基礎(chǔ)藍(lán)圖”，通過(guò)查詢、標(biāo)注、提取地圖上任意位置、區(qū)域等高線和高程數(shù)據(jù)，在免去野外勘測(cè)工作的情況下，為渠道、管道、河道等水利工程規(guī)劃提供依據(jù)，同時(shí)，可根據(jù)某組經(jīng)緯度坐標(biāo)所包含的地理范圍反算出相對(duì)應(yīng)的圖片坐標(biāo)范圍，輔助進(jìn)行水利工程剖面的繪制。系統(tǒng)提供了繪圖與測(cè)量工具，可在地圖上標(biāo)注點(diǎn)、線、面圖形以及文字信息，測(cè)量任意距離、范圍的長(zhǎng)度、面積，支持標(biāo)注結(jié)果的保存、編輯等操作，并按比例尺大小打印出圖，輔助進(jìn)行水利工程平面布置圖的繪制，提高了水利工程規(guī)劃的科學(xué)性與便利性。

3.2.3構(gòu)建涼州“互聯(lián)網(wǎng)+天地圖+水利”體系

系統(tǒng)以灌區(qū)為單元，分散采集水利專題數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行適時(shí)動(dòng)態(tài)編輯更新，并以灌區(qū)為組顯示圖層。系統(tǒng)權(quán)限管理上，采取水務(wù)局后臺(tái)集中統(tǒng)一管理，向各灌區(qū)分配用戶端口并進(jìn)行授權(quán)，既保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)合理使用及安全，又為數(shù)據(jù)共享提供了方便。各用戶可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，鑒于系統(tǒng)工程規(guī)劃模塊涉及等高線等涉秘?cái)?shù)據(jù)，系統(tǒng)布設(shè)了外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)兩套系統(tǒng)。內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)由水務(wù)局統(tǒng)一管理，可訪問(wèn)全部?jī)?nèi)容，外網(wǎng)系統(tǒng)受保密有關(guān)規(guī)定限制，不能訪問(wèn)等高線等涉秘?cái)?shù)據(jù)，構(gòu)建形成了“灌區(qū)節(jié)點(diǎn)分散采集、動(dòng)態(tài)更新+區(qū)水務(wù)局后臺(tái)集中管理+水務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享使用”模式，可及時(shí)、全面掌握全區(qū)范圍內(nèi)水利專題資源的利用現(xiàn)狀、總量等信息，進(jìn)一步提高全區(qū)水利工程規(guī)劃與管理信息化水平。

3.2.4為水利管理特色服務(wù)提供支撐

在系統(tǒng)提供的“天地圖”上按照不同顏色標(biāo)注各河道可采區(qū)、禁采區(qū)、保留區(qū)等采砂規(guī)劃管理區(qū)域；按照河長(zhǎng)制管理的要求，標(biāo)注了各級(jí)河長(zhǎng)管理段落范圍、河長(zhǎng)信息、河道管理情況等；設(shè)置了應(yīng)急處理模塊，提供了路徑分析、地名地址搜索、快速定位、應(yīng)急標(biāo)注、查看隱患點(diǎn)周圍設(shè)施等功能，可適時(shí)查詢洪澇災(zāi)害發(fā)生地區(qū)的道路狀況、就近醫(yī)院、避險(xiǎn)點(diǎn)等。通過(guò)實(shí)體服務(wù)與水利專題要素服務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，為河道采砂審批監(jiān)管、河長(zhǎng)制責(zé)任落實(shí)、防汛應(yīng)急搶險(xiǎn)等水利管理工作提供信息數(shù)據(jù)支撐。

3.2.5報(bào)表及決策服務(wù)

通過(guò)系統(tǒng)可查看工程有關(guān)詳細(xì)信息、檔案資料、照片等數(shù)據(jù)，并可將所有滿足條件的信息顯示到查詢結(jié)果表與工作地圖中。查詢統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以餅狀圖、柱狀圖等的形式呈現(xiàn)，還可以Word、Excel、PDF等格式導(dǎo)出，對(duì)存儲(chǔ)的照片可以下載到本地，對(duì)需要的地圖可進(jìn)行截圖、拼圖、打印出圖。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)管理的政策法規(guī)、業(yè)務(wù)規(guī)程、工作方案、工程、灌溉等管理相關(guān)文件的瀏覽、下載、刪除等功能，為統(tǒng)計(jì)報(bào)表和管理決策提供支持。

4 結(jié)語(yǔ)

按照水務(wù)部門實(shí)際工作需求，對(duì)“天地圖”服務(wù)于水務(wù)業(yè)務(wù)決策管理的應(yīng)用模式進(jìn)行了研究實(shí)踐，以涼州區(qū)水利工程規(guī)劃與管理地理信息系統(tǒng)為例，建立形成了“水利一張圖”式水務(wù)應(yīng)用模式、“互聯(lián)網(wǎng)+天地圖+水利”體系，實(shí)現(xiàn)了天地圖資源服務(wù)和水利專題服務(wù)的聚合，為水務(wù)部門及時(shí)全面地掌握水利資源信息、開展工程規(guī)劃與管理提供及時(shí)、便利、科學(xué)的地理信息服務(wù)。在今后推廣應(yīng)用中，要把好基礎(chǔ)資料的收集和錄入關(guān)口，做好相關(guān)管理人員的培訓(xùn)，建立系統(tǒng)運(yùn)行管理機(jī)制，充分挖掘系統(tǒng)功能，使系統(tǒng)在實(shí)際工作中發(fā)揮更大的作用。