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水利工程论文-GIS在深圳市三防指挥信息系统中的应用.doc

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水利工程论文-GIS在深圳市三防指挥信息系统中的应用.doc

水利工程论文GIS在深圳市三防指挥信息系统中的应用摘要深圳市三防指挥信息系统利用GIS技术,结合水利(水务)、防汛、抗旱的具体业务,建立了水情遥测数据处理分系统、工况监测数据处理分系统、水务行业三防信息管理分系统、决策支持分系统、水源优化调度分系统,提高了现代化管理水平。关键词GIS信息系统水情遥测数据处理一、深圳市三防指挥信息系统简介地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)是20世纪60年代初发展起来的一门边缘学科,它集合了计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学、应用数学、管理科学的知识。它的最显著特色是,既能处理空间数据,又能处理属性数据。深圳市三防指挥信息系统的硬件支持有四大部分(水情遥测、工况监测、水源调度、计算机广域网),与GIS关系密切的是计算机广域网,它为GIS提供运行的硬件平台。三防指挥信息系统目前采用C/S体系,其中S端(服务器端)操作系统为windowsNT,C端(客户端)操作系统为windows98数据库管理系统为MSSQLServer。上述软件均适合于Arc/Info的运行。随着技术的发展,现已部分采用C/B/S体系运行三防GIS系统。三防指挥信息系统的五大功能模块(即分系统三防信息管理、三防指挥决策支持、水源优化调度、水情遥测数据处理、工况监测数据处理)中,三防信息管理、水源调度、三防指挥决策支持等三个分系统最重要。这五个分系统的设计目标分别是1.水情遥测数据处理分系统根据深圳市的需要以及实际管理方式,并结合深圳市水务局已规划的监测网点,建立基本满足深圳市三防工作需要的水情自动遥测站网,并对数据进行处理。2.工况监测数据处理分系统对深圳市的中型、小(1)型水库的大坝及重要河堤、海堤进行安全监测,并对有关数据进行处理。3.水务行业三防信息管理分系统以Internet技术构建的三防Intranet计算机网及三防信息数据库为基础,能满足水务行业各种专业工作的要求,并为三防值班、会商及办公自动化提供综合信息查询服务。4.决策支持分系统对各种灾害的成灾范围、灾害等级、影响对象、影响程度进行预测、预报、预警,为减灾决策提供决策支持,对灾害造成的经济损失进行评估,并在灾后进行统计分析。5.水源优化调度分系统在分析深圳市水源、供水、用水需求的基础上,进行水源调度方案的规划、分析、统计和实施优化调度。二、GIS在三防指挥信息系统中的应用GIS在三防指挥信息系统中的应用,首先要满足三防指挥信息系统的设计目标所提出的要求。深圳市三防指挥信息系统五个分系统的设计目标如前所述,GIS的基本功能也在简介中作了介绍。现将两者结合起来,形成如下应用目标。1.数据的输入与存储(1)空间数据的输入。先要准备好有关的地图,包括各种比例尺的深圳市地形图、行政区划图、水系图、道路分布图、水利工程分布图、水文站网规划布置图、通信站网规划布置图、供水水源规划布置图等等。其中前面的四种是GIS的基础图,必须要有。(2)属性数据的输入。三防指挥信息系统共有120多个属性数据表,且将来还有可能增加。其中,绝大多数数据表都与地理位置信息有关。这些数据建库后,GIS可直接通过ODBC去访问它。属性数据中的静态数据手工录入,动态实时数据通过无线遥测网自动采集。2.数据的处理与输出要将GIS中的空间数据和属性数据在电子地图上巧妙地予以显示,这不单单是计算机程序编写的问题,其中还涉及了人机工程学、电脑艺术等,是GIS应用的重点。数据的处理和输出实质上也是用户对电脑所存储的信息的利用。(1)凡与地理位置有关的数据,均在GIS中处理,并以电子地图为背景输出。(2)空间数据抽象成点、线、面、体等地理要素。例如水库、城镇、村庄、建筑物等等在大比例尺的地图上是面,在小比例尺的地图上是点河道在大比例尺的地图上是带状,在小比例尺的地图上是线状堤防、公路、街道等都可以抽象为线行政区划、开发区、规划区、覆盖区、洪水淹没区、水土保持或水土流失地区等等都抽象为面水库蓄水量、地下水蕴藏量、土方挖填量等等都抽象为体。(3)属性数据与空间数据通过相同的地理位置坐标建立关联。这样,地理位置一旦用GPS定位仪确定,属性数据就可以显示出来,并可进行统计处理或决策支持处理。(4)电子地图显示同多媒体显示技术相互配合,使数据的输出更加生动、形象、丰富多彩。例如某地的静态数据除用文字、图表来显示外,还配以相应的画面、图片、动画或录像,并配音说明(目前尚在制作中),使呆板的数字能更直观地呈现在用户面前动态数据打算配上现场实况录像或采用虚拟现实的表现手法为了强调某些数据,还采用了闪烁、反白、变色、增加亮度等手法。对电子地图加以放大、缩小,或在图上漫游(甚至可采用虚拟现象的手法来模拟平面或空中漫游),并结合起来加以运用。3.三防GIS系统简介三防GIS系统1999年初开始建设,即将验收。系统的功能模块有风雨水潮、三防工程、系统设置三大部分。系统的操作平台是深圳市电子地图,为使图面简洁,初始画面的图层尽量少,待放大到一定的比例尺后,才自动增加有关的图层。风雨水潮部分包含风情信息、雨情信息、水情信息、潮情信息四个子模块。三防工程部分包含工程信息、人员机构、抢险救灾、灾情统计四个子模块。系统的基本功能是查询、统计、辅助决策三大类。查询以电子地图定位为主,选定查询的内容后,只要将光标定位于电子地图上任一点后单击(或双击),即可显示出相应的数据数据还可以分层叠加显示。上述数据还可以经过处理,进一步绘出等高线图、坡度坡向图、断面图等等。还可以任意指定某一区域,来查询与之有关的数据。查询也可以指定内容,来查找相应的地图要素。例如指定(输入)台风编号,可在电子地图上显示台风的路径,并表示出台风的移动状况,随着移动位置的不同,分别显示有关的数据〔如日期、时间、编号、名称、中心附近风速(及相当的风力等级)、某一级大风半径、中心气压、移动方向、移动速度、预计登陆地点与时间、实际登陆地点与时间、本地风速、风向、降雨量及时段等〕。指定某一地名或水工建筑物名称,并选定有关内容,可查到该地或建筑物在地图上的位置(包括同名地点的分布)及相关数据、工程图纸输入经纬度,可显示对应的位置等等。查询还揉合进多媒体技术与动画技术,例如,由某地出发到另一地,地图可自动显示出最优路径,如路线不通(需人工设置),系统能自动找寻另一条最优路径。正在考虑采用虚拟现实技术,当用户选择不同路线行进时,使之能在专门的窗口内显示前进时周围的环境。当然,这种应用需要很高的编程技巧和大量的相关资料(如录像等等),是一种锦上添花的做法,并非必需。统计与查询一样,也可以有两种方式一是按地点统计相关数据,二是按有关数据统计相应的特点。例如指定某一地点后,统计该处的降雨量年平均值、月平均值、年最大最小值、月最大最小值、日最大最小值或指定(键盘输入)降雨量统计值,显示符合该条件的降雨地点分布。决策支持与GIS结合,极大地提高了决策水平。统计与查询一般用在灾前和灾后,决策支持则用于情况紧急的灾中。所谓灾中,是指可能发生或已经发生灾害。对于可能发生的暴雨、台风、干旱等灾害,根据气象预报,预测灾害发生的时间、范围、严重程度,并作出相应的预防行动。当然,预测灾害可能发生不等于灾害一定会发生,因为这与气象预报的准确程度密切相关。针对已发生的灾情与险情,在电子地图上显示有关信息。输入地点、受灾人

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