水务地理信息系统的开发.doc

-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-水务地理信息系统的开发顾华奇蒯海沙周平华喻晓之（江西省第三测绘院江西省南昌市330046）TheDesignofWaterConservancyGeographicalInformationSystemBasingonGISKUAIhai-sha，ZHOUping-hua，YUxiao-zhi，GUhua-qi摘要：地理信息系统具有数据存储、查询、统计、图形显示、分析、模拟、决策和预测等功能，在水务部门中有着广泛的应用前景。本文以江西省一个县级水务部门委托我院开发的水务地理信息系统为例，论述了水务地理信息系统设计开发的全过程。关键词：地理信息系统、水务管理、C#.NET、数据库一、引言测绘信息网地理信息系统（GIS）通常泛指用于获取、储存、查询、综合、处理、分析、显示和应用地理空间数据及其与之相关其它信息的计算机系统。GIS以其独特的空间分析功能和属性信息相结合的方式，已广泛应用于资源管理、环境监测、灾害评估、城市规划等众多领域。水务管理与地理信息系统相结合，不仅能进一步提高水务信息管理水平，而且能开拓水务信息应用的新途径，实现“以信息化带动水务管理现代化”的目标，在水资源日益贫乏的今天，将能更好地为研究水务规律、制定水务政策这一与可持续发展战略相关的内容服务。作为县级水务部门，日常管理手段目前仍以传统的水务管理方式为主，这种管理方式已经难以应付今天日益复杂的水务环境，更不要说高层次多方位的水务管理了，因此，把各种与水务相关的数据信息，按照统一的数据规则，集成到地理信息平台上，对各种数据信息进行综合管理分析，为日常水务管理、信息监察及处理突发水务事件提供一个高效的、多方位的信息管理平台，将是非常重要的工作。二、系统目标规划1.系统总体目标水务地理信息系统将在该县水务部门的内部局域网上运行，以1：5万、1：1万地图数据库和遥感数据为基础地理数据，录入公共服务设施数据、水务专题数据，利用GIS技术和数据库技术，采用多用户浏览，集中管理维护的设计模式，对其管辖的的江河流域、水务设施、水务工程进行统一控制和管理，该系统将提供图文一体化的维护管理、综合查询等功能，为水务管理提供辅助决策依据。同时，为了维持数据具有较理想的现势性，可以对地图数据进行修改操作。通过建设以水务设施为主体内容的空间型专题地理信息系统，探索水务信息现代化管理和应用模式，从而促进水务部门对水务信息的高效管理和广泛、深层次的应用，将对水务部门管理方式向信息化、高效化的转变，起到一个非常重要的作用。2.系统建设的具体目标测绘信息网针对水务部门具体的需求情况，本系统达到了下列具体目标：（1）为水务信息管理提供一个共同的地理基础，建立统一完善的水务地理数据库。（2）以1：5万和1：1万基础地理数据为地理支撑，建立基于水务信息服务的数据仓库，实现综合数据的有效组织和管理。（3）系统管理、地图缩小、放大、移动等操作、属性数据管理、图形查询、属性数据查询、地图更新以及数据报表打印等功能。（4）专题信息的汇总、分析和报表输出等业务。三、总体设计测绘信息网1.系统总体结构框架-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-水务地理信息系统为三层结构模式，分为基础数据层、数据管理层、系统分析应用层。下图为系统总体结构框架示意图2.系统功能设计水务地理信息系统除了包括系统管理（主要包含系统权限管理、数据输入与输出等）的基础功能外，还包括数据管理和分析应用功能及水务工程专题信息的图形显示、浏览；图形、数据维护；报表打印；水务专题图制作；水务专题应用等功能，其中以下功能尤为重要。（1）数据管理功能，包括三个部分：水务地理信息数据库管理；水务数据仓库管理；元数据管理。（2）分析应用功能，按不同的应用要求划分为三个部分：综合服务功能；水务统计业务功能；基于水务信息的决策支持功能。四、系统实施路线测绘信息网1.选择系统数据数据是地理信息系统的灵魂和基础，而建立功能强大的信息系统更要选择和组织广泛的、结构合理的系统数据。（1）空间数据空间数据主要包括：1：5万DLG、1：5万DEM、1：1万DLG、1：1万DEM；还可以包括各种分辨率的航空遥感影像图和卫星遥感影像图。（2）水务专题数据水务专题数据主要包括：江河流域、水务设施、水务工程等，这些数据在分析应用中具有重要的决策意义。（3）其它相关数据测绘信息网在水务管理和建设的各个领域，水务数据往往和其它社会、经济等统计数据结合起来提供重要的辅助决策信息。水务地理信息系统应用平台决策支持子系统综合服务子系统水务专题子系统水务GIS数据库水务数据仓库1：5万DLG、DEM数据遥感影像数据公共服务设施数据1：1万DLG、DEM数据数据水务专题数据-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-2.组织与管理系统数据如何实现系统数据的有序组织和高效管理，是建立水务地理信息系统的关键。（1）数据的组织数据层主要负责对系统中数据库的管理和存放，可分为系统管理数据库部分和系统属性数据库部分。系统管理部分主要分用户权限管理、参数设置、地图索引以及日志管理等功能。系统属性数据管理部分主要对基础地理数据以及水务专题属性数据等存放。（2）数据关联策略数据关联是实现各种数据有机结合、形成统一整体的有效途径。实现数据的有效关联，应建立统一的地理框架，形成统一的地理编码。3.数据更新机制测绘信息网数据的更新可以制定一个比较灵活的机制，可在实践中进行不断的调整，不断完善的数据更新模式。4.水务地理数据库的建立数据库设计过程中通常的步骤和思路包括：用户需求分析、概念化设计、数据库详细设计、数据库总体实施。（1）用户需求分析用户需求分析，即明确了解系统的用户对数据库内容和行为的期望和要求。（2）概念化设计数据库概念化设计是从抽象的角度来设计数据库，是一个确立数据库模型的过程。（3）数据库详细设计水务地理信息数据库的详细设计可以分为五个方面的内容：数据源的选择；各种数据集的评价、各数据集的设计；元数据的产生；数据库具体存储和管理结构的设计。（4）数据库总体实施包括数据库的总体组织结构和数据库总体的框架的实施；各数据层的详细内容及结构的定义；数据的命名；元数据内容的定义等。其中数据总体的框架的实施主要包括：数据来源的设置、整体进行命名、设定各特征的最大最小范围、有效值、地图投影、图幅匹配及精度、线与多边形的拓扑关系及连续性、封闭性、质量控制的过程和内容、数据的各种文件和表格等。测绘信息网本项目选用数据库管理软件Oracle10g管理水务地理数据，数据库的管理的主要内容有：数据使用权限的设置；数据库更新过程中的质量控制和安全性考虑；数据库的恢复能力；合理管理单元的设定；数据库系统的网络考虑等。5.建立水务数据仓库数据仓库的设计将采用面向主题的自顶向下的设计方法。设计过程同传统数据库设计一样经历概念模型设计、逻辑模型设计和物理模型设计三个阶段，对于面向主题的数据仓库，分别对应数据仓库中的信息包图设计、星形图模型设计和物理数据模型设计。数据仓库为不同来源的数据提供一致的数据视图，一经与数据挖掘、联机分析处理等数据分析方法相结合，能使数据得到更充分的利用。建立以数据仓库为核心的综合决策支持系统，将决策支持系统技术与数据仓库技术有机地结合在一起，必将会更大限度地发挥对决策的支持作用。水务数据仓库以管辖区域综合数据库为源数据库，按一定的规则进行数据抽取、清洗、聚集和转换后入数据仓库。测绘信息网6.开发系统应用功能系统以目前比较成熟的大型地理信息系统软件平台ArcObject9.0，采用VC#.net开发水务专题子系统、综合服务子系统和决策支持子系统，与数据管理功能一起构成开放、统一、-专业文档，值得下载!-专业文档，值得珍藏！-灵活的水务地理信息系统。测绘信息网为了系统的安全与稳定，该系统对地图数据的修改只能通过管理员操作，其他用户只能对它进行浏览和查询，而无权对其进行修改。因此，该系统采用不同的身份登录取得不同的权限供不同的人员使用。（1）水务专题子系统如前面所述，水务专题子系统主要实现基于水务、地理等城市综合信息的GIS基本功能，主要包括下列部分：图形数据的显示和管理；信息查询检索；专题统计制图；空间分析功能；结果输出。（2）综合服务子系统以GIS作为图形管理手段，以管理信息系统作为事务和处理方法，两者相辅相成构成满足用户需求的管理信息系统。（3）决策支持子系统以地理信息系统软件ArcGIS为平台，以综合数据库和水务数据仓库为数据基础开发基于水务信息的决策支持系统。系统采用以数据仓库为核心的综合决策支持系统的建立模式，包括用户交互、数据分析和数据管理三个组成部分。五、水务地理信息系统功能的实现测绘信息网图1系统主界面系统管理功能包括系统各级权限管理、数据的导入与导出、历史数据的保存、系统登录与退出等。信息查询功能包括空间要素查询和