抚仙湖流域三维数字化动态模型管理信息系统方案.doc

抚仙湖流域三维数字化动态模型管理信息系统方案云南省环境科学研究院2007-1-413一、 项目背景抚仙湖位于澄江县以南5公里处，距离昆明70多公里，是我国有名的淡水湖，这里的水质极佳，湖水清澈见底，最深处达155米，平均深87米，透明度达7-8米。湖内出产20多种经济鱼类，其中尤以抗浪鱼最具盛名，它也是抚仙湖的名贵特产。多年来，省、市、县各级政府对抚仙湖的保护和开发利用极为重视，也出台了很多保护措施和相关的管理办法，这对抚仙湖的保护、管理和开发利用起到了积极的作用。为了更好地对抚仙湖流域进行高效管理和开发，保障流域范围内的土地开发利用有序进行，需要建立抚仙湖流域的三维数字化可视化动态管理系统，系统对抚仙湖的相关信息进行定期更新、有机整合、科学管理，方便决策者对抚仙湖的现状、治理、开发和管理保护以最为直观、方便的手段进行信息查询、方案模拟、决策分析、调查研究，在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和可预见性。以达到科学管理和科学规划的目的，使这个著名的渡假胜地永放异彩。二、 系统设计思路从用户需求出发，以地理信息系统为载体，以抚仙湖管理专业数据库建设为核心，以抚仙湖管理业务应用为目的，实现抚仙湖管理各项信息的直观表达、便捷查询与分析，实现抚仙湖信息化管理。用户需求调研技术可行性分析数据支持度分析信息资源现状调研 系统框架设计 数据表内容设计数据库结构设计 数据库建设 系统功能需求细化系统设计流程图三、 系统功能需求及技术可行性3.1 管理者需要系统达成以下功能： 以1：10000流域地形图、卫星影像图和周围大比例尺地形图为基础，建立三维立体可视化动态显示环境。 在该环境下，实现植被、图斑、行政界线、道路、水系等系统总体，在地形、地貌、河流、水体、湖泊、公路、建筑等多来源数据信息的查询、分析、管理。具体包括： 湖泊径流范围及其属性信息； 湖泊流域生态保护规划及其属性信息； 湖泊流域污染治理规划及其属性信息； 禁止开发控制区范围及其属性信息； 禁渔区及禁渔期范围及其属性信息； 渔港码头及渔业科研基地信息； 水位变化及水量信息； 取水点分布及其属性信息； 人口分布信息； 湖泊流域植被、土地利用现状和规划及其属性信息； 出入湖河道位置信息及其属性信息； 湖泊流域水质检测站点位置信息及其属性信息； 湖泊流域污染源分布状态图及其属性信息，包括工业点源分布、生活面源分布（城区、农村）、污染治理工程分布； 水环境信息查询及管理； 湖泊流域污染治理及生态保护项目分布及其属性信息； 湖泊管理机构分布及其属性信息； 城镇现状及发展规划信息； 旅游开发现状及旅游开发规划管理； 系统数据的更新维护和系统管理。3.2 建设实施可行性分析从管理者的需求可以看出，系统囊括整个抚仙湖流域（含星云湖？）各项自然属性和社会属性，从区域背景到各专业领域诸多环节，内容纷繁，头绪复杂。整个系统构建在1:1万流域地形图的基础之上，1：1万流域地形图、卫星影像图和周围（1:5万、10万、25万？）比例尺地形图构成流域基础地形，作为系统基本载体，在可视化的情形下，实现全部湖泊信息的动态显示、查询、分析及其它管理功能。功能的实现在技术上是可以实现的，关键在于基础数据的支持情况。所属领域管理对象系统详细功能信息来源及资料可得性 本栏目表明支持系统功能的信息资源及其可获得性，以及数据资源的格式等实施难点及可行性系统环境流域基础地形可视化动态显示作为系统基本载体1：1万流域地形图、卫星影像图和周围（1:5万、10万、25万？）比例尺地形图用户提供？1:1万基础数据库建设是难点数据齐备的条件下可行流域社会经济背景人口人口分布的显示、查询、报表生成以乡镇为单位的统计数据可实现城镇现状与规划的显示、查询、报表生成有关规划和报告用户提供可实现旅游现状与规划的显示、查询、报表生成有关规划和报告用户提供可实现水环境管理湖泊径流径流范围及属性显示、查询、报表生成1:1万流域区水系用户提供？基础数据水位水位变化及水量信息的显示、查询、报表生成水资源调控及其模型用户提供数据齐备的条件下可行出入湖河道位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成1:1万流域区水系用户提供？可实现流域水质监测站点位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成以哪一级监测点为标准？用户提供可实现生态环境与污染控制植被、土地利用现状和规划及其属性信息的显示、查询、报表生成有关调查、规划和报告用户提供数据齐备的条件下可行污染源分布及其属性信息的显示、查询、报表生成以什么样的污染源为标准？用户提供数据齐备的条件下可行污染治理及生态保护项目分布及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行生态保护规划规划及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行污染治理规划规划及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行湖泊管理禁止开发控制区位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行禁渔区及禁渔期位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行渔港码头及渔业科研基地位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供数据齐备的条件下可行湖泊管理机构位置信息及其属性信息的显示、查询、报表生成用户提供可实现四、 系统结构分析系统分为底层数据库、Arc Server中间管理、用户业务应用系统三大部分，详细结构见图示。底层数据库考虑到整个流域多个专题，涉及到图形数据、文字信息等，数据量不会少，因此用Oracle进行数据库管理。在数据库与管理业务之间，用ArcSDE和Arc IMS进行图层管理、GIS功能实现。系统结构图五、 系统建设内容5.1 基础数据库建设5.1.1 基础地理数据库1：1万流域地形图、卫星影像图和周围（1:5万、10万、25万？）比例尺地形图。内容包括等高线、水系、政区、基础设施等。根据资料现状，这部分的工作可能差异很大，如果已有现成的数字化地图，格式又与ESRI系统兼容，只需要检查坐标、投影等有关信息，统一一下投影坐标即可入库；如果格式与ESRI系统不兼容，则需要进行格式转换再进行前述步骤；如果没有数字化地图，需要从头数字化，则需要投入的人力、财力、时间都将大大增加。5.1.2 基础社会经济数据库人口、经济、教育、旅游确定各项关注内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立数据库结构，完成数据入库。5.2 系统框架搭建实现基本GIS信息管理功能，包括图形二维、三维显示、漫游、查询（属性查询及空间查询）、缓冲分析、距离分析等；预留各项管理业务工作模块接口，实现各模块基本现状信息的显示、查询、分析功能。实现GIS专题图表内容的网络发布。5.3 流域社会经济背景信息管理5.3.1 人口信息管理实现人口数据库与空间数据库的关联，实现人口数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现人口数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.3.2 城镇信息管理确定城镇的各项关注内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域城镇属性数据库结构，完成数据入库。收集城镇（县城以上）的各项规划材料（以城镇发展规划为主），对规划图件进行加工处理，没有数字化的进行数字化，建立抚仙湖流域城镇空间信息数据库。实现城镇数据库与空间数据库的关联，实现城镇数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现城镇数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.3.3 旅游信息管理确定抚仙湖流域旅游方面的各项关注内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域旅游属性数据库结构，完成数据入库。收集抚仙湖流域旅游方面的规划材料，对规划图件进行加工处理，没有数字化的进行数字化，建立抚仙湖流域旅游空间信息数据库。实现抚仙湖流域旅游数据库与空间数据库的关联，实现旅游数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现旅游数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.4 水环境管理5.4.1 湖泊径流管理确定抚仙湖流域径流方面的各项关注内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；收集抚仙湖流域径流方面的各种空间表述材料，进行数字化；建立数据字典，建立抚仙湖流域径流数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域径流属性数据库与空间数据库的关联，实现径流数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现径流数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.4.2 水位管理确定抚仙湖流域水位方面的各项关注内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；收集抚仙湖流域水位方面的各种空间表述材料，进行数字化；建立数据字典，建立抚仙湖流域水位数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域水位数据库与空间数据库的关联，实现水位数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现水位数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.4.3 出入湖河道管理确定抚仙湖出入湖河道，完成空间数据库；对每条河道确定管理工作中关注各项的内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域出入湖河道属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域河道属性数据库与空间数据库的关联，实现各项河道数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现河道数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.4.4 水质监测站点管理确定抚仙湖水质监测站点（市级以上），完成空间数据库；对每个水质监测站确定管理工作中关注各项的内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域水质监测站点属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域水质监测站点属性数据库与空间数据库的关联，实现各项水质监测站数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现水质监测站数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.5 生态环境与污染控制5.5.1 植被、土地利用管理收集不同时期流域植被、土地利用资料，数字化并建立空间数据库；收集植被、土地利用相关规划，对规划图件进行数字化并进入空间数据库；确定管理工作中关注的植被、土地利用内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域植被、土地利用属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域植被、土地利用属性数据库与空间数据库的关联，实现植被、土地利用数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现植被、土地利用数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.5.2 污染源管理确定污染源位置，建立污染源空间数据库；确定管理工作中关注的污染源的内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域污染源属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域污染源属性数据库与空间数据库的关联，实现污染源数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现污染源与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.5.3 污染治理及生态保护项目管理确定污染治理及生态保护项目位置，建立污染治理及生态保护项目空间数据库；确定管理工作中关注的污染治理及生态保护项目内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域污染治理及生态保护项目属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域污染治理及生态保护项目属性数据库与空间数据库的关联，实现污染治理及生态保护项目数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现污染治理及生态保护项目数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.5.4 生态保护规划管理收集生态保护规划资料，对图件进行数字化，建立规划空间数据库；确定管理工作中关注的生态保护规划内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域生态保护规划属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域生态保护规划属性数据库与空间数据库的关联，实现生态保护规划数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现生态保护规划数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.5.5 污染治理规划管理收集污染治理规划资料，对图件进行数字化，建立规划空间数据库；确定管理工作中关注的污染治理规划内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域污染治理规划属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域污染治理规划属性数据库与空间数据库的关联，实现污染治理规划数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现污染治理规划数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.6 湖泊管理5.6.1 禁止开发控制区管理收集禁止开发控制区资料，对图件进行数字化，建立控制区空间数据库；确定管理工作中关注的禁止开发控制区内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域禁止开发控制区属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域禁止开发控制区属性数据库与空间数据库的关联，实现禁止开发控制区数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现禁止开发控制区数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.6.2 禁渔区及禁渔期管理收集禁渔区资料，对图件进行数字化，建立禁渔区空间数据库；确定管理工作中关注的禁渔区及禁渔期内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域禁渔区及禁渔期属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域禁渔区及禁渔期属性数据库与空间数据库的关联，实现禁渔区及禁渔期数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现禁渔区及禁渔期数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.6.3 渔港码头及渔业科研基地管理收集渔港码头及渔业科研基地资料，对图件进行数字化，建立渔港码头及渔业科研基地空间数据库；确定管理工作中关注的渔港码头及渔业科研基地内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域渔港码头及渔业科研基地属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域渔港码头及渔业科研基地属性数据库与空间数据库的关联，实现渔港码头及渔业科研基地数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现渔港码头及渔业科研基地数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。5.6.4 湖泊管理机构管理收集抚仙湖湖泊管理机构资料，对图件进行数字化，建立湖泊管理机构空间数据库；确定管理工作中关注的湖泊管理机构内容，完成指标筛选，并根据选定指标设计数据表，收集所需数据；建立数据字典，建立抚仙湖流域湖泊管理机构属性数据库结构，完成数据入库。实现抚仙湖流域湖泊管理机构属性数据库与空间数据库的关联，实现湖泊管理机构数据在GIS图层上的二维、三维显示，实现湖泊管理机构数据与其它数据图层之间的属性查询及空间查询与显示。六、 投