开发建设项目水土保持监测管理系统建设方案(DOC 35页).doc

开发建设项目水土保持监测管理系统建开发建设项目水土保持监测管理系统建 设方案设方案 目目 录录 1项目建设的背景项目建设的背景 4 2项目建设的必要性项目建设的必要性 5 2 1现状分析 5 2 2必要性分析 6 3项目建设的目标项目建设的目标 7 3 1近期目标 7 3 2远期目标 7 4建设内容建设内容 8 4 1健全开发建设项目水土保持监测标准体系 8 4 2运行环境建设 8 4 3数据库建设 8 4 4数据处理与入库 9 4 5应用系统开发 9 4 6系统集成 9 5技术方案设计技术方案设计 10 5 1标准和规范建设 10 5 2系统总体结构设计 10 5 2 1设计原则 10 5 2 2系统总体结构 11 5 2 3应用系统设计 14 5 3应用系统功能设计 16 5 3 1监测数据导入子系统 16 5 3 2监测资质单位信息管理子系统 17 5 3 3项目基本情况管理子系统 17 5 3 4水土保持监测信息动态管理子系统 18 5 3 5监测成果管理子系统 18 5 4数据处理与入库 21 5 4 1数据处理及入库方案 21 5 4 2数据处理与入库原则 21 5 4 3数据内容及其来源 22 5 5数据库设计 22 5 5 1数据库选型 22 5 5 2元数据设计 22 5 5 3数据库概念结构设计 23 5 5 4数据库逻辑结构设计 24 5 5 5数据表结构设计 25 5 6系统实现与集成 25 5 6 1系统开发平台与工具 25 5 6 2系统运行环境配置 26 5 6 3系统集成 27 6项目可行性分析项目可行性分析 28 6 1理论可行性 28 6 2技术可行性 28 6 3社会可行性 28 6 4经济效益可行性 29 6 5项目可操作性 29 7建设成果建设成果 29 8项目的保障措施体系项目的保障措施体系 30 8 1政策法律保障 30 8 2技术规范保障 30 8 3人员保障 30 8 4技术消化 30 9培训培训 31 10项目进度安排项目进度安排 31 11项目经费项目经费 32 1 项目建设的背景项目建设的背景 水土保持是当前国民经济健康发展的重要保障 是环境保护事业中的一项 重要工作 是我国基本国策的一项重要内容 而做好水土保持监测和监测管理 工作则是水土保持的必要前提 目前 水土流失问题受到了党和国家领导人的高度重视 水土保持工作正 逐步得到社会各界的理解和支持 近年来随着各项建设事业的发展 水土保持 工作总站在开展城市水土保持和水土保持监测管理方面 加大了工作的力度 从 2005 年开始 国土资源部门在颁发土地使用证时 将信息反馈给水务部门 由水务部门及时督促建设业主履行水土流失防治义务 从源头做好水土保持工 作 随着水土保持理论和信息技术的不断更新与发展 信息化手段在推动科学 管理和决策方面正逐渐发挥出巨大的作用 为了适应这一新的发展趋势 尤其 是随着城市建设的加速发展 开发建设项目水土保持监测管理工作迫切需要借 助信息化手段以适应首都现代化建设和水土保持工作的需要 提高水土保持监 测管理工作的科技含量和工作效率 改善首都生态环境成为当务之急 为此 水务局水土保持工作总站提出建设开发建设项目水土保持监测管理系统 开发 集数据输入 项目基本情况管理 监测工作情况分析 监测信息管理及监测成 果管理为一体的应用管理系统 2 项目建设的必要性项目建设的必要性 北京作为我国的政治 经济 文化中心 其环境好坏直接影响着我国在国 际上的形象和首都人民的生活质量水平 当前 水土流失和生态环境恶化已经 成为一个困扰北京各项工作发展的严峻问题 随着 2008 年的到来 办绿色奥 运 建生态城市 等发展战略的确立 水土流失治理工作更显和重要 提高水 土保持综合管理水平 加强对开发建设项目水土保持工作的监测和管理 建设 高效 快捷的水土保持监测管理系统已经显得日益紧迫 2 1 现状分析现状分析 近年来随着水土保持监测机构 监测制度的逐渐完善 开发建设项目水土 保持持监测工作取得了明显成果 但是随着水土保持信息化工作的不断发展 新的情况 新的问题逐渐显露出来 主要表现在以下方面 1 以往监测管理工作大多依靠人工完成 工作量大 效率不高 跟不上城 市生态环境建设和水利信息化的步伐 2 尚未形成统一的监测指标体系 监测管理可操作性较低 很难对监测结 果进行对比分析 管理缺乏科学依据 3 由于数据格式不统一 标准不一致 很难直接应用于以后针对水土流失 工作的研究 数据再利用性较差 4 针对具体项目开展的监测所获取的数据一般仅用于该项目水土流失及水 土保持状况的分析 数据的管理相对分散 难于实现共享 5 尚未建成高效的监测管理系统 阻碍了管理部门之间数据的共享和工作 效率的提高 6 尚未建成安全的计算机数据库 数据安全存在较大隐患 2 2 必要性分析必要性分析 建设开发建设项目水土保持监测管理系统 可以使的开发建设项目水土保 持监测工作情况通过网络信息手段快速准确反馈到水土保持工作总站相关管理 部门 便于及时获得项目基本情况 水土流失 生态环境 水土流失治理与预 防 保护等各项动态数据 及时对项目水土流失和治理情况进行监测 分析和 管理 实现项目水土保持监测数据的共享 有助于管理部门全面快速了解和掌 握开发建设项目的水土流失和治理情况 为水土流失动态变化规律的研究和分 析提供动态数据 从而为研究开发建设项目水土流失防治措施 制定水土保持 措施的宏观决策提供科学依据 有效控制各种新的水土流失的发生 遏制水土 流失的发展 对于提高水土保持工作的信息化 现代化水平 建设良好的生态 环境具有重要作用和深远意义 1 是生态建设和水利信息化工作的需要 客观上也是管理部门提高工作效 率的需要 2 通过系统建设 建成统一的开发建设项目水土保持监测指标体系 监测 方法和技术 可有效提高项目监测和监测管理的可操作性 有利于监测结果的 定量化和提高监测管理效率 3 数据格式和标准的统一 有利于数据资料的收集 为今后水土保持工作 的开展和相关研究工作积累原始数据 4 采用 GIS 与 MIS 紧密结合搭建系统 可实现多层次信息资源共享 也 有利于加快开发建设项目水土保持工作审批流程 5 项目监测信息数据库的构建将是数据安全的可靠保障 6 本系统将作为水土保持综合数据库平台的一部分 构成水土保持数字化 建设的有机整体 3 项目建设的目标项目建设的目标 3 1 近期目标近期目标 本系统建设的近期目标在于构建集数据导入 处理 存储 管理 数据分析 应用于一体的 能与水土保持综合数据库平台良好集成的开发建设项目水土保持监 测管理系统 主要包括以下几方面 1 结合水土保持监测管理工作及项目监测的现状 构建相对统一的开发建设项 目水土保持监测数据标准体系和管理规范 并通过本系统的应用 规范的监测管理 工作 2 充分利用 GIS 的优势 结合监测管理机构及监测资质单位的业务需求 开 发出相对实用的计算机监测及监测管理软件系统 为监测管理机构提供科学的监测 信息管理工具和分析工具 3 构建开发建设项目水土保持监测管理数据库 有效存储 管理项目基本情况 具体项目施工期各阶段项目区内水土流失和水土保持措施的动态监测信息等数据 为数据分析和应用准备基础数据 4 从在线上报 审核到反馈审核信息 实现对开发建设项目水土保持监测信息 的集成管理 并及时向上级主管部门在线上报和浏览反馈意见 提高监测管理工作 的效率和监测工作质量 5 通过本系统与开发建设项目水土保持综合数据库平台的良好集成 实现水保 行政管理部门数据共享 并向社会公众提供在线查询 6 通过本系统的使用 不断完善开发建设项目监测工作和监测管理工作 争取 在全国范围内建成比较领先的开发建设项目水土保持监测管理体系 3 2 远期目标远期目标 通过本系统构建开发建设项目水土保持监测管理数据库 有助于一手监测数据 的积累 为下一步建立水土流失预测预报模型 提高水土流失监测技术及监测管理 技术提供基础数据 从而为今后水利主管部门针对水土流失预测和制定防治方案 管理方案提供科学的数据资料 同时 开发建设项目水土保持监测管理数据也是全 国水土保持数据库的重要数据来源 本系统的建成和不断完善 对下一步建设全国 重大开发建设项目水土保持监测管理系统和提高全国监测管理部门工作效率和工作 质量都将具有十分重要的现实意义 4 建设内容建设内容 本系统建设内容主要包括健全监测标准体系 运行环境建设 数据库建设 数 据处理与入库 应用系统开发和系统集成等几部分内容 4 1 健全开发建设项目水土保持监测标准体系健全开发建设项目水土保持监测标准体系 目前尚未建成统一的开发建设项目水土保持监测指标体系 监测方法和技术 各种途径获取的基础数据和监测数据等多种空间和属性信息数据往往难以实现共享 和二次利用 影响了信息资源价值的充分发挥 所以针对各类开发建设项目的空间 数据和属性数据 要在现有标准规范体系基础上健全和完善满足开发建设项目水土 保持监测数据库建设需要的技术标准体系 规范的数据有利于信息查询和继承 有 利于水土保持监测数据的共享和集成分析 保证水土保持信息高速公路的高效 畅 通 实现水土保持的科学决策 实时管理和可持续发展 4 2 运行环境建设运行环境建设 根据项目建设的基本要求 系统运行是基于网络环境 在水土保持工作总站原 有硬件配置情况下 结合开发建设项目水土保持监测管理系统运行的需要 完善网 络环境建设 内容包括 网络环境 服务器端运行环境 客户端运行环境 数据库软件 地 理信息系统平台 4 3 数据库建设数据库建设 项目采用时空数据库技术 数据仓库技术 空间元数据技术 海量空间数据快 速索引技术 建立基于时空逻辑的水土流失及其影响因子 开发建设项目工程基本 情况 监测资质单位信息 水土保持措施及其效益的本底数据库 开发建设水土保持监测管理系统空间数据库包括 元数据库 基础地理空间数 据库 遥感影像数据库 开发建设项目水土流失监测数据库 水土保持治理数据库 监测资质单位信息数据库等 数据库建设主要包括分布式数据库布设 数据库结构设计 空间数据索引建立 数据库环境配置等工作 4 4 数据处理数据处理与入库与入库 数据处理与入库建设主要是将开发建设项目水土保持监测资质单位信息数据和 基础地理数据通过数据规范化处理后入库 包括数据矢量化处理 规范化检验 错 误检查 空间逻辑一致性分析 数据多比例尺划分 矢量数据空间索引 空间数据 与空间元数据关联等 4 5 应用系统开发应用系统开发 根据开发建设项目水土保持监测业务需求 基于网络 GIS 和大型数据库开发能 够对开发建设项目基本情况进行管理 对监测资质单位信息进行管理 对水土流失 进行分析 对水土流失防治进行管理 对水土保持效果进行评价 对监测信息进行 查询和发布的水土保持监测管理应用系统 为此建设开发建设项目水土保持监测管 理系统 具体包含构建监测数据上报中间件和桌面版开发建设项目水土保持监测子 系统 开发建设项目基本情况管理子系统 监测资质单位信息管理子系统 监测数 据导入子系统 水土保持监测数据审核管理子系统 监测成果输出子系统等六个应 用子系统 4 6 系统集成系统集成 系统集成包括硬件 系统环境 应用系统软件 数据库 数据 网络 通讯等 在具体的应用系统和专业需求下进行安装 参数配置 调试 稳定性测试 直到在 网络环境下应用系统正常运行 数据库安全稳定 功能正常发挥 主要分以下几方 面进行建设 1 系统模块集成 各应用子系统软件集成以共享和利用信息 使不同子系统中的信息可以 在整个范围内共享 基于内部网络 通过协议转换与数据传输服务 2 系统与数据库集成 通过系统把各种形式的业务数据信息进行集成 并通过不同系统层面体现 出来 3 系统安装与调试 通过搭建网络硬件环境和软件运行环境 把系统安装到相关管理部门终端 上 把开发建设项目水土保持监测管理业务相关内容以网络集成到一起 经 过调试和运行 形成一个稳定 安全 统一的应用 5 技术方案设计技术方案设计 5 1 标准和规范建设标准和规范建设 根据开发建设项目水土保持监测工作及监测管理业务的需要 参照水利部标准 体系建设规定 建设相关监测标准和管理规范 5 2 系统总体结构设计系统总体结构设计 5 2 1设计原则设计原则 系统的设计要遵循以下几项原则 1 实用性原则 紧密结合开发建设项目水土保持监测及管理工作的业务需求 系统的结构符合日常工作的程序和思维方式 能辅助解决工作中的实际问题 全市 各监测资质单位的工作内容为本系统的管理对象 为了便于监测资质单位野外开展 工作和进行管理 要求系统易于接入 系统在线运行稳定性好 2 标准性与专业性原则 开发建设项目水土保持监测具有显著的专业性 系 统的设计要求严格按照国家标准和水土保持行业标准进行 符合相关技术规范 3 简单易用性原则 系统用户主要面向监测人员和监测管理人员 他们的计 算机应用水平一般 因此 要求系统界面友好美观 整体结构清晰明了 操作简单 灵活方便 使用户易学易用 4 科学性与先进性原则 要求选择成熟的开发方式 工具进行系统开发 且 能综合应用 3S 技术 MIS 技术 计算机网络技术等先进技术 能体现当今技术主流 5 开放性与可扩充性原则 系统要具有良好的开放体系结构 能与水土保持 综合数据库平台及全国水土保持监测网络与信息系统互联互通 并预留其他系统和 模型的接口 保证系统的扩充与升级 6 经济最优性原则 系统开发平台 数据库系统 开发方式等选择要充分考 虑经济因素 在满足各用户需求的情况下 争取经济最优 5 2 2系统总体结构系统总体结构 5 2 2 1系统应用体系系统应用体系 根据系统的服务对象及其应用特点 遵循以上各项原则 将系统设计为 B S 结 构 服务于水土保持工作总站监测管理部门和监测资质单位 本系统主要面向监测管理部门管理人员而开发 用于集中管理开发建设项目水 土保持监测基本情况信息 对开发建设项目水土保持监测工作进行监督 管理 并 掌握辖区内开发建设项目水土保持工作的总体情况 同时 针对具体监测工作 也开发了开发建设项目水土保持监测子系统 用于 对项目水土保持工作效果进行实地监测 系统的应用体系如下图所示 监测实施人员 项目1 监测实施人员 监测 数据 项目2 监测实施人员 监测 数据 项目n 监测 数据 监监测测资资质质单单位位 N N 安装桌面版监测系 统 项目 1 监测实施人员 监测 数据 项目 2 监测实施人员 监测 数据 项目 n 监测实施人员 监测 数据 监监测测资资质质单单位位 1 1 安装桌面版监测系 统 北北京京市市水水土土保保 持持工工作作总总站站监监 测测管管理理部部门门 上报 反馈 上报 反馈 上上级级监监测测管管理理机机构构 上报 反馈 监测业务 管理人员 监测业务 管理人员 图 5 1 系统应用体系示意图 5 2 2 2系统总体框架系统总体框架 系统的总体框架主要由数据导入与处理系统 数据库系统 业务应用系统三大 部分组成 系统框架如图 5 2 所示 1 数据导入与处理系统 数据导入与处理系统包括数据导入与数据处理两部分 数据导入指通过监测资 质单位数据上报中间件并经监测数据导入子系统获取监测资质单位基本信息 项目 基本情况 水土流失影响因子 水土流失状况 水土流失危害 水土保持措施等信 息 数据处理是指按照制定的数据标准对数据进行标准规范化处理 2 数据库系统 数据库系统主要实现数据的存储和访问 根据数据类型可划分为空间数据库 属性数据库 多媒体数据库和元数据库 综合考虑本系统的数据存储和应用要求 系统建设成本等因素 本系统设计数据分开存储 空间数据的图形数据 多媒体数 据均采用文件系统存储 属性数据采用关系数据库存储 3 业务应用系统 业务应用系统即系统的信息表示层 直接面向并服务于用户 创建应用接口 通过调用运行在 COM COM 环境内的中间功能层组件来实现系统功能 按照系统 要实现的业务和功能 设计开发监测数据上报中间件和开发建设项目水土保持监测 子系统 监测数据导入子系统 开发建设项目基本情况管理子系统 监测资质单位 信息管理子系统 水土保持监测成果管理子系统 监测成果输出子系统等六个应用 子系统 项目基 本情况 遥感 数据 统计 资料 地形 图 GPS 数据 专题 图 数数据据标标准准与与规规范范化化处处理理 开发建设项目水土保持监 测子系统 监测资质单位信息管理子 系统 监测数据导入子系统 监测数据审核管理子系统 应应 用用 系系 统统 空空间间信信息息库库属属性性信信息息库库多多媒媒体体库库元元数数据据库库 应应用用服服务务 组组件件 水土流 失影响 因子 水土流 失状况 遥感 专题图 DEM 地地理理空空间间数数据据库库 共共享享 地理信息 相关规范 空空间间数数据据 共共享享 主体工程基本情况 水保方案基本情况 水保监测基本情况 地形地貌 气象 水文 土壤 植被 社会经济 水土流失范围 水土流失量 水土流 失危害 土地资源破坏 突发性灾害 水土保 持措施 原有水土保持措施 破坏水土保持措施 数数据据采采集集 调查 数据 地面 观测 数据 数数据据上上报报中中间间 件件 监测成果管理子系统 数数据据库库系系统统 新增水土保持措施 项目基本情况管理子系统 图 5 2 系统框架图 5 2 2 3项目管理模式项目管理模式 项目管理模式主要包括项目管理和数据上报两个方面 1 项目管理 项目管理采用工程管理模式 即每一个开发建设项目水土保持监测业务对应一 个 工程 prj 在计算机上存储为一个文件夹 文件夹内存储该项目所有数据 空间数据 属性数据 多媒体数据 一个系统可以同时管理多个项目的数据 每 个项目对应为一个工程文件 用户打开工程即可进入该项目的管理模式下 项目数 据的转移与备份直接通过拷贝其对应的文件夹即可实现 这种管理方式简单方便 易于理解和操作 2 数据上报 监测单位要将所承担项目的数据上报至监测管理机构 监测管理机构将数据上 报至上一级监测管理机构即水利部水土保持监测中心 考虑到数据格式的多样性 专门设计数据上报中间件和监测数据导入子系统 开发专门的系统数据接口对数据 进行接收 并经过处理后形成系统数据库方便管理的数据格式 实现便捷 良好的 数据交换和信息共享 5 2 3应用系统应用系统设计设计 开发建设项目水土保持监测管理系统的应用系统总体结构如图 4 3 所示 数数据据导导入入子子系系 统统 开开发发建建设设项项目目 水水土土保保持持监监测测 子子系系统统 专专 题题 报报 表表 统统 计计 图图 表表 水水 土土 流流 失失 影影 响响 因因 子子 水水 土土 流流 失失 状状 况况 水水 土土 流流 失失 危危 害害 水水 土土 保保 持持 措措 施施 资资 质质 文文 件件 管管 理理 监监 测测 人人 员员 档档 案案 专专 题题 图图 项项目目基基本本情情 况况管管理理子子系系 统统 项项目目 运运行行 档档案案 管管理理 项项 目目 基基 本本 信信 息息 管管 理理 水水 土土 保保 持持 效效 益益 监监测测资资质质单单 位位信信息息管管理理 子子系系统统 监监测测数数 据据审审核核 子子系系统统 专专 题题 图图 专专 题题 报报 表表 统统 计计 图图 表表 开开发发建建设设项项目目水水土土保保持持监监测测管管理理系系统统 监监测测成成 果果输输出出 子子系系统统 专专 题题 图图 专专 题题 报报 表表 统统 计计 图图 表表 图 5 3 应用系统结构示意图 5 2 3 1监测数据上报中间件监测数据上报中间件 实现对文本数据 专题图 报表 统计图 遥感影像等不同类型和来源数据的 格式转换和预处理 并将相关数据上报到临时监测数据库 5 2 3 2监测数据导入子系统监测数据导入子系统 负责项目基本信息资料数据和各种监测数据的导入 包括项目文件 报表 专 题图等 从临时数据库抽取有关数据导入到监测数据库 监测数据导入子系统是系 统运行的基础 直接影响其它各子系统运行的效率和结果 5 2 3 3监测资质单位信息管理子系统监测资质单位信息管理子系统 包括对全市监测资质单位基本信息的管理 具体内容包括监测资质单位的资质 证明文件 单位人员构成情况 具体监测人员档案 历史监测项目记录等 5 2 3 4开发建设项目基本情况管理子系统开发建设项目基本情况管理子系统 项目基本情况主要包括项目基本信息以及项目运行档案 分别设置对应的模块 1 项目基本信息管理 实现主体工程基本信息 水土保持方案基本信息 水土保持监测基本信息等信 息的有效存储 管理 主要是属性信息的管理 2 项目运行档案管理 实现各类项目运行档案的有效存储 管理 包括监测合同 监测实施方案 监 测月报 监测年报 监测最终报告 监测报告的评估信息 监测报告的批复信息 监测报告的验收信息等 项目运行档案以多媒体形式管理 引入 Windows 文件夹 的概念 将同一数据 内容的相关文件存储在同一 文件夹 中 文件夹下面可设 子文件夹 5 2 3 5开发建设项目水土保持监测子系统开发建设项目水土保持监测子系统 针对监测资质单位项目水土保持监测工作设计 实现包括对项目基础信息的管 理 支持监测点定位监测功能 对监测点基础设施和监测方法的管理 监测分区管 理 监测数据记录与自动计算 监测成果上传等功能 5 2 3 6监测数据审核管理子系统监测数据审核管理子系统 管理内容包括开发建设项目水土保持监测报告 以数字形式存储的图形图像 属性信息 专题报表 统计图表等处理结果 监测资质单位通过权限登录系统 上 报项目监测报告和有关图表 数据 水保总站监测管理部门对相关信息进行审核后 把审核意见在线反馈给资质单位 上报数据的内容包括水土流失因子信息 水土流 失状况信息 水土流失危害信息 水土保持措施信息 水土保持效益信息等 同时 通过本系统 管理部门可以实现向上级主管部门在线上报监测管理信息 5 2 3 7监测成果输出子系统监测成果输出子系统 将系统中以数字形式存储的图形图像 属性信息等处理结果以用户可以接受和 理解的形式提供给用户 按照成果的表现形式 将该系统分为专题图制作 专题报 表制作 统计图表制作 成果输出四个模块 该系统的各项功能嵌入其他子系统中 5 3 应用系统功能设计应用系统功能设计 5 3 1监测数据监测数据上报中间件上报中间件 系统设置 GIS RS 和 GPS 三个功能模块 分别对应处理不同来源数据的导入 预处理 转换和上报 1 GIS 数据导入 负责 GIS 的空间数据和属性数据的导入 预处理和转换 具体功能如下 1 提供 Autocad 的 dxf 主流 GIS 软件 ArcGIS 的 e00 Arcview 的 shp Mapinfo 的 mif 等格式数据的导入接口 2 提供自动化 半自动化监测仪器 全自动气象站 遥测水位计等 记录数据 的导入接口 3 提供鼠标 键盘等手动输入数据的入口 按照统一 规范的格式和内容输入 监测数据 4 提供图形数据和属性数据的编辑功能 包括图层投影 比例尺修改 图层拼 接 裁剪 删除数据项 图形要素新增 删除 修改 图形矢量化等图形编辑功能 以及属性创建 删除 修改 联结数据表等属性编辑功能 5 提供常用的空间数据分析功能 包括地形分析 叠置分析 邻域分析 缓冲 区分析等 地形分析可用于提取坡度 坡向等 叠置分析可用于提取两张图的综合 图形信息和属性信息 邻域分析可用于提取气象 降水等信息 缓冲区分析可用于 计算影响范围与区域 2 RS 数据导入 负责遥感影像 航片 卫片数据的导入和预处理 具体功能如下 1 提供遥感影像 航片 卫片等图像的导入和浏览功能 2 提供基本的图像预处理功能 包括图像增强 辐射增强等 几何校正 图 像变换 缨帽变换等 图像分类 监督分类 非监督分类 图像裁剪 依据矢量 多边形 感兴趣区域 AOI 裁剪等 等 3 GPS 数据导入 负责 GPS 信息的导入和预处理 具体功能如下 1 提供 GPS 数据导入接口 用户连接 GPS 接收机 系统自动导入坐标点 轨 迹等数据的导入 2 提供 GPS 数据坐标点的经纬度 区域面积的自动解算功能 5 3 2监测数据导入子系统监测数据导入子系统 系统实现以下基本功能 1 属性数据编辑 提供新增 删除属性数据 并能对数据内容进行编辑 2 多媒体数据编辑 提供新增 删除多媒体数据项的功能 并能对数据内容及 其描述信息进行修改等 3 数据查询浏览 提供标准 SQL 属性查询和多媒体查询 用户可以直接浏 览查询结果 对于多媒体数据可以生成预览效果 4 多媒体数据管理 系统支持对 BMP TIF JPG AVI MPEG4 DAT WAV MID WORD TXT EXCEL PPT 等格式的多媒体数据进行添加 修改 删除 下载等操作 5 空间数据在线编辑 根据空间数据编辑时与数据库的关系 可以分为 在线编辑 和 离线编辑 两种 在线编辑时 空间数据的修改过程全部被数据库记录在案 适用于建立真正 的动态时空数据库 离线编辑时 数据库只保存最终的修改结果 对空间数据的修 改过程没有记录 空间数据在线编辑包括输入 修改 变更 恢复历史 分裂 增加 删除 备 份 移动 旋转 Undo Redo 复制 粘贴 以及地图裁剪等功能 6 统计报表功能 按专题要求进行统计 以表格 统计图等形式出报表 报表可以文件方式保存 在客户端 也可以直接打印输出 7 专题制图功能 按专题要求生成专题图 进行图面修饰 制图拼版 专题制图结果可以文件方 式保存在客户端计算机 也可以直接打印输出 制图输出允许用户对地图的一部分 进行操作 8 地图参数控制 设置地图的坐标系 投影 比例尺 进行地图配准等功能 以完成地图的管理 9 图例符号库管理 能够管理地理及水土保持需要的各种符号库管理 包括符号编辑与索引 10 文档管理 采用隐含式的树型结构与列表管理实现对 office 纯文本等文档以及图形数据的操作 要求 适合 Windows 操作模式 5 3 3监测资质单位信息管理子系统监测资质单位信息管理子系统 监测资质单位信息管理子系统应具有以下基本功能 1 属性数据编辑 提供新增 删除属性数据 并能对数据内容进行编辑 2 多媒体数据编辑 提供新增 删除多媒体数据项的功能 并能对数据内容及 其描述信息进行修改等 3 数据查询浏览 提供标准 SQL 属性查询和多媒体查询 用户可以直接浏 览查询结果 对于多媒体数据可以生成预览效果 4 数据导出 导入 提供导实施单位基本资料信息的数据并保存为本地文件 便于各系统之间的数据共享 5 3 4项目基本情况管理子系统项目基本情况管理子系统 项目基本情况管理子系统应具有以下基本功能 1 属性数据编辑 提供新增 删除属性数据 并能对数据内容进行编辑 2 多媒体数据编辑 提供新增 删除多媒体数据项的功能 并能对数据内容及 其描述信息进行修改等 3 数据查询浏览 提供标准 SQL 属性查询和多媒体查询 用户可以直接浏 览查询结果 对于多媒体数据可以生成预览效果 4 数据导出 导入 提供导入其他项目的数据 导出本项目数据保存为本地文 件 便于项目之间的数据共享 数据上报可以直接通过数据导出 导入来实现 5 3 5水土保持监测信息动态管理子系统水土保持监测信息动态管理子系统 水土保持监测信息动态管理子系统应具有以下基本功能 1 监测分区 按照获取分区依据 水土流失类型 地形地貌类型 土地利用 类型 功能单元类型等 的基础数据 系统自动执行排列组合划分监测分区 生成 监测分区参考图及其所对应的数据表 添入系统默认字段 水土流失类型 地形地 貌类型 土地利用类型 功能单元类型 面积等 该结果可供用户作为参考 用户 也可在此基础上进行修改 形成监测分区图 2 监测点位置确定 监测点位置由用户根据基础资料进行初步定位 生成监 测点分布参考图 再经资料分析和实地调查确定监测的精确位置 3 监测点详细参数获取 基于监测点分布图 通过实施单位上报 可获取每 个监测点的布设方法 监测设备 监测指标及方法 监测频次参数等数据并自动保 存在数据库中 4 属性数据编辑 提供属性数据编辑功能 包括创建新的数据表 删除数据 表 数据表结构修改 属性字段添加 删除 修改等 数据表联接等 5 数据查询浏览 提供图形查询 拉框查询 点选查询 圆形查询等 属 性查询 标准 SQL 查询 以及图属互查的功能 用户可以直接浏览查询结果 能 进行基本的 GIS 操作 放大 缩小 全图 漫游等 6 修改结果自动更新 当用户对基础数据进行修改 所有与此相关的成果数 据将自动更新 7 数据导出 导入 提供导入其他项目的数据 导出本项目数据保存为本地文 件 便于项目之间的数据共享 数据上报可以直接通过此功能实现 5 3 6监测数据审核管理子系统监测数据审核管理子系统 1 支持异构 空间 数据功能 系统实现对常用图形 图像数据直接入库 为系统建设空间数据库提供工具 系统建成以后支持数据导出常用图形文件 2 数据格式转换 系统数据统计表与 Excel 数据格式的转换功能 空间数据与常用 GIS 软件转换 功能 3 属性数据编辑 系统可以对属性数据进行添加 修改 删除 变更等编辑操作 4 多媒体数据管理 系统支持对 BMP TIF JPG AVI MPEG4 DAT WAV MID WORD TXT EXCEL PPT 等格式的多媒体数据进行添加 修改 删除 下载等操作 5 空间数据在线编辑 根据空间数据编辑时与数据库的关系 可以分为 在线编辑 和 离线编辑 两种 在线编辑时 空间数据的修改过程全部被数据库记录在案 适用于建立真正 的动态时空数据库 离线编辑时 数据库只保存最终的修改结果 对空间数据的修 改过程没有记录 空间数据在线编辑包括输入 修改 变更 恢复历史 分裂 增加 删除 备 份 移动 旋转 Undo Redo 复制 粘贴 以及地图裁剪等功能 根据已有数据情况 基准年数据可以通过各类软件工具导入数据库中 空间数 据库建立可以利用 GIS 工具处理 按标准的数据结构导入数据库 属性数据利用通 用的数据库或电子表格软件导入数据库 多媒体数据可以利用多媒体制作软件录制 然后保存在多媒体数据库中 为了保证数据的实时性 数据库建成以后必须实现在线维护 而不能再利用导 入数据的方式进行 尤其是空间数据 要利用在线编辑才能记录动态变化的历史 6 数据增量存储 水土保持监测管理业务涉及海量空间数据和多媒体数据 在数据备份机制中 为了减少数据量 提高数据库存储和访问效率 动态数据采用增量存储的方式保存 历史信息只保留各类图层变化的部分 没有变化的部分不进行数据备份 利用模型 应用可以随时 快速得到应用结果 所以结果数据可以保存在数据库中 但大多数 情况下不需要保存 只需要再生成即可 也可以把数据下载到客户端 以文件的方 式应用 7 显示 漫游与缩放功能 能够为决策者 管理者和其他有关人员直观显示开发建设项目水土保持监测业 务图形 图像 多媒体等信息 并能够提供对图形 图像信息的地图漫游 缩放等 功能 在本系统的实现中 这些功能都是基于空间数据库引擎实现 在浏览器中显示 图形图像基于插件实现 8 查询功能 在进行数据检索时 采用标准的 SQL 空间数据访问接口扩展进行 检索数据 的结果以文件 图像 图形 三维虚拟 多媒体等方式返回客户端 并在浏览器和 Win32 应用中被表现出来 9 统计报表功能 按专题要求进行统计 以表格 统计图等形式出报表 报表可以文件方式保存 在客户端 也可以直接打印输出 10 专题制图功能 按专题要求生成专题图 进行图面修饰 制图拼版 专题制图结果可以文件方 式保存在客户端计算机 也可以直接打印输出 制图输出允许用户对地图的一部分 进行操作 11 地图参数控制 设置地图的坐标系 投影 比例尺 进行地图配准等功能 以完成地图的管理 12 图例符号库管理 能够管理地理及水土保持需要的各种符号库管理 包括符号编辑与索引 13 文档管理 采用隐含式的树型结构与列表管理实现对 office 纯文本等文档以及图形数据 的操作 要求适合 Windows 操作模式 14 分析评价功能 通过分析评价模型实现水土流失分析 评价与预测 水土保持治理效益评价和 生态环境评价等 15 用户与权限管理 实现用户注册 权限管理 角色确认 密码设置 包括新增 修改 删除等功 能 16 打印功能 系统预留打印机连接接口 所有成果均可联机打印 5 3 7 监测成果输出子系统监测成果输出子系统 1 专题图制作 1 系统提供多种类型的专题图制作功能 包括单一值专题图 独立值专题图 范围值专题图 等级符号专题图 点密度专题图等 2 提供按照国家和行业标准进行设计的常用符号和水土保持专业符号 用户也 可以根据需要自己定义专题符号 3 提供专题图修饰功能 用户可以简易添加图名 图框 图例 比例尺 指北 针等常用图形要素 4 可以设置好的专题图样式保存为模版 便于以后直接调用 2 专题报表制作 1 提供常规报表模版制作功能 用户进行基础数据录入 系统自动生成相关报 表 基础数据发生变更时 报表数据自动更新 2 考虑不同开发建设项目水土保持监测内容不同 获取的数据不同 专题报表 制作的要求也不尽相同 系统提供报表样式修改与设计的功能 用户能灵活设置报 表的内容及格式 通过简单直观的拖拽和参数设置 直接生成报表 3 满意的报表样式可以保存为模版 下次直接调用 也可以在已有模版上编辑 3 统计图表制作 1 系统对各项信息提供描述性统计 均值比较 一般线性模型 相关分析 回 归分析 对数线性模型 聚类分析等几类统计分析方法 每类方法中又分若干个统 计过程 每个过程中允许用户选择不同的方法及参数 2 用户能根据需要定制统计图表 统计图表的类型包括条状图 饼状图 折线 图 柱状图等 4 成果输出 为用户提供方便快捷的分析成果输出功能 1 系统生成专题报表能与 MicroSoft Office 良好集成 可拷贝粘贴至 Word 和 Excel 中 保存为本地文件 2 能将属性数据直接导出成其他数据库 统计软件等兼容的格式 以便实现数 据共享和统计分析 3 矢量图层能直接输出成常用矢量格式数据 shp dxf e00 等格式 专题图可以导出为图片 bmp jpg 等格式 保存为本地文件 4 系统预留打印机连接接口 所有成果均可联机打印 5 4 数据处理与入库数据处理与入库 5 4 1数据处理及入库方案数据处理及入库方案 本系统数据处理与入库工作均按照空间数据库建设的原则开展 属性数据经过 检查和整理后入库 而对于空间数据 按标准和规范化处理的过程中要充分考虑水 土保持监测业务的需求 按照空间 时间 业务进行 最终实现空间数据的无缝拼 接和分层管理 横向上达到各业务子系统方便 有效 快速的存储 更新 操作 统计和显示所有的水土保持监测管理基本信息 纵向上达到市 区县各管理层次的 数据交换和信息共享 通过数据库集成 为水土保持宏观管理决策服务 5 4 2 数据处理与入库原则数据处理与入库原则 1 元数据标准化 空间数据处理紧密结合水土保持监测业务需求 严格执行国家 行业和地方标 准 使用统一的名词术语 分类编码 数据交换格式和信息描述方式等 空间数据 元数据规范 信息编码规范必须保证数据库系统的完整性 协调性和规范性 2 数据统一性 在统一规划的前提下 统一方法 统一指标 统一操作流程 统一精度进行空 间数据的组织 使用统一的坐标系 投影方式 比例尺和通用的数据格式 以方便 数据的无缝拼接 数据共享与应用 3 专业化 紧密结合水土保持业务需求 充分考虑现有行业数据 国家标准数据以及水土 保持行业标准数据的联系与区别 把基础地理空间数据按水土保持业务需要转化为 符合行业标准相关的图层和属性信息 确保数据的专业性 4 空间数据索引与地理信息输出一致性 各类信息自下而上 逐层提炼 归纳 合并 减少冗余 提高空间信息输出效 率和地理信息表达效果 5 共享数据的正确性 空间数据采用分层管理的办法 并建立不同级别比例尺数据的空间快速索引 在同时面向多个应用程序和多个用户的时候 必须保证数据的正确性和一致性 5 4 3 数据内容及其来源数据内容及其来源 本系统的空间数据主要有范围内的基础地理数据和两次水土流失遥感普查数据 系统基本信息数据则是现有主要监测资质单位基本信息数据 目前 有些数据是在 已有的基础上进行处理后入库即可 有些数据则需要在以后的管理人员在开展工作 过程中不断补充 对于还未获取到的数据 本方案将提出数据获取的途径和方法以 及数据的标准 在之后的工作中将依据本方案开展并完善 5 5 数据库设计数据库设计 数据库 Database 是信息系统的核心和基础 把信息系统中大量的数据按一定 的模型组织起来 提供存储 维护 检索数据的功能 使信息系统可以方便 及时 准确地从数据库中获得所需的信息 数据库设计 Database Design 是信息系统开 发和建设的重要组成部分 下面简要说明数据库选型 概念结构设计 逻辑结构设 计和数据表结构设计 5 5 1数据库选型数据库选型 数据库选型要综合考虑本系统的数据存储和应用要求 系统建设成本等因素 由于管理的数据类型复杂 数据量大 数据库建议采用 Oracle 9i 统一管理空间数 据 属性数据及多媒体数据 5 5 2元数据设计元数据设计 元数据 Metatdata 是关于数据和信息资源的描述性信息 即 关于数据的数 据 通过元数据可以检索 访问数据库 有效利用计算机的系统资源 方便数据处 理和系统二次开发 该系统作为水土保持综合数据库平台和全国水土保持监测网络 与管理信息系统的数据来源之一 为了实现系统之间的连通性 保证数据的畅通共 享 要求建立与其相匹配的元数据库 以满足用户对不同类型数据的需求以及交换 更新 检索 数据库集成等操作 在本系统中 元数据主要是空间数据元数据和属性信息编码 充分参考已有国 家标准 行业标准 以及全国水土保持监测网络与管理信息系统已制订相关规范 1 空间数据元数据 参考中华人民共和国国家标准 地理信息元数据 以及 国水土保持监测网络与信息系统建设中已有规范 2 属性信息编码 参考以下标准及全国水土保持监测网络与信息系统建设中 已有规范 1 GB T 2260 1999 中华人民共和国行政区划代码 2 GB T 14467 93 中国植物分类与代码 3 GB T 15773 1995 水土保持综合治理 验收规范 4 GB T 16453 1 6 1996 水土保持综合治理 技术规范 5 GB T 17296 2000 中国土壤分类与代码 6 SL 249 1999 中国河流名称代码 7 SL 256 2000 中国水库名称代码 8 SL 261 98 中国湖泊名称代码 9 SL 263 2000 中国蓄滞洪区名称代码 等 5 5 3数据库概念结构设计数据库概念结构设计 概念结构设计是整个数据库设计的关键 它是通过对用户需求进行综合 归纳 与抽象 形成一个独立于 DBMS 的概念模型 其目标是产生反映组织信息需求的数 据库概念结构 即概念模式 其不依赖于计算机系统和具体的 DBMS 本数据库设计中概念结构采用 E R 模型 关系 实体模型 Entity Relationship Model 进行描述 利用 E R 图方法进行数据库的概念设计 可以分成三步进行 1 设计局部 E R 模式 2 把各局部 E R 模式综合成一个全局的 E R 模式 3 对全局 E R 模式进行优化 得到最终的 E R 模式 即概念模式 在 E R 图中 1 矩形框内填写实体名 表示实体 2 菱形框内填写联系名 用连接线将相关实体连起来 并标上联系类别 3 椭圆框内填写属性名 表示实体属性 并在实体和它的属性间连上连线 下面以水土流失影响因子 植被因子监测点为例 详细说明数据库概念结构 设计 如图 4 4 所示 草草本本监监测测点点 监测点名称 监测点编号 经度 纬度 海拔 其 它 草 种 乔乔木木监监测测点点 平均胸径 平均高度 其它树种 优势树种 平均年龄 郁闭度 分布状况 生长情况 覆 盖 度 分 布 状 况 生 长 情 况 优 势 草 种 幼幼林林监监测测点点 平均地径 平均高度 其它树种 优势树种 平均年龄 郁闭度 分布状况 生长情况 包含 包含 分 区 名 称 水 土 流 失 类 型 地 形 地 貌 土 地 利 用 功 能 单 元 面 积 分 区 编 号 包含1 N 项 目 编 码 项 目 名 称 项 目 性 质 建 设 单 位 包含1N监监测测项项目目监监测测分分区区 监监测测点点 植植被被监监测测点点 监测点编号 监测点编号 灌灌木木监监测测点点 其 它 树 种 平 均 高 度 平 均 地 径 平 均 年 龄 覆 盖 度 分 布 状 况 生 长 情 况 优 势 树 种 监 测 点 编 号 监 测 点 编 号 监测方法 地理位置 监测点照片 标准地长度 监测点编号 标准地宽度 坡向 坡位 小气候 坡度 土壤质地 地质条件 植被群落 总覆盖度 图 5 4 植被因子监测概念模型 5 5 4数据库逻辑结构设计数据库逻辑结构设计 5 5 4 1数据库逻辑结构划分数据库逻辑结构划分 按照数据管理的业务逻辑 将数据库划分为项目基本情况库 水土流失影响因 子库 水土流失状况库 水土流失危害库 水土保持措施库 水土保持效益库 按 照数据类型 分为空间数据库 属性数据库 多媒体数据库以及元数据库 按照数 据存储的方式 可以分为关系数据库和文件系统数据库 数据库逻辑结构划分如图 4 5 所示 空空间间数数据据库库 A Ac cc ce es ss s数数据据库库 属属性性数数据据库库多多媒媒体体数数据据库库元元数数据据库库 文件系统 项项目目基基本本情情况况库库 水水土土流流失失影影响响因因子子库库 水水土土流流失失状状况况库库水水土土流流失失危危害害库库水水土土保保持持措措施施库库 水水土土保保持持效效益益库库 图 5 5 数据库逻辑结构划分示意图 5 5 4 2数据库逻辑结构设计数据库逻辑结构设计 逻辑结构设计是把概念结构转换为与选用的 DBMS 所支持的数据模型相符合的 过程 在本系统中 即将概念结构设计中构建的 E R 模型转换为关系模型 然后根 据用户处理的要求 安全性的考虑 在基本表的基础上再建立必要的视图 View 形成数据的外模式 5 5 5数据表结构设计数据表结构设计 数据表结构设计即数据库物理设计 在对逻辑设计结果进行规范化处理后进行 它是对于给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程 其任务 是为了有效地实现逻辑模式 确定所采取的存储策略 存储结构和存取方法 数据表结构设计主要内容通常包括 数据项名称 数据类型 长度等 并建立各表 之 间的关联 如主键 外键 5 6 系统实现与集成系统实现与集成 5 6 1系统开发平台与工具系统开发平台与工具 系统开发平台选用专业 GIS 平台 Region Manager 该软件平台是 GIS RS GPS CAD 技术与水土保持业务的有机集成 其具有基本的 GIS 数据采 集 处理 分析等功能 并能与通用的桌面软件产品相兼容 在已有成熟平台的基 础上实施软件开发 可以节约开发时间和成本 系统的开发选择组件技术 COM C