地理信息系统在海河管理上的应用研究

　　摘要：地理信息系统在水利工作中发挥了巨大的作用，本文简要介绍了海河管理地理信息系统功能设计与建设过程，研究地理信息系统在河道管理上的应用。
　　关键词：地理信息，海河，管理，研究
　　1背景
　　1.1海河河道管理情况
　　天津市海河管理处管理的主要河道有海河（子北汇流口至海河防潮闸），河长73.45km；子牙河（西河闸至子北汇流口），河长16.54km；北运河（屈家店闸至子北汇流口），河长15.017km；新开河（耳闸至外环线），河长6km；外环河河长66.7km，管理范围大，河道各类水利工程设施多，信息数据量大，查询、浏览起来不方便。
　　2004年海河示范段改造完成后，为管理好全新的海河，海河主管部门建设运行了海河示范段监控系统，该系统在永乐桥至北安桥左右岸共布设10个摄像头，通过光纤将现场视频回传至耳闸监控中心，监控系统自运行以来充分发挥了作用，有效保护了海河示范段设施安全。为进一步发挥监控系统作用，监控系统继续扩大监控范围，可实现49路视频及6个水位监测点信息的传输，信息点分布于海河两岸，数量较多，需要将各视频、监测点显示于电子地图上，方便查询、管理。
　　1.2地理信息系统概述及应用
　　随着计算机技术的发展，出现了以电子地图为平台，以信息系统为支撑的地理信息系统。地理信息系统是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的可视化计算机数据库管理系统，包括反应客观实体所处空间的空间数据及描述与实体相联系的属性数据。并建立实体空间数据和属性数据一一对应联系。地理信息系统技术广泛应用于各个领域，在政府工作决策支持、社会公共事业、第三产业等方面有着深入的应用，在水利上的应用更为广泛，在水资源管理、城市排水管理、防汛等方面都有相当深入的应用，将海河视频、监测信息、河道及工程设施信息作为属性数据显示于电子地图对应的空间位置上，使信息直观的显示于地图上，方便浏览查询，同时可以利用空间数据及属性信息建立相关业务模型，进行分析计算，为水环境保护、水资源管理、防汛提供技术支持与决策依据。
　　2海河管理地理信息系统构建
　　2.1系统功能与结构
　　利用地理信息技术和数据库技术建设地理信息系统平台，将海河矢量地图与信息数据库进行链接，实现海河监控视频信息、水文（水质）实时监测信息、河道基本信息、水利工程设施基本信息、水资源基本情况查询，为水资源管理、防汛、水质保护等提供参考信息的管理系统。通过网络平台，管理人员通过不同权限登陆系统，对海河监控视频、海河水文（水质）监测信息、河道及水利工程等历史数据进行直观的浏览。系统以地图为可视化平台，方便查询有关信息资源，同时为分析计算打下基础，为水环境保护和防汛抢险提供合理、科学的决策支持。
　　系统逻辑架构分为三层体系结构，第一层为数据层，采用大型商业数据库管理系统（SQLSERVER），统一管理整个工作单位的数据。第二层为应用层，包括GIS服务和WEB服务。GIS服务主要提供对数据层中数据的空间分析和查询检索等功能，WEB服务提供基于浏览器的统一服务平台。第三层为客户层，利用浏览器浏览查询数据。
　　2.2系统建设内容
　　系统建设主要分为三个阶段：矢量地图制作、功能模块开发阶段和数据录入阶段。
　　2.2.1矢量地图制作
　　矢量地图是地理信息系统的基础，海河管理地理信息系统地图由MapInfo进行绘制，MapInfo作为一种功能强大的GIS软件,利用点、线、区域等多种图形元素,以及丰富的地图符号、文本类型、线型、填充模式和颜色等表现类型,可详尽、直观、形象地完成电子地图数据的显示。
　　在图形处理方面,MapInfo提供了功能强大的图形编辑工具箱,用户可以对各种图形元素任意进行增加、删除、修改等基本编辑操作。
　　矢量地图以天津市行政区划图为参照依据，将管辖河道涉及的行政区地图扫描至计算机，利用计算机图像处理将地图统一比例，形成左至西河闸、右至海挡，上至屈家店闸，下至独流减河的一张天津市海河水系地图，在此基础上利用MapInfo对地图进行坐标配准、分层矢量化。
　　2.2.2功能模块开发设计
　　(1)河道基本情况模块。该模块中可以查询每条河道的基本情况，包括河道的起止位置、总长度、总面积、年蒸发量、上下游水系、周边蓄洪区情况等。在该模块中还将提供各条河道的历史洪水信息及灾情信息，包括历史洪峰通过情况、水利工程设施损毁情况及社会灾情情况等。(2)水利工程设施基本情况模块。该模块中可以查询每条河道的水闸、橡胶坝、泵站、口门、堤防及险工险段等基本情况，具体内容包括各水工建筑设施的建成年代、设计标准、基本技术参数、实际使用情况及维修情况等。(3)海河监控视频模块。将河道监控视频实时显示，并能提供历史信息查询。(4)防汛信息查询模块。该模块的主要查询内容为防汛指挥系统人员组织结构、防汛通讯网络、防汛抢险预案、防汛物资储备及调度、兵力部署等情况。
　　2.2.3数据录入
　　将地理信息系统涉及信息包括数据、文字、表格、图片、视频进行收集、整理，转换为统一的标准格式进行信息录入。
　　2.3系统开发、运行平台
　　2.3.1服务器端系统平台
　　服务器操作系统平台配置Microsoft公司的Windows2003Server平台。数据库系统（包括GIS空间数据服务器、属性信息服务器）采用Microsoft公司的SQLServer2005。
　　2.3.2地理信息系统平台
　　WebGIS系统软件选择美国ESRI公司的ArcGIS9.0，它是一个基于互联网技术的分布式GIS系统，包括了客户端和服务器端两方面的技术，能够提供GIS数据和应用服务。
　　本系统中主要使用四个方面的组件，地图控件数据管理的集成环境（ArcMap），主要用于地图维护与配置。空间数据管理引擎（ArcSDE），用于与SQLServer2005数据库系统进行高效能的集成，使用大型数据库系统管理地图空间数据。开发组件（ArcEngine），与Microsoft.NET2005开发工具配合，进行客户端开发。地图发布平台（ArcServer），用于支持地图空间数据的Web发布。
　　2.3.3客户端系统平台
　　PC客户机操作系统配置Microsoft公司的MicrosoftWindowsXPsp3操作系统（内置IE浏览器）。B/S查询系统客户端要求配置Microsoft公司的InternetExplore6.0或以上版本。[!--empirenews.page--]
　　2.3.4系统开发工具
　　应用软件将在服务器端和PC客户端上采用数据库开发工具以及Microsoft.NET2005C#开发完成。
　　3绪论
　　综上所述，利用地理信息技术建立海河管理地理信息系统为河道管理提供必要的技术支持，方便河道工程设施管理与水利信息的查询，但要想建立完善的海河管理地理信息系统，需要进行系统模拟和辅助决策支持方面的研究，地理信息平台不提供模拟决策分析和辅助决策功能，但利用地理信息的空间数据表达能力及动态数据维护维护能力结合专业模拟辅助工具，可实现水文分析、水资源评价、防汛调度等复杂功能。

《地理信息系统在海河管理上的应用研究》

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