都江堰灌区基于GIS的水资源管理信息系统.doc

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都江堰灌区基于GIS的水资源管理信息系统
王世容1周新志2
（1四川省都江堰管理局，2四川大学电子信息学院智能控制研究所）

摘要：本文通过对都江堰灌区信息化建设现状和进程的深入分析，站在实现灌区水资源优化配置和科学管理的高度，构建都江堰灌区基于地理信息系统（GIS）平台的水资源管理信息系统。文中叙述了系统的体系结构、功能目标和设计方案，特别对空间信息数据库的设计、灌区不同数据平台的数据整合、以及GIS应用系统的实现方案作了较为详尽的介绍。该系统已经完成了第一阶段的开发和设计，实现了GIS平台下的水资源信息查询、调水方案模拟和多种可视化管理功能。
关键词：水资源；GIS；信息系统
中图分类号：P208；X321
1引言
为了合理开发利用水资源，《全国水利发展第十个五年计划和2010年规划》把构造水资源信息系统列为规划中的五大信息系统重点工程。随着计算机网络应用技术、无人水文监测技术，GIS遥感技术、面向对象等技术的应用和普及，从技术角度分析，目前建立稳定可靠的水资源信息系统的条件已经成熟。
目前都江堰管理局已建成水情自动测报系统、闸门控制系统、视频监控系统，初步实现了水文数据自动采集和传输、水质监测分析、闸门监视控制等功能。但灌溉用水管理和调度仍以经验管理为主，管理手段比较原始和粗放，不能完全满足防洪、来水预测，难以协调解决用水矛盾、环境保护和灌区进一步发展的需要。
地理信息系统(GIS)是20世纪60年代开始发展、现已日趋成熟的空间信息处理技术。它利用计算机建立地理数据库，将地理环境的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存储，建立有效的数据管理系统。通过对所有要素的综合分析，方便快速地获取信息，并能以图形、数字和多媒体等方式来表示结果。
本文从实现出发，对都江堰灌区水资源信息系统在GIS平台上进行了功能设计。在此基础上，采用了现有的ArcGIS系列软件、数据库等技术，完成了第一阶段开发，为合理开发利用灌区水资源，促进区域社会稳定、保障社会经济可持续发展提供了重要决策依据。
2基于GIS的水资源管理信息系统设计
2.1体系结构
整个系统由统一的数据获取平台、GIS数据库平台以及GIS应用平台三大部分组成，如图1。
系统的核心是GIS数据平台。它是整个信息系统的枢纽，决定了系统的质量。一方面它是数据获取的存放地，另一方面它是所有应用系统的基础。在这个层面上，它需要实现空间数据和属性数据的无缝整合，实现数据的标准化。另外还要实现与数据获取的接口和对应用系统的接口。
从信息流向的角度来说，GIS数据平台包括信息输入端和信息输出端。
信息输入端是统一的数据获取平台，包括：都管局以及各处现有数据库、现场采集点的数据、手工录入数据、3S数据、气象数据、防洪数据等。
信息输出端是应用系统，是各种信息的具体应用和表现，以如下两种方式来表达：
一种是C/S结构，以管理和维护为主的客户端，信息流向是交互式为主，提供多种信息接口。
另一种是B/S结构，它是轻量级的客户端，不需要在客户机上安装任何软件，以浏览为主。信息流向为非对称结构，从数据平台输出的数据量较大，输入数据平台的数据量较小。

GIS功能平台
(数据查询、空间分析、图形表达等基本功能)
空间数据库与属性数据库无缝连接的整合数据库平台
空间数据库
GIS数据标准化、规范化（元数据、数据词典的建立）
GIS平台
GIS平台
GIS应用层
可扩展接口
功能接口
水质子系统
土壤子系统
气象子系统
RS子系统
GPS子系统
水情调度子系统
防洪信息子系统
WEB应用层
基于WEB的B/S方式的GIS浏览、日常的数据管理

基于C/S方式的GIS浏览、系统管理、数据库管理和各种核心管理

都管局现有数据库
都管局现有数据库
3S数据等
各处中心站实时数据
各处分中心站实时数据
实时水情数据
实时防洪数据
各处所有采集点实时数据
都江堰全灌区空间地理数据
都管局各采集点数据
其它手工录入数据
气象数据等

统一的数据采集平台
图1系统结构体系示意图
2.2功能目标设计
完成都江堰管理局及其下属各管理处信息系统的数据整合，完成各处入库数据、互传数据的标准化和规范化。
建立全都江堰灌区基础空间数据（地理信息）和属性数据（水情、汛情等信息）库。
建立稳定的、标准化的、扩展性强的都江堰GIS系统平台。
建立实用的GIS应用平台，完成强大的GIS维护管理应用程序和WebGIS的访问界面。
在GIS应用平台上实现基本的GIS功能并实现水情可视化和汛情可视化。
2.3数据库设计
数据库设计是信息系统建设的关键。水资源数据库是极其复杂的。首先，水资源数据是多维的。例如，对于每一个水情监测数据，它都有个时间戳，记录了数据采集的时间。同时每个数据还有个地理戳，记录了数据采集的具体