基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

PAGE題目：基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用專業(yè)：測(cè)繪工程【摘要】：針對(duì)我國(guó)水資源短缺的矛盾，以及地下水的過(guò)度開采和日趨嚴(yán)重的水體污染，嚴(yán)重影響了中國(guó)正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人們的健康。為了進(jìn)一步了解和監(jiān)測(cè)水資源的情況，提出對(duì)水資源進(jìn)行綜合管理。對(duì)于嚴(yán)重缺水城市，執(zhí)行取水許可制度尤為重要。本文主要對(duì)水資源信息管理系統(tǒng)中的取水口位置最優(yōu)化選擇功能進(jìn)行分析，在詳細(xì)研究水務(wù)局管理制度和業(yè)務(wù)模式后，提出基于GIS的取水許可管理系統(tǒng)的解決方案，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)建設(shè)思路、開發(fā)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)等內(nèi)容。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了取水許可業(yè)務(wù)外網(wǎng)申報(bào)、內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成、空間數(shù)據(jù)入庫(kù)等全流程信息化管理，提高了取水許可辦公軟件和自動(dòng)化水平。并介紹了大連市水資源管理的應(yīng)用例子，得出了具體水資源管理開發(fā)設(shè)計(jì)的成果。整體來(lái)看，水資源管理系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀處于發(fā)展階段，并且針對(duì)水資源的具體情況得出了相應(yīng)的闡述和對(duì)策?！娟P(guān)鍵詞】：取水許可；水資源管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)；應(yīng)用；

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1．引言 11.1課題的背景 11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3

課題研究目標(biāo)和內(nèi)容 12．建設(shè)技術(shù)方案 32.1平臺(tái)選型 32.2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.3建設(shè)框架 43．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 63.1空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 63.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 63.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 73.4數(shù)據(jù)入庫(kù) 74．水資源管理應(yīng)用舉例 94.1基礎(chǔ)管理應(yīng)用 94.2統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)應(yīng)用 94.3水資源保護(hù)中應(yīng)用 104.4水環(huán)境管理的應(yīng)用 115．總結(jié)與展望 13致謝 14參考文獻(xiàn) 15PAGE141．引言1.1課題的背景中國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／4、美國(guó)的1／5，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一[1]。據(jù)監(jiān)測(cè)，目前全國(guó)多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢(shì)。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對(duì)中國(guó)正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來(lái)了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。目前我國(guó)城市供水以地表水或地下水為主，或者兩種水源混合使用，有些城市因地下水過(guò)度開采，造成地下水位下降，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗，使海水倒灌數(shù)十公里。由于工業(yè)廢水的肆意排放，導(dǎo)致80％以上的地表水、地下水被污染。當(dāng)代資源、人口和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)及全世界共同關(guān)注的重大戰(zhàn)略問(wèn)題，對(duì)于作為人均水資源貧國(guó)的我國(guó)卻是世界人口最多的國(guó)家，這種情況下，我國(guó)水資源可利用率、農(nóng)業(yè)畝均用水和人均用水顯得更加有限。特別是我國(guó)北方嚴(yán)重缺水的城市，人均水資源占有量極少，隨著城市規(guī)模和人口的急劇增加，加之連續(xù)數(shù)年的干旱少雨，城市地下水位逐年下降，地表水庫(kù)蓄水能力嚴(yán)重不足，水資源的供需矛盾問(wèn)題日益突出。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，20世紀(jì)七、八十年代，美國(guó)田納西流域管理局利用GIS技術(shù)處理和分析各種流域數(shù)據(jù)，為流域管理和規(guī)劃提供決策服務(wù)，GIS開始應(yīng)用于水資源管理。隨后在運(yùn)用GIS研究水資源管理中取得了較有實(shí)用價(jià)值的系統(tǒng)與理論研究成果。對(duì)于水資源綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用中，國(guó)外也很多對(duì)它研究。在德里水資源管理的問(wèn)題與展望的綜合方法中提到，在面臨水資源短缺，是由于在不同地區(qū)水供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)，以及工業(yè)化，地區(qū)性差異等造成的，水源嚴(yán)重污染和不足，導(dǎo)致水浪費(fèi)很嚴(yán)重[2]。水資源的管理必須結(jié)合土地利用的轉(zhuǎn)變，協(xié)調(diào)中期和長(zhǎng)期利用。利用可再生資源，平衡，并在水資源利用中充分建設(shè)。在國(guó)內(nèi)，王晨華結(jié)合可持續(xù)發(fā)展理論、二元系統(tǒng)論的指導(dǎo)下，運(yùn)用多種數(shù)學(xué)方法，對(duì)云南省十六個(gè)地市的水資源管理做了單項(xiàng)和綜合評(píng)價(jià)。王超在地理信息系統(tǒng)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用初探中運(yùn)用GIS等計(jì)算機(jī)技術(shù)開展水資源調(diào)查評(píng)價(jià)的分析計(jì)算，就GIS在水資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的應(yīng)用而言，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有深入的研究，它根據(jù)水資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作的具體需求，結(jié)合GIS基本功能、構(gòu)成特點(diǎn)，從水資源空間分析探索GIS在水資源調(diào)查中的應(yīng)用[3]。我國(guó)從1980年開始進(jìn)行全國(guó)水資源調(diào)查評(píng)價(jià)和水資源利用的調(diào)查分析工作，對(duì)地表水資料、地下水資料、水資源總量和水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。為了進(jìn)一步了解和監(jiān)測(cè)水資源情況，水利部門已有包括170多個(gè)主要測(cè)站的全國(guó)水資源信息管理系統(tǒng)。水資源信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)或者是組成部分，而GIS是其基礎(chǔ)，同時(shí)也是提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的平臺(tái)。

這些以GIS技術(shù)為支撐的信息管理系統(tǒng)和空間決策支持系統(tǒng)的功能主要有以下幾個(gè)方面：自然、地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，水利工程與設(shè)施，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，水質(zhì)與水量的歷史與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，水環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)和條例，決策項(xiàng)目和邊界條件數(shù)據(jù)，水污染預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的采集和管理；建立數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性特征的拓?fù)潢P(guān)系，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向查詢；通過(guò)對(duì)區(qū)域或上下游水質(zhì)的空間分析，找出某水質(zhì)參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)的污染源；各類數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和可視化共享；水質(zhì)水量模擬與預(yù)測(cè)；污染排放管理與控制；取水口位置最優(yōu)化選擇和各類突發(fā)事件的處理方案及優(yōu)化。1.3

課題研究目標(biāo)和內(nèi)容面對(duì)水資源的供需矛盾問(wèn)題的日益突出，我國(guó)水務(wù)局提出要落實(shí)“最嚴(yán)格的水資源管理制定”，要以更加科學(xué)、嚴(yán)密的方式審批核查取水許可、控制核算取排水量、合理配置調(diào)度水資源，最終實(shí)現(xiàn)水資源配置管理“總量控制，定額管理”的目標(biāo)。本文就取水口位置最優(yōu)化選擇為例，闡述有效合理的控制地下水資源的開采利用?；贏rcGISServer9.3.1的JavascriptAPI平臺(tái)，將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)有機(jī)的結(jié)合在地圖上，并對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行分析和綜合后，選出最優(yōu)取水口位置。而取水許可管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其旨在以業(yè)務(wù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，以GIS技術(shù)為核心，綜合應(yīng)用空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)等信息化技術(shù)建立準(zhǔn)確、全面、規(guī)范的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源管理行政許可業(yè)務(wù)（取水許可）工作的分析和支持，為大連市實(shí)施水資源總量控制，實(shí)現(xiàn)水資源業(yè)務(wù)管理的科學(xué)化、信息化提供必要的依據(jù)和手段。

2．建設(shè)技術(shù)方案2.1平臺(tái)選型系統(tǒng)建設(shè)基于ArcGISServer9.3.1的JavascriptAPI平臺(tái)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎為ArcSDE9.3.1forOracle10gR2。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB2訪問(wèn)。開發(fā)架構(gòu)用Dojo+DWR+Hibernate的J2EE.結(jié)構(gòu)。前端基于Ajax技術(shù)，極大豐富客服端的應(yīng)用體驗(yàn)及交換操作，開發(fā)工具為myEclipse6.5。ArcGISServer是大型地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，能夠完全勝任各種GIS系統(tǒng)的建設(shè)開發(fā)，能夠提出對(duì)服務(wù)器的管理、空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)支持、空間功能倉(cāng)庫(kù)支持，可以為其他基礎(chǔ)平臺(tái)提供統(tǒng)一的功能組件、服務(wù)GIS組件，移動(dòng)終端（嵌入式）組件和空間數(shù)據(jù)引擎。ArcGIS在數(shù)據(jù)采集、檢查處理、售后服務(wù)等方面相對(duì)于其他GIS平臺(tái)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)占用資源小，安裝維護(hù)方便，已經(jīng)被應(yīng)用于國(guó)土、水利、林業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。水資源綜合管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和編輯處理要求較高，ArcGISServer9.3.1能支持多種數(shù)據(jù)采集編輯的方法，完全能夠完成多種源數(shù)據(jù)的采集和各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)編輯功能。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循以下原則[4]：①標(biāo)準(zhǔn)化與可擴(kuò)展原則，嚴(yán)格遵循現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，充分利用先進(jìn)的軟件開發(fā)理論、技術(shù)，使搭建的系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性、開放性，能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和補(bǔ)充，②實(shí)用、易操作、便于維護(hù)原則。系統(tǒng)應(yīng)具有良好的實(shí)用性，操作簡(jiǎn)單快捷，界面友好，系統(tǒng)和數(shù)據(jù)易于部署、維護(hù)、更新和管理。③高性能和安全性原則。系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用時(shí)，充分考慮系統(tǒng)的性能，確保較高的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的安全。2.2取水許可管理系統(tǒng)涉及到用戶為社會(huì)公眾（取水用戶）和內(nèi)網(wǎng)用戶（水務(wù)行政主管審批部門），該系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是在“3+1+1+2”的信息化建設(shè)框架下（3網(wǎng)：外網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)；1庫(kù)：1個(gè)水資源綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)；1個(gè)體系：水資源綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)共享交換服務(wù)體系；2個(gè)平臺(tái)：水資源信息化服務(wù)架構(gòu)平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)），以“三網(wǎng)一庫(kù)”和“水資源綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)共享交換服務(wù)體系”為基礎(chǔ)，建設(shè)一個(gè)具有高安全性、高可靠性的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和水資源信息化服務(wù)架構(gòu)平臺(tái)?？傮w建設(shè)思路如圖2-圖2-1總體建設(shè)思路圖外網(wǎng)取水用戶（社會(huì)公眾）通過(guò)水務(wù)局外網(wǎng)申報(bào)系統(tǒng)填寫取水許可申報(bào)信息，內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通道實(shí)時(shí)將外網(wǎng)申報(bào)數(shù)據(jù)同步至局中心內(nèi)網(wǎng)前置機(jī)；與此同時(shí)，外網(wǎng)申報(bào)系統(tǒng)調(diào)用取水許可管理系統(tǒng)提供的WebService數(shù)據(jù)接口，將申報(bào)數(shù)據(jù)（位于局中心內(nèi)網(wǎng)前置機(jī)）同步寫入取水許可管理系統(tǒng)。最終辦結(jié)結(jié)果也以這種方式實(shí)時(shí)向外網(wǎng)公布。內(nèi)網(wǎng)審批人員通過(guò)登陸內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一門戶（水資源綜合管理信息平臺(tái)）訪問(wèn)局中心OA行政審批系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與CA統(tǒng)一認(rèn)證集成，可以以鏈接方式直接查看取水許可管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)申報(bào)單，解決了局中心OA行政審批與取水許可管理系統(tǒng)的無(wú)縫集成問(wèn)題。取水許可證文件服務(wù)器存儲(chǔ)各個(gè)區(qū)縣的取水許可證備案數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由各區(qū)縣負(fù)責(zé)審批，利用ETL工具定時(shí)抽取最終匯交到市水務(wù)局。區(qū)縣前置機(jī)存儲(chǔ)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)共享平臺(tái)實(shí)時(shí)與取水許可分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享交換。2.3建設(shè)框架取水分析系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格遵循模型—視圖—控制器（MVC）分離原則，采用了Dojo+DWR+Hibernate的J2EE。結(jié)構(gòu)多層開發(fā)架構(gòu)[5]。架構(gòu)圖如圖2-2所示。開發(fā)工具開發(fā)工具：MyEclipse6.5用戶界面層：Dojo1.4.3服務(wù)層：DWR2.0/ArcGISServer9.3業(yè)務(wù)層：Spring2.5數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：Hibernate3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：DB2/Oracle10g應(yīng)用服務(wù)層：Tomcat圖2-2建設(shè)架構(gòu)圖本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)在Oracle10g中，但是本系統(tǒng)不直接操作該Oracle10g，而是通過(guò)DB2數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行間接的操作。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層使用Hibernate框架。業(yè)務(wù)層使用Spring框架。Spring可以輕松的管理應(yīng)用組件以及他們之間的依賴性，同時(shí)Spring還提供事務(wù)管理框架、DAO支持、支持主流O/RMapping框架的集成、支持各種標(biāo)準(zhǔn)J2EE組件技術(shù)的集成。在服務(wù)層，對(duì)于空間數(shù)據(jù)以及地圖，使用ArcGISServer9.3發(fā)布為Web服務(wù)。而對(duì)于業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)與信息，使用DWR框架將其發(fā)布為Web服務(wù)。用戶界面層使用DojoJavaScript庫(kù)。Dojo設(shè)計(jì)的包括加載機(jī)制和模塊化的結(jié)構(gòu)，能保持更好的擴(kuò)展性，提高執(zhí)行性能，減輕了用戶開發(fā)的工作量，并保持一定的靈活性。

3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3.1空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)從數(shù)據(jù)的類型來(lái)看，可以將系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)四類數(shù)據(jù)[6]?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)如圖3-1所示。圖3-1空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)框架（1）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)空間位置參考。包括：水系及附屬設(shè)施、地址地貌、植被、居民地、工礦及附屬設(shè)施、交通及附屬設(shè)施、境界等七大要素。（2）水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用戶取水口、機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)圖層。它們不僅要體現(xiàn)各類機(jī)井、取水口的空間位置，而且要可以查詢到某一個(gè)機(jī)井、取水口的對(duì)應(yīng)屬性。包括機(jī)井用水單位、取水用途、水資源類型、井深、年取水量等。（3）水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)是系統(tǒng)輔助決策分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)人員用于分析是否可以取水的重要依據(jù)。包括水資源保護(hù)區(qū)規(guī)劃、地下水超采區(qū)范圍、地下水埋深變化、松散巖層孔隙水富水性分區(qū)、地下水功能區(qū)劃等。（4）元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是用來(lái)描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要包括對(duì)空間圖層使用投影、坐標(biāo)系、比例尺、采集人、采集時(shí)間等的說(shuō)明。3.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)由取水許可申報(bào)數(shù)據(jù)、備案數(shù)據(jù)以及輔助決策的配置數(shù)據(jù)組成。主要包括：取水許可申報(bào)表、取水許可登記表、取水許可證等。配置數(shù)據(jù)主要包括：可開采水資源量、監(jiān)測(cè)井埋深、業(yè)務(wù)分析結(jié)果及用戶管理、權(quán)限控制等系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)組成。3.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)水資源管理系統(tǒng)管理、統(tǒng)計(jì)、更新以及匯總等核心應(yīng)用，系統(tǒng)的主要功能模塊可分為申報(bào)備案管理子系統(tǒng)、證書管理子系統(tǒng)、取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)、綜合統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、服務(wù)接口管理系統(tǒng)、系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。如圖3-2所示。圖3-2取水許可功能框架圖（1）申報(bào)備案管理子系統(tǒng)。為辦理取水許可的單位或個(gè)人提供申報(bào)材料和備案材料的網(wǎng)上錄入、刪除、修改、查詢功能。（2）證書管理子系統(tǒng)。包括取水許可證的生成及打印、許可證變更、作廢、延續(xù)、到期提醒、過(guò)期提醒等功能。（3）取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)。提供地表水取水許可、地下水取水許可和再生水取水許可的審批決策分析功能。系統(tǒng)根據(jù)取水當(dāng)前申報(bào)件的申報(bào)位置，與當(dāng)?shù)氐牡孛麛?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行模糊匹配至取水周邊位置，同時(shí)綜合考慮取水位置和取水口的關(guān)系，以及所在區(qū)縣的開采量和控制量，最終形成電子評(píng)價(jià)報(bào)告供局辦公OA系統(tǒng)使用。（4）綜合統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)。為用戶提供關(guān)于地下水埋深變化、取水量、取水用途、業(yè)務(wù)辦理情況等各類信息的橫向、縱向統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果以直觀的統(tǒng)計(jì)圖表式展現(xiàn)，供業(yè)務(wù)人員和水務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策使用。（5）服務(wù)接口管理系統(tǒng)。對(duì)區(qū)縣取水許可證和機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)匯交接口、數(shù)據(jù)更新接口、數(shù)據(jù)抽取ETL包等進(jìn)行管理，包括服務(wù)及接口權(quán)限、更新方式、更新周期。（6）系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。主要包括系統(tǒng)權(quán)限、用戶管理、數(shù)據(jù)配置管理等。3.4數(shù)據(jù)入庫(kù)存儲(chǔ)入庫(kù)的空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、CAD分幅數(shù)據(jù)、分幅柵格地形圖、分幅影像地圖和壓縮數(shù)據(jù)。不同類型的數(shù)據(jù)將以不同的方式存入數(shù)據(jù)庫(kù)中[7]。（1）矢量數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)是以要素?cái)?shù)據(jù)集的形式存儲(chǔ)到ArcSDE數(shù)據(jù)庫(kù)中，存儲(chǔ)后的數(shù)據(jù)保存了原數(shù)據(jù)的空間特性和屬性特性，可以方便地進(jìn)行瀏覽、編輯和下載。（2）CAD分幅數(shù)據(jù)。ArcSDE提供的CADClient可以對(duì)CAD進(jìn)行存儲(chǔ)和編輯，但入庫(kù)時(shí)主要考慮CAD數(shù)據(jù)的分發(fā)功能，其瀏覽功能可以通過(guò)壓縮數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此將CAD分幅數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)到oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中。（3）分幅柵格地形圖和分幅影像地圖。分幅柵格地形圖和分幅影像地圖都屬于柵格數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)在ArcSDE中有兩種存儲(chǔ)形式：RasterDataset和RasterCatalog。RasterDataset具有瀏覽速度快、支持服務(wù)發(fā)布的特點(diǎn)，但鑲嵌和更新困難；RasterCatalog不支持服務(wù)發(fā)布，但具有裝載速度快的特點(diǎn)。本文采用RasterCatalog的形式存儲(chǔ)。（4）壓縮數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，應(yīng)用下載到本地。

4．水資源管理應(yīng)用舉例4.1基礎(chǔ)管理應(yīng)用對(duì)某市區(qū)域內(nèi)整個(gè)水循環(huán)過(guò)程中涉及的基礎(chǔ)和設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和集成應(yīng)用，包括河道水系（河流、湖泊等）、取水（地下水深井、取水口等）、供水（水廠、泵站等）、用水（用水情況日?qǐng)?bào)、月報(bào)、節(jié)水指標(biāo)等）、排水（排水系統(tǒng)和泵站、排水井、污染源、污水處理廠等）、資源保護(hù)（水功能區(qū)、水源地等）、水利工程（水利分片、重要水閘、圩區(qū)等）、河道整治（黑臭河道等）。并與該市測(cè)繪院的基礎(chǔ)地圖服務(wù)、排水處的專題數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行融享，借助于高分辨率的航空遙感數(shù)據(jù)與當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行疊加為水資源管理提供客觀參考[8]。如圖4-1所示。圖4-1某市排水設(shè)施與航空遙感數(shù)據(jù)疊加應(yīng)用4.2統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)應(yīng)用在地圖上對(duì)任意時(shí)間段內(nèi)全市雨量等值線（面）即時(shí)繪制，直觀展示一個(gè)城市雨量分布；以每月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按水質(zhì)級(jí)別以不同顏色在地圖上直觀反映取水口附近骨干河道的水質(zhì)情況；以每月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照水功能區(qū)劃定義的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)直觀反映各河段水質(zhì)是否達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)等[9]。利用直觀展示的圖、表來(lái)反映取水口周邊河道水質(zhì)的情況，供業(yè)務(wù)人員和水務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策使用。其中對(duì)浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)用如圖4-2所示。圖4-2對(duì)浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)用4.3水資源保護(hù)中應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)國(guó)務(wù)院頒布的《水污染防治暫行條例》中規(guī)定的“水體變清”的目標(biāo)，以及加強(qiáng)對(duì)水資源的高效管理和規(guī)劃，開發(fā)了水資源保護(hù)地理信息系統(tǒng)[10]。ArcGIS是ESRI(美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所)最新推出的普及型桌面GIS軟件。它具有擴(kuò)展模塊功能齊全、容易學(xué)習(xí)使用、支持地理信息查詢、顯示和卓面制圖等特點(diǎn)。它適用于中小規(guī)模的GIS項(xiàng)目.ArcGIS隨帶一個(gè)功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ摺狝venue，這就給用戶提供了一個(gè)很好的二次開發(fā)環(huán)境。利用Avenue，用戶可以重新組織ArcGIS的界面和功能，開發(fā)出各種各樣具有特定功能的普及型GIS應(yīng)用系統(tǒng)。ArcGIS以項(xiàng)目(project)作為基本應(yīng)用單元。一個(gè)項(xiàng)目就是一個(gè)擴(kuò)展名為apr的文件，它包含各種工作視圖(view)、表格(table)、統(tǒng)計(jì)圖(chart)、表現(xiàn)圖(layout)以及程序段(script)。實(shí)際上,這些圖、表、程序同時(shí)也是分析處理數(shù)據(jù)的手段或工具。水資源地圖集以及地圖集管理系統(tǒng)就是使用ArcGIS作為開發(fā)平臺(tái)。水資源地理要素復(fù)雜、各類專題地圖數(shù)量眾多，為將各專題地圖錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，在初始階段,按照點(diǎn)、線、多邊形三種組合原則將各專題圖劃分成簡(jiǎn)單的圖層,并采用數(shù)據(jù)化儀和ArcGIS的DigitalExtension在ArcGIS界面中進(jìn)行圖層的繪制工作，并將各地理要素的屬性數(shù)據(jù)錄入，最后將所有圖層編輯入庫(kù)并一一對(duì)應(yīng)放置在相應(yīng)的文件位置[11]。水資源地理要素復(fù)雜,綜合、專題地圖就有40多張，各種圖層300多個(gè)，在制作地理信息系統(tǒng)時(shí)常常會(huì)遇到大量不同專題圖層同時(shí)在一個(gè)視圖中出現(xiàn)的情況，既增加了工作量，使用起來(lái)也不方便,因此必須使用二次開發(fā)語(yǔ)言建立一個(gè)方便、快捷的應(yīng)用平臺(tái)。在應(yīng)用平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路中關(guān)鍵是如何將用戶界面和各圖層連結(jié)起來(lái)[12]。為此，在設(shè)計(jì)中采用下面的結(jié)構(gòu)，如圖4-3所示。圖4-3水資源地圖集GIS應(yīng)用平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖4.4水環(huán)境管理的應(yīng)用水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢(shì)?？梢愿又庇^地反映如污染源、排污口、監(jiān)測(cè)斷面等環(huán)境要素的空問(wèn)分布。利用GIS還可以進(jìn)行污染源預(yù)測(cè)、水質(zhì)預(yù)測(cè)、水環(huán)境容量計(jì)算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的支持[13]。目前，徐州市開發(fā)了對(duì)全市大江、大河實(shí)施監(jiān)控的GIS系統(tǒng)，并進(jìn)行全市水環(huán)境功能區(qū)劃匯總，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢、水質(zhì)評(píng)價(jià)、統(tǒng)計(jì)分析、水質(zhì)預(yù)測(cè)等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達(dá)。圖4-4為采用實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)完成的取水口周邊水質(zhì)多要素對(duì)比圖，通過(guò)對(duì)比可以完成各要素之間的關(guān)系分析，同時(shí)還可以進(jìn)行同一要素在不同河段的分析，觀察要素隨空間而變化的規(guī)律。本系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)水環(huán)境保護(hù)起到重要的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)防突發(fā)污染事故有重大的作用，對(duì)水環(huán)境的科學(xué)管理將具有非常重要的意義[14]。圖4-4取水口周邊水質(zhì)多要素對(duì)比圖

5．總結(jié)與展望取水許可管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與水務(wù)局外網(wǎng)申報(bào)系統(tǒng)、水務(wù)局辦公OA系統(tǒng)的無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)申報(bào)、行政審批、竣工備案全流程業(yè)務(wù)辦理信息化支撐，改變以往紙質(zhì)檔案業(yè)務(wù)辦理模式，提高了辦公效率。尤其是引入GIS技術(shù)開發(fā)的決策支持模塊，使業(yè)務(wù)人員能夠快速做出決策，有效節(jié)省審批人員翻閱資料的時(shí)間，很大程度上減少或避免了取水的不合理性。目前系統(tǒng)運(yùn)行于水務(wù)局內(nèi)網(wǎng)，就以后長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，本系統(tǒng)應(yīng)考慮與水務(wù)局其他現(xiàn)行系統(tǒng)（比如水量月報(bào)管理系統(tǒng)、水源地管理系統(tǒng)、地下水超采區(qū)管理系統(tǒng)、鑿井系統(tǒng)）的集成，逐步實(shí)現(xiàn)水資源的精細(xì)化管理[15]。在研究過(guò)程中，不僅深刻的認(rèn)識(shí)GIS的技術(shù)特點(diǎn)、ArcGIS的應(yīng)用，而且對(duì)水資源管理的知識(shí)得到了一定的了解。在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于該工程的建設(shè)有了新的認(rèn)識(shí)，比如對(duì)于系統(tǒng)平臺(tái)的選擇、總體框架、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等有了一個(gè)大體的了解，拓寬了自己的知識(shí)面?；贕IS的功能，便捷、清晰的將結(jié)果呈現(xiàn)在用戶面前。體現(xiàn)了GIS應(yīng)用于水資源管理系統(tǒng)中的最直接的地方。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在水資源管理中的應(yīng)用取得了一些成果，但由于時(shí)間以及條件上的制約，還有其它水資源復(fù)雜方面的問(wèn)題。隨著研究工作的進(jìn)一步深入和所涉及的范圍的擴(kuò)大，可能會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的新問(wèn)題，在今后的工作中將不斷完善和開展更深入的研究，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：（1）在時(shí)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，水資源管理系統(tǒng)中的時(shí)空數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量龐大、更新快等特點(diǎn)，系統(tǒng)對(duì)其時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜性考慮還不夠全面，之后在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的變化規(guī)律將作進(jìn)一步的研究，選擇合適的建庫(kù)方案。（2）與3S技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化