辽宁省水土保持监测系统设计

郭成久，刘思野，王小明

(1.沈阳农业大学 水利学院，辽宁沈阳110866;2.沈阳地拓科技发展有限公司，辽宁沈阳110003)

科学管理与分析的水土保持数据资料，已成为水土保持宏观决策与规划的重要依据。系统整理、管理和分析多年水土保持工作实践所积累的大量、分散的水土保持数据信息，打破数据所属部门的条块界限，实现数据的规范和统一，促进资料的共享与利用，对水土保持宏观决策、规划与调控具有重要意义。近年来，辽宁省提出要建立水土保持智能决策系统，建设的主要内容就是搜集水土保持监督执法、治理开发、监测预报、科研、行政管理等工作所需要的社会经济、水文气象、地理信息、水土流失和水土保持等基础数据信息，最终将各类数据形成独立的子数据库管理系统，通过相关程序进行链接，再利用计算机网络进行信息传递和交流。

建设水土保持监测系统的目的主要是为辽宁省水土保持监测部门提供工作支持，提高其水土保持监测的管理效率和分析能力;通过建立以小流域为单元的县、市、省多层次分布式网络模式的水土保持时空信息管理系统，实现水土保持监测业务管理标准化和自动化;通过监测提供的数据，为水土保持监督执法公正、公平、公开、科学、规范提供保证。

1 系统结构设计

辽宁省水土保持监测系统的设计基本路线是基于Dot Net平台，以DTGIS为GIS应用服务器，采用Spring Net(集成NHibernate)为程序框架。

依据水土保持监测系统的业务分块，建成后的系统结构可以划分为权限管理子系统、水土流失定点监测子系统、区域土壤侵蚀监测模块子系统，其结构如图1所示。

2 系统功能设计

建成后的水土保持监测系统可进一步提高辽宁省水土保持监测数据的采集、管理与分析的科学化、规范化和高效化。其中，针对区域土壤侵蚀业务，水土保持监测系统对其业务数据进行汇总和分析，通过报表、统计图、专题图等多种方式反映辽宁省土壤侵蚀现状，为上级监测部门和政府(包括本级和上级)提供了决策依据;针对常规监测点的数据，水土保持监测系统对监测点数据的采集、上报、审核等环节进行完整有序的管理。对上报到辽宁水土保持监测中心的监测数据进行管理和分析，同样为监测部门提供决策依据，为分析开发建设项目水土保持方案和水土保持治理效益等提供支持。

图1 水土保持监测系统结构

2.1 业务内容

水土保持监测系统的业务可以划分为定点监测数据获取、审核、管理和区域土壤侵蚀监测数据管理四大部分内容，其中定点监测数据管理和区域土壤侵蚀监测数据管理是系统的核心内容。业务分块如图2所示。

图2 水土保持监测系统业务内容

水土保持监测系统为不同用户提供了不同的服务，下面以区域土壤侵蚀模块为例来描述不同业务模块为不同用户提供的服务，见图3。

图3 区域土壤侵蚀用例图

2.2 业务流程

辽宁省水土保持监测系统总体业务框架如图4所示，土壤侵蚀图形数据和属性数据在数据库建设时直接入库，定点监测站使用本系统的数据获取功能将监测的数据上传到辽宁省定点监测数据库，监测分站使用本系统的数据审核功能对上报的数据进行审核。用户通过IE浏览器登陆辽宁省水土保持监测系统后，可以查询土壤侵蚀以及定点监测相关信息，不同用户所能查看的信息的详细程度不同。

图4 辽宁省水土保持监测系统总体业务框架

2.3 系统结构与功能模块关系

水土保持监测系统分为权限管理子系统、水土流失定点监测子系统、区域土壤侵蚀监测模块子系统，各个子系统与系统功能模块之间的关系如表1。

表1 系统结构与功能模块之间的关系

2.4 系统功能实现

2.4.1 地图功能

地图功能具有对图形进行放大、缩小、漫游、全图显示、分析的基本功能，便于操作者对总体布局和局部地物的了解。操作者可以选择地物显示是否带有注记，是否按符号化形式显示，地图符号是否随图放大或缩小，便于操作者对地图的管理和理解。除此之外，它还具有距离量算和面积量算等功能。

2.4.2 影像对比分析和面积计算功能

水土保持监测系统还拥有对影像的加载和卸载功能，可实现栅格影像和矢量图形的对比分析，便于对矢量图形进行局部修改。

2.4.3 查询和统计分析功能

业务报表的处理过程分成两部分，一部分是查询，一部分是结果返回，包括水土流失定点监测和区域土壤侵蚀监测两种功能。区域土壤侵蚀监测是以小流域为基本单位，按照水系、行政区划两种方式进行统计查询的业务模块;水土流失定点监测是对监测点气象监测数据、径流场监测数据、控制站监测数据进行统计、查询的业务模块。

2.4.4 输出功能

系统内的属性数据、符合条件的查询结果数据、图形文件、专题图文件等，都可以输出。系统还提供了报表制作功能，报表制作模块与属性数据库相连，操作者可以进行任意形式的报表制作、快捷的数据添加与打印输出。

水土保持监测系统是以GIS的形式展示的辽宁省水土保持监测业务调查结果，且可以实现对监测结果进行综合分析，为水保用户了解全省土壤侵蚀状况、制定水土保持治理方案提供方向性支持。