郭小瀛,朱 文
(中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津,300222)
地 理 信 息 系 统(Geographic Information System,简 称GIS),是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门学科为一体的新兴学科,是在计算机软件和硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
GIS 系统设计的总目标:运用遥感、GIS 和数据库、网络和计算机技术,建立先进可靠的库区移民数据库及其应用系统,为库区移民安置工程的规划、实施和后期管理决策提供科学、高效的技术支撑:
①收集、录入、储存和分析具有地理位置特性的相关信息,保障收集的数据直观、可比和兼容;
②进一步规范移民安置前期规划编制的深度和效能,保障规划的全面、客观、更具可操作性;
③保障移民安置在实施过程中的资金、质量、进度能够按照预先的计划、程序开展,保障了管理的规范性和科学性;
④实现库区的三维分析,进行库区淹没区分析,快速统计和分析库区淹没损失、淹没影响程度,制定合理的补偿方案。
2.1.1 最优化原则。库区移民信息管理系统子模块在进行划分层次的时候,既要考虑设计的便利性,更要追求整个管理系统的有效性,实现整个系统结构优化,运转高效。
2.1.2 实用性原则。库区移民信息管理系统研究开发的最终目标是追求整套系统的实用,系统中的管理方式方法要符合国务院、水利部以及地方政府的相关规定,满足实际工作需要。
2.1.3 安全性原则。库区移民信息管理系统的涵盖内容庞杂,无论是对其系统数据库的访问,还是后期的运行维护都要讲求安全性,以防止因数据丢失而影响对库区移民工作的管理。
2.1.4 系统的开放性。库区移民管理系统的开发不可能一撮而就,需要在实际工作中不断的补充和完善,这就要去整体系统在结构、功能、数据处理上要留有空间,讲求一定的开放特点,以便后期扩展需要。
通过日常的大中型水电工程移民安置工作流程和数据流程,库区移民GIS 系统总体框架
设计如图1:
2.3.1 属性数据库。主要包括移民区分类数据、移民淹没所涉及的国民经济统计年报、移民淹没区所涉及到的实物指标调查数据结果、淹没区和移民区土地分类数据等等。
2.3.2 基础地理数据库。主要是包括库区移民地区的行政区划图、被淹没的范围图、数字地形数据以及数字高程模型等等。
2.3.3 移民专题数据库。主要包括移民地的土地利用现状图、移民的居民点分布图和周边交通设施图、输电设施分布图、工矿企业学校的分布图等等。
2.3.4 辅助数据库。主要包括元数据、分类编码数据以及维护类数据和专业分析模型等等。
2.4.1 开发方式。库区移民信息管理系统的开发模式既可以选择独立开发,也可以选择单纯二次开发,甚至还可以选择集成二次开发。实践中选择的集成二次开发较多,这种开发模式集合了GIS 工具软件对空间数据库的管理、分析功能,还可以利用可视化语言所具有的高效、方便等编程有点,增强了数据库功能,易于后期的移植和维护。
2.4.2 操作系统及硬件。选择中文版WindowsXP 系统;Pentium42.66G,80G 硬盘。
2.4.3 GIS 软件平台。基于库区移民特点,要求GIS 软件平台应该具备一定的可伸缩性、支撑面向对象的数据模型和组件化的GIS 软件技术及系统的开放性等特点,可以选择ArcGIS 作为GIS软件平台。
2.4.4 客 户 端。AreGIS Engine Runtime 或 者ArdGIS 9 Desk Top。
3.1.1 地图操作模块。地图操作模块包含地图基本功能(包括缩小、放大、平移、全屏显示、删除等)、地图符号化显示功能(包括地图卷标、地图着色、图表显示等)、范围确定功能(包括水库淹没区/影响区、移民工程建设区范围等)等等。
3.1.2 信息查询模块。库区移民信息管理系统信息查询模块由图形属性查询和数据库查询构成。其中图形属性查询子系统包括专题属性的整体查询、单一对象查询以及表达式查询等,在窗口中输入条件语句从而在数据库中查找需要的符合条件的图形或图像;数据库查询模块由统计查询、明细查询等功能组成,在查询过程中可以根据要求,进行分区或分类查询,而明细查询主要是对实物指标进行全方位查询。统计查询主要是对实物指标的总量进行查询。
3.1.3 三维显示分析模块。该模块主要是提供真实的三维场景显示界面和三维分析功能。包括坡向分析、三维漫游、三维场景显示、坡度分析、三维显示设置等等。
3.1.4 移民安置规划模块。该模块是根据库区移民规划中需要安置移民所设置的专门应用模型,为库区移民提供科学、准确的分析功能,包括安置区环境容量分析、生产安置人口及搬迁安置人口计算、移民安置后生产、生活水平预测等功能。
3.1.5 系统维护模块。库区移民涉及到的数据庞杂,被淹没的区域范围广,因此,在收集库区移民资料的过程中需要耗时较长,也需要不断的对数据库中的资料进行更新和完善,这就需要该系统能够授权给客户或者管理人员以维护权限,保证移民信息数据库不断得到更新和完善。
以地理信息系统(GIS)和互联网技术(WEB)为基础,开发库区移民信息管理系统在实际中被广泛运用。张李荪等以峡江库区移民为例,基于WEBGIS 的峡江水库移民信息系数设计涵盖了GIS技术、计算机网络、空间数据库技术等,对库区淹没范围内的房屋面积、人口数量、等级公路里程、通信电缆长度等各种信息加以分析和应用,保证了水库移民规划、管理和决策的科学性、准确性和可靠性(见图2)。此外,还有南水北调工程丹江口水库移民规划、江西省大中型水库移民管理等等都将GIS 应用到库区移民信息管理中,并取得了较好的经济效益和社会效益。
GIS 移民信息管理系统的开发和运用能够保证各种复杂地形图、专题图的显示、查询以及庞大数据的汇总、分析、检索,数据管理能够实现适时更新,极大地满足了对库区移民信息管理的高要求,目前被广泛应用到各个领域。未来需要将传统的GIS 技术与新兴的Internet 技术进一步融合起来,使这项技术更加成熟,服务于各个行业。
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