地下水资源信息管理系统的研究

任仲宇 程一平 高维春

(北京工业大学建筑工程学院，北京 100124)

地下水是目前可利用淡水资源中的主要组成部分，也是部分灌溉用水、工业用水以及生活用水的主要来源。传统地下水监测对于小范围内的监测比较适合，但是由于其缺少广泛应用性，系统性和代表性，无法实现大面积动态监测和评价。地下水信息管理系统［1］具有数据量大、实用性强、空间性、多目标的特点。如何对地下水管理系统中的空间数据，图形数据以及属性数据进行综合处理，并进行分析计算，达到管理决策的主动性、科学性，合理规划和利用有限的水资源，一直是地下水管理系统追求的目标，建立这一系统是与实践相结合的一次尝试，立足现在，面向未来，对实现这一目标有现实参考意义。

地下水资源管理信息管理系统是以地理信息系统和数据库为开发平台的，实现对数据的储存、查询、编辑、备份还原等功能。系统是以地区的自然环境为基本信息，利用其空间数据和地下水各属性数据相结合，为研究区域提供有力的信息支撑。

1 系统的构造与特色

系统以Visual Basic为操作界面，GIS为背景图层和作为空间数据库，Access作为属性数据库，通过程序语言将其组成一个完整的系统。

其特色在于:

1)系统的实用性，易操作性，数据不断的更新补充，系统数据更加的完整;

2)支持图像属性和数据属性的双向查询;

3)功能组织结构合理，层次清晰;

4)能够对地下水水质以及开采量做出评价，对区域地下水的合理利用提供有力的信息支撑。

2 系统设计

1)系统的总体设计。

地下水资源管理信息管理系统是以地理信息系统和数据库为开发平台的，实现对数据的储存、查询、编辑、备份还原等功能。系统是以地区的自然环境为基本信息，利用其空间数据和地下水各属性数据相结合，为研究区域提供有力的信息支撑［2］。

系统的构成方面，主要有三个部分:a.以VB语言编写的操作界面;b.以GIS图作为背景图层，Geobatabase作为各要素的空间数据库;c.Accsee数据库储存水质水文等属性数据。结构如图1所示。

图1 系统结构图

2)系统数据库的总体设计。

根据系统对数据管理的需求，系统选择Access数据库作为系统数据库，在数据库结构设计时，本文遵循了以下原则:a.精简干练;b.数据独立于应用程序;c.便于统一管理［3］。在本系统中，数据库分为两部分，一个是空间数据库，一个是属性数据库。

空间数据库主要储存的是地理信息系统中各图层的空间矢量数据，它是将空间的对象抽象为点线面，在地理信息系统中分层展示出来，以矢量的形式储存［3］。该系统中，空间数据系统分为两个部分，一类是基础地图数据，一类是专题地图数据［4］。

基础地图数据包括:研究区域的边界区域，行政区的划分，交通、地形建筑、居民分布等基础区域。

专题地图数据有污染源、监测站、水位站、水系分布。

属性数据与空间数据也有直接的联系，它包括水文数据库，水质数据库，水量数据库，水文数据库中分为降雨量信息，蒸发量信息，水文监测站信息，水质数据库包括污染源监测数据，地下水水质数据，水质分析评价表，水质监测登记统计表。水量数据库包括地下水水量信息，水位信息，用水量信息，预测信息。

3)系统的内部关联。

通过在Visual Basic6.0环境下嵌入 Map Objects组件［5］的研究，开发了地下水信息管理系统，实现GIS的本系统基本功能，本系统的数据格式有文本数据，图文数据，相片格式，为了实现系统所有数据的统一储存管理，各数据间通过ID(CODE)标示建立联系，通过如下代码实现:

strExpression= ″CODE= ″＆ lngCode

Set recs = frmMapDisp.MapDisp.Layers(strCurrentLayer-Name).SearchExpression(exPress)

数据在录入编辑时，使录入数据格式与数据库中对应格式保持一致，通过如下代码与数据库连接:

Set db=New Connection

db.CursorLocation=adUseClient

db.Open ″PROVIDER=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source='″＆ strDB ＆ ″';″

Set adoPrimaryRS=New Recordset

系统流程如图2所示。

图2 系统流程图

3 系统功能

该系统基于地理信息系统和数据库为开发平台，实现地下水资源的科学化管理，高效存储、输入、输出、查询。操作界面如图3所示，在开发上遵循简易，高效，实用的原则。

图3 系统操作界面图

系统实现的主要功能:

1)地图的浏览导航。

实现研究区域基础图层和专题图层的放大，缩小，漫游，鹰眼，区域选择等功能。

2)数据的输入，储存，查询。

用户可以向基础图层添加各种辅助信息，对专题图层添加、修改记录数据。通过专题图层和属性数据库对系统中的水文、水质、水量等信息进行按类别，按时间，按条件的双向查询。显示出污染源、生活用水区、监测站分布等区域。

3)对地下水水质以及开采量做出评价。

通过对水文、水量、水质等数据的收集，系统还为对地下水水质做出相应的评价，对地下水可开采量，补给量进行合理的计算，为地下水的可持续发展提供决策性的服务［6］。

4 结语

系统以先进的计算机技术，数据库技术，GIS技术为基础平台，以地下水资源管理为核心，通过GIS对数据的强大处理功能，使得数据的查询结果都以可视化的形式展示出来，是一个集易操作性、实用性、可扩展性于一体的管理系统。它不仅为水资源管理提供了一个良好的管理平台，还为地下水的监测、管理以及利用提供了科学的依据。但是应该指出的是，要想利用 GIS建立更加完善的地下水资源管理系统，还应该进一步进行水资源系统模型和决策方面的研究。

［1］ 杨 旭，黄家柱，陈锁忠，等.组件式GIS在地下水资源管理系统开发中的应用［J］.水文，2003(1):44-46.

［2］ 刘 静.地下水信息管理系统的设计与实现［J］.工程勘察，2009(12):70-73.

［3］ 袁笑一，汪晓军，潘伟斌.GIS技术及其在地下水领域的应用［J］.仪器仪表学报，2005，26(8):859-861.

［4］ 向速林，鄢贵权，尤本胜.基于GIS的地下水环境信息系统［J］.贵州工业大学学报，2003(3):100-101.

［5］ 李胜乐，陆远忠，车 时.MapInfo地理信息系统二次开发实例［M］.北京:电子工业出版社，2004.

［6］ 左其亭，陈 曦.面向可持续发展的水资源规划与管理［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.