基于WEBGIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究

摘 要：随着信息科学技术的不断发展，信息全球化的时代已经到来，也必将成为未来社会发展的趋势。水利信息化的实现则是水利现代化发展的基础以及重要的标志。伴随着互联网网络技术的飞速发展，WEB GIS技术也逐渐变得成熟，并且获得了非常广泛的引用。利用互联网网络技术在应用非常广泛的WEB上发布空间数据也必将成为未来GIS技术发展的必然趋势。经过多年的发展，目前WEB GIS技术已经发展成为水利信息现代化实现的核心技术。本文便是在WEB GIS技术的基础上搭建了小型水库防洪仿真管理信息系统，在互联网网络环境下实现了对雨、水、灾情的实时调度以及管理，此外还具备了降雨量分析、空间数据查询、决策支持等诸多功能。

关键词：WEB GIS；互联网网络；水利；防洪；Arc GIS

水利行业是一个对信息要求非常敏感的行业，国家正在逐步的投入大量的人力以及财力用于水利全面信息化技术的发展[1]，水利信息化技术的发展已经发展成为现代水利化发展的重要标志以及前提。水利信息化系统的建设已经被列入“十五”期间重点的信息业务系统之一。

随着科学技术的不断发展，基于Internet技术而应用于GIS所开发的WEBGIS产物的出现为水利信息化管理系统的建设提供了强大的技术保障，并瞬间在水利相关系统的建设中获得了广泛的应用，目前关于WEB GIS技术在水利信息管理系统中应用的研究方法非常多，大多数根据水利行业的业务需求将众多重点影响数据采集并传递到远程调度控制中心[2]，但是就目前水利行业的业务需求而言，大部分的研究方法都将重点放在了相关数据的采集以及数据传递到远程调度控制中心方面，而数据采集的数据信息并不相同，因此需要严格结合实际的理论知识以及实战经验，只有扎实的理论知识以及严格的实验培训才能积累更多的技术知识，才能为系统的搭建提供足够的技术储备以及支持。

1 WEBGIS简介

快速崛起的互联网网络在世界范围内得到了飞速的发展，WWW（World Wide Web，万维网）经过多年的发展已经成为目前最为高效的、稳定的、信息网络共享渠道，万维网技术的发展带来了全球信息化大爆炸，正在不断的深入到世界的每个角落、每户家庭，通过万维网的媒介使得整个世界变成了一个信息无缝畅通的村落。

互联网网络技术的发展已经渗透到各行各业，并在各行各业中扮演着非常重要的角色。伴随着快速发展的互联网络（Internet）以及人们对于地理信息系统（Geographic Information System或Geo-Information system，GIS）的迫切需求，为了能够方便客户快速的浏览空间数据、查询空间数据以及分析空间数据，基于互联网络技术的WEB必将成为空间数据发布或者出版的最佳媒介，这也必将成为未来地理信息系统发展的趋势，所以，一种新的技术便应运而生-网络地理信息系统（WEB GIS），Web GIS是完全建立在互联网络技术基础上发展而来的，是互联网络技术在GIS上成功应用的产物[7]，因此，完全具备互联网络的一切特征，并且在万维网的功能上得到了大幅的扩展，已经真正发展成为全球信息网络的重要成员之一。无论从WWW的那个节点，互联网网络用户便可以通过浏览器等工具浏览、查询以及分析WEBGIS站点中的空间数据，进而制作出精美的专题图、得到精准的分析数据等。进而使得GIS逐渐的走进千家万户。WEBGIS作为一个崭新的技术领域，主要存在下面几点特征：

（1）借助互联网网络，使得全球化的客户端/服务器只要能够连上互联网网络的用户均可以享受各种GIS服务，GIS数据还可以实现全球大范围内的更新；

（2）信息化技术的急速发展，使得WEBGIS真正意义上实现了民众化，越来越多的人们正在接受GIS提供的各种服务。市面上的所有浏览器都支持WEB GIS数据的浏览、查询，这对于GIS的发展以及推广起到了巨大的推动作用，解决了传统的GIS成本高、技术难度大等弊端；

（3）WEBGIS具备优秀的可扩展性，这种特征使得WEB GIS能够非常友好的与其余的基于WEB的信息服务无缝集成，使得GIS的应用变得更加的丰富多彩、灵活多变；

（4）具备非常优秀的跨平台特性，基于WEB技术的WEB GIS可以在Windows、UNIX、Linux等操作系统上同用一个版本。

2 研究目的与意义

基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统的研究能够充分的将学校的教育工作与实际的应用工作结合起来，能够有效的实现学生到社会工作者的一个过渡阶段的培训过程。

通过基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统的开发以及应用能够帮助水利专业的学生明确该专业的具体的学习领域以及行动领域。管理信息系统是一种信息度极高的集成系统，涉及到水利工程一系列措施，系统研发的基础便是现阶段比较成熟的计算机科学技术、地理信息科学技术以及网络通信技术等[3]，通过技术的无缝整合能够实现各种水利信息的智能采集、综合分析、实时传输以及智能计算等，能够将正确的数据及时的传递到水利指挥调度中心，通过友好界面的方式呈现给使用者。

基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统的涉及与研究是教师以及学生较早的接触到水利工作的直接途径，通过管理系统的开发能够帮助学生顺利理清楚那些信息是必须的，那些信息能够对指挥调度起到支撑的作用[4]，并且能够培养学生通过对数据的收集能够迅速的做出正确反应的能力，及时的防止水利危害的现象。

此外，系统开发过程中针对学生开展相互学习相互合作的开发模式，以团队精神完成基于WEBGIS的小型水库防洪仿真管理信息系统的研究工作，在学习的过程中培养学生自主开发以及团队合作的能力，在提升学生技术水平的同时提升学生自身的职业技能以及团队合作精神，无论对于学校，还是对于教师以及学生而言，基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统都具备非常重要的意义。endprint

3 理论价值和实践价值

基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究以水利专业的岗位职能能力培养作为目标位导向，通过WEBGIS技术的特点、理论知识与实际工作的有效结合，以及计算机软件编程技术以及水利专业职能需求，为高校学生搭建一个学校到实际工作过渡的一个桥梁。WEB GIS的出现为水利专业管理信息系统的建设提供了保障，其全球化的c/s应用、良好的扩展性能以及跨平台等一系列特性为管理系统的建设高效应用提供了足够的技术支持[5]。

基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究关注学生职业能力的发展和提升。以专门设计的管理信息系统完成理论知识和技能的培养，将学术教育的内容与形式转变为技术教育的内容与形式[6]，将单一的知识传授变为职业能力的提升，使学生提前“上岗”。

基于WEB GIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究仅仅围绕高职教育“教育性”与“职业性”并重的核心价值，以高职学生为主体开发、设计管理信息系统软件，使学生在校内能够充分认识职业岗位的特点和要求，更有效地提升技术运用、团队意识、目标规划等重要的职业发展能力，促进高职学生全面发展和持续发展。

4 防洪仿真管理系统研究

4.1 防洪仿真管理系统设计目标

小型水库防洪仿真管理信息系统建设的主要目标是借助强大的、稳定的WEBGIS技术实现防洪空间数据的互联网网络查询、浏览以及分析等。小型水库防洪仿真管理信息系统是采用经典的B/S（Browser/Server，浏览器/服务器模式）结构开发的软件系统，所有的用户只要使用能够访问网络的设备便可以在浏览器中访问空间数据，此外，该系统还必须能够将用户所需要的数据与空间地理地图直观的关联起来，而且能够将相关数据信息在地理图形上实时的展现出来，为用户查询以及分析相关的地理数据提供必要的信息服务支持。此外，一些存在某种规律的数据或者数据之间的逻辑关系能够借助图形或者表格的形式展现给广大用户。

小型水库防洪仿真管理信息系统建设的主要目标具体包括以下三个：

（1）小型水库防洪仿真管理信息系统的建设必须紧密的结合具体的水利工程，必须建立在WEBGIS技术的基础上进行研发，系统必须能够通过浏览器完成相关数据的地理图形编辑、浏览、查询、分析以及统计等功能，为用户提供优质的服务。

（2）种类繁多的海量数据能够实现统一存储。

（3）小型水库防洪仿真管理信息系统实现的主要业务具体包括以下几个：输入录入功能、数据输出功能、数据管理功能、雨量分析、三维模拟等功能。

4.2 GIS模块内容详细设计

GIS是本文设计的小型水库防洪仿真管理信息系统的核心模块，设计的主要功能如下：（1）基本操作：实现GIS相关的基础功能部分，主要包括地图缩小、放大、精确定位、查询内容高亮显示等；（2）图层控制：主要实现各个图层的显示与隐藏等功能；（3）查询：查询地图上空间数据的基本信息，能够实时查询、历史查询以及信息数据分析等；（4）信息标注：具体包括雨量信息以及水情信息的标注。根据用户的具体查询条件将检索出的数据信息在地图上标注出来，与此同时，还能够根据预警警戒线对于超出的区域进行报警；（5）雨量等值线绘制、雨量分布图以及降雨面积统计等。根据查询时间范围将该时间段内的雨量值绘制成图或者线的形式，直观的反应给用户，并且可以实现等值线的在线编辑、绘制等功能；（6）地图数据信息的输出、打印等功能：将地图数据以图片形式进行保存、输出以及打印。

4.3 防洪仿真管理系统总体设计

小型水库防洪仿真管理信息系统建设的基础是数据信息的采集，技术基础是互联网网络技术以及GIS技术，而核心的数据资源则是水利数据，系统建设的最终目标是实现对小型水库的防洪调度工作，进而形成空间信息数据资源共享的防洪调度系统总体架构，为提升我国的防洪工作效率提供一定的技术支持。小型水库防洪仿真管理信息系统搭建的前期要进行足够的市场调研以及数据采集，接下来需要对采集到的数据进行预处理，对所需要的数据要素进行取舍、编码、分类和归类等操作[8]，然后将采集归类之后的数据进行存储，在存储之前需要针对采集到的数据设计出合理的数据表空间，数据库设计好之后才能将数据信息存储到对应的表中。所有的数据整理好之后，接下来需要进行系统软件设计，设计对应的应用接口以便能够快速的响应用户对于数据信息资源的请求，用户请求得到的数据通过WEB端输出，满足用户的不同需求。此外，小型水库防洪仿真管理信息系统还必须建立相应的评估模型，评估模型建立的最终目标是通过该模型能够将数据库中的数据进行快速评估，并且能够提供一定的评估方法或者措施，比如防洪抗灾辅助模型、灾害损失评估模型等，一系列的评估模型便组成了系统的模型库，模型库在与数据库系统结合便构成了小型水库防洪仿真管理信息系统的主体。

小型水库防洪仿真管理信息系统的建设拟采用Arc GIS Server 10、Arc SDE 10、Arc GIS Engine 10以及Sql Server 2008数据库等结合的综合技术实现，其中系统所需要的空间地理数据则保存在Arc SDE的空间数据库中，系统通过 Arc GIS server搭建地图服务，进而实现对地图的读取以及管理操作。本课题研究的小型水库防洪仿真管理信息系统的总体结构如图1所示。

本课题研究的小型水库防洪仿真管理信息系统之所以采用Arc GIS产品，其最主要的原因是Arc GIS在水利的智能信息化的建设中发挥着非常重要的作用。Arc GIS Server是目前功能最为全面的基于B/S架构的WEB GIS产品，借助Arc GIS Server便可以实现防洪管理系统中所必需的海量空间地理信息数据的以及对应的属性数据进行查询、管理、分析以及统计都功能。小型水库防洪仿真管理信息系统设计的时候采用多层架构，主要包括客户端、服务器端以及数据段三个层次，每个层之间相互依赖，形成一套整体的管理系统。

5 结束语

基于WEBGIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究，通过以水利专业实际工作过程为导向的模式来展开教育，将学术教育的内容与形式转变为技术教育的内容与形式，能有效地提升WEB GIS的技术运用、团队意识、目标规划等重要的职业发展能力。

除此之外， 基于WEBGIS的小型水库防洪仿真管理信息系统研究，充分体现学习的社会性、发展性、终身性。随着学习地点逐步推向工作岗位，针对不同工作过程适时更新的岗位要求，帮助学生学习如何获得新的职业能力的经验，学会将学习与信息管理系统的开发以及应用紧密的结合起来，这也是过程导向教育的重要组成部分，是作为直接指导就业过程创新性学习的方法、路径。

参考文献

[1]刘玉照，刘建准，范志雯.基于C/S与B/S集成模式的企业竞争情报系统构建研究[J].情报科学，2005，3.

[2]董秀强，张旭臣，魏庆杰，等.基于GIS的等值线分析系统[J].水利科技与经济，2008，9.

[3]范银贵.空间插值方法在绘制降水量等值线中的应用[J].水利水电科技进展，2002，3.

[4]周洞汝，姜海涛.随机过程模型及雨量等值线的自动绘制[J].水利学报，1993，1.

[5]吴小芳，胡月明，徐智勇，等.基于GIS的水文信息系统的设计与实现[J].水文，2007，4.

[6]党安荣，吴宏岐，汪新庄.论地理信息系统的发展机理与发展趋势[J].陕西师范大学学报（自然科学版），1996，3.

[7]陈丙咸，杨戊，黄杏元，等.基于GIS的流域洪涝数字模拟和灾情损失评估的研究[J].环境遥感，1996，4.

[8]杨春蓉，张志平.在Web2.0设计模式下Ajax技术和CSS样式技术的应用[J].中国高新技术企业，2007，16.

作者简介：刘光金（1973，7-），男，职称：讲师，学历：本科，主要研究方向：计算机应用。endprint