基于WebGIS的水文地质调查信息发布平台的研究

肖兴平，佟元清

(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北 保定 071051)



基于WebGIS的水文地质调查信息发布平台的研究

肖兴平，佟元清

(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北 保定 071051)

[摘要]在WebGIS、数据库等信息技术支撑下，论述水文地质调查信息发布平台建设的相关方案，围绕水文地质数据特征、平台的体系结构、数据库与平台功能架构等方面进行研究，并提出具体的解决办法，实现了水文地质调查信息发布相关的数据库建设、软件平台开发。表明水文地质调查信息发布平台具有一定的服务专业机构和社会公众的能力，能够助推水文地质调查信息服务经济社会的力度。

[关键词]水文地质；信息；WebGIS；发布

水文地质调查是地质工作的重要组成部分，随着全球经济、资源、环境的变化和发展趋势，水文地质调查工作在国民经济与社会发展中的先行性作用愈来愈重要，为国家经济和社会可持续发展做出了重要的贡献。水文地质调查信息服务于行业部门和社会公众的需求也愈显重要，建立水文地质调查信息发布平台，是实现这一需求的重要技术支撑，能够实现相关专业技术信息的资源共享。

地理信息系统(GIS)技术已经广泛应用于我国地质调查业务信息化建设的工作流程，必然也成为建设水文地质调查信息发布平台的技术手段之一，地理信息系统由计算机软件、硬件、数据、和用户构成，能够对地理信息进行采集、存储、更新、处理、分析及可视化。GIS应用于水文地质调查研究的一个重要方面就是支撑水文地质调查野外数据的集成、加工和信息共享服务，GIS技术与关系型数据的有机结合，可以适用于水文地质调查海量数据的存储与管理[1]。

WebGIS是可以通过互联网进行发布的地理信息系统，简称互连网地理信息系统，是Internet技术与GIS技术相结合的产物，属于当今计算机信息技术与GIS技术发展的制高点之一[2]。它的主要原理就是在互联网上提供空间地理信息，用户在客户端能够浏览、查询甚至分析服务器端提供的系统数据。由于GIS应用越来越广泛，以及Internet技术越来越成熟先进，将GIS与互联网相结合，利用互联网在Web页面上共享和发布空间地理信息，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，形成一个网络化的地理信息集成与服务平台，已经成为GIS发展的必然趋势[3]。

1开发环境的选择

1.1开发环境

开发平台：Eclipse

开发语言：Java

数据库平台：SQL Server2008 R2

GIS平台：MapGIS K9 IMS

1.2运行环境

1)服务器端

操作系统平台：MS Windows 2003 Server

数据库平台：SQL Server2008 R2及以上版本

第三方软件：Microsoft .NET Framework v2.0、Mapgis k9、jre1.6

2) 客户端

操作系统平台：MS Windows 7/Me/2000/XP

浏览器：IE 6．0及以上版本。

2平台体系结构

本平台利用通用的软件设计标准和Browse/Server模式，

采用三层体系结构—数据层(Data Layer)、业务逻辑层(Business Logic Layer)和界面显示层(Presentation Layer)[4]。

2.1数据层

数据层位于数据的服务器端，该层在逻辑上处理系统数据，作用是接受Web服务器对数据库访问的命令，实现读取数据库的目的，并把结果返回给web服务器。数据服务端用SQL Server 2008存储属性数据，用MapGIS K9来管理空间数据[5]。

2.2业务逻辑层

业务逻辑层是客户端浏览器与数据服务器进行交互的中枢，该层主要是响应客户端的浏览、查询和分析等操作,通过MapGIS K9 IMS及ASP程序来实现。

2.3界面显示层

界面显示层位于客户端，该层在逻辑上显示系统数据，作用是向互联网另一端的Web服务器发出访问需求，Web服务器及时将信息通过互联网传递到客户端浏览器上，客户端浏览器进行在线显示。

这种三层体系结构，可以很方便的实现系统数据的存储、管理和发布。三层体系结构的建立将数据和数据的应用分割开来,提高了系统运行的稳定性,也大大提高了系统运行的可扩展性。总体结构如图1所示。

3平台数据库与功能

3.1平台数据库

平台数据库建设基于中国地质调查局相关标准规范和我国青藏高原重点地区实施的水文地质环境地质调查项目实际需求的数据类别，确保数据库结构的合理性，以及数据存储与读取的有效性。依据水文地质调查相关的项目工作内容，实现业务数据、基础数据、图形数据、成果信息、系统管理、权限控制等方面的数据库建设内容，包括数据采集、数据交换、数据处理及分析、适用于MapGIS的空间数据库存储等方面的综合数据库体系。为信息交互与共享提供数据支撑。

图1　系统体系结构图

1)空间数据库

空间数据库主要存储水文地质调查空间数据，主要承担空间数据的集成、管理与发布，空间数据库可以包含由点图层、线图层、面图层、注记图层、栅格图层等构成的海量空间信息，这是空间数据库的主要内容；空间数据库记录的是矢量图形和图元的基本属性。水文地质调查空间数据库储存的信息一般包括水文地质图、地质地貌图、水资源开发利用图、遥感解译图等专题信息及地理地图信息。

2)属性数据库

属性数据库存储与空间地图信息相关的属性信息以及水文地质野外调查业务信息，其中，野外调查业务信息包括地质地貌点调查、机民井调查、植被调查等诸多野外卡片调查信息及与水文地质相应的物探、遥感、钻孔、地下水动态观测等信息。

3.2平台功能

1)数据浏览

平台将空间数据库的地图数据以Web Service的形式展示，提供给客户端访问地图的接口。用户在客户端使用浏览器访问，便能够浏览地理底图数据、空间专题图数据以及由各项目承担单位采集和汇总的野外调查数据，包括水文地质调查数据、环境地质调查数据、技术方法勘查数据及项目基本信息等。在发布的页面上提供包括漫游、放大、缩小、移动、复位、测距、上一视图、下一视图、定位查询、选择等常用的基本操作，实现用户与数据的动态交互。

2)查询分析

在数据提供层的将空间数据与属性数据进行组织关联，通过业务逻辑层传递到界面显示层，向用户提供需要查询统计的内容，实现各种数据的查询与分析。查询分析功能主要包含以下几部分：

(1)任选区域查询

用户用鼠标在地图上选定一个范围，可以是任意规则或不规则的区域，能将所选择范围内的要素进行高亮突出显示，并能查询相应地图要素的属性数据。

(2)行政区域查询

用户用鼠标在平台上调出查询窗口，选中符合条件的行政区，能够将行政区所在的地理要素进行高亮显示，并能查询相应地图要素的属性数据。

(3)组合条件查询

用户利用水文地质野外调查数据与空间水文地质图的关联关系，实现组合条件查询。

(4)逻辑运算查询

依据不同的查询条件，根据逻辑运算的结果查询，能将所选择范围内的要素进行高亮突出显示，并能查询相应地图要素的属性数据。

(5)业务分类查询

按野外调查的业务类别进行查询，包括按地质地貌点调查、民(机)井调查、水土流失调查、土地沙化调查等进行查询。

(6)量测计算

提供对地图局部区域范围、长度以及两点间距离的量算工具，用于实现对地图要素的进行量测和表达的交互式操作。

(7) 统计分析

能够对各类图层的属性数据进行分析，也能使用统计分析的方法进行模型建立，例如，根据行政区划、业务调查类型、项目名称、维护单位、调查日期等进行条件查询，并统计出结果，导出二维表里。

(8) 专题输出

根据查询或统计分析后可以生成相应的专题页面，并且在客户端可以进行打印，或导出栅格格式的图片(包括bmp、TIFF、jpg等格式)。通过生成专题页面，能够将查询统计的结果在客户端进行发布和展示，并获取数据内部以及数据与数据之间的的特征，有特征的数据可输出的专题页面包括柱状图、饼状图、点状图、矩阵图和曲线图等[1]。

发布平台的界面见图2。

发布平台的属性数据查询结果见图3。

4结语

旨在充分利用于WebGIS技术、数据库技术、信息网络技术，以GIS强大的空间图形与属性数据管理和已有的编程语言功能为基础，实现对水文地质调查信息的有效管理与发布，为政府决策部门、专业技术人员及社会公众提供信息服务，为水文地质工作对经济社会的应用提供数据支持。

平台的设计与实现尚处于作者在水文地质调查信息发布的初步研究阶段，主体属于一个数据展示和基本的查询平台，基本能够满足用户对水文地质调查工作所取得的专业信息进行浏览、检索和简单的统计分析等需要，功能有待进一步完善，完善的方向包括地图高级编辑、信息的多重组合查询、用户的交互反馈等，特别是缺乏相关的分析模型，以便较强的体现数据分析与决策支持能力。

图2　信息发布平台界面

图3　查询结果

[1]赵泽英，彭志良，龙从霞，等. 基于WebGIS的毕节试验区生态环境信息系统的开发研究[J].贵州农业科学.2009，(11)：216-219.

[2]Bemd Jungwirth(Germany)．Intemet and Geographical Information System：WebGIS[J];Geoinform ation Magazine 1998(3)．

[3]张桂荣，殷坤龙，刘礼领，等. 基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统[J].岩土力学.2005，(8)：1312-1317.

[4]陈植华，关学峰，胡成. 基于WebGIS的环境地质灾害网络数据库系统[J].水文地质工程地质.2002，(2)：20-24.

[5]甄树聪，薛嫒娣，院胜. 基于WebGIS的水环境监测信息系统开发研究[J].人民黄河.2007，(11)：54-55.

[6]李海峰. 基于WebGIS的地质灾害信息管理系统研究[J].测绘与空间地理信息.2009，(2)：172-175.

The Research of Hydrogeological Information Release Platform Based on WebGIS

XIAO Xing-ping，TONG Yuan-qing

(Center For Hydrogeology and Environmental Geology, CGS, Baoding 071051 Hebei)

Abstract:This article discusses the in WebGIS and database supported by information technology, hydrological geological survey information release platform construction scheme, around the characteristics of hydrogeological data, platform system structure, database and the function of the platform architecture research, and put forward the specific solution solution, the hydrogeology survey information released related database building and software development platform. Show that the hydrogeology survey information publishing platform has certain professional services organizations and the public ability, to efforts to boost hydrogeology survey information services, economic and social.

Key words:Hydrogeological；Information；WebGIS and Release

[收稿日期]2015-08-17

[基金项目]国土资源地质大调查项目(青藏高原重点地区水文地质环境地质调查综合研究；1212011221119)

[作者简介]肖兴平(1980-)，男，湖北云梦人，高级工程师，主要从事水工环地质信息化技术及GIS编图与评价。

[中图分类号]P641.7

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)01-0164-03