水利划界成果与地理信息数据库相结合的应用—以苏州市七浦塘划界工程为例

薛 毅，曹 蓉，刘西金，钱虹伊

（1.苏州市水利工程管理处，江苏 苏州 215311；2.浙江省河海测绘院，浙江 杭州 310008）

1 问题的提出

近年来，伴随着城市化的不断推进，填水圈地、设障阻水等现象屡有发生，造成河道水域萎缩、水系引排不畅、湖库调蓄能力下降、水环境承载力下降，严重威胁防洪安全、供水安全和生态安全。苏州市七浦塘西南连苏州市第二大饮用水源阳澄湖，东北与长江连接，区域性流域支流众多、河道发达构成河网水系，同样面临这些隐患安全，需要通过划界来确定管理范围。

七浦塘已经经过全面拓浚整治，历史的七浦塘划界确权由于年代久远，资料缺失或破损，已不能满足河道和水利工程管理保护需求。目前七浦塘河道划界工程，已设计出一套完善的施工流程，并取得了成功：首先收集符合河道管理范围的资料[1]，如地形图、DOM影像资料、控制资料等；其次预先在图纸上判定基准线粗略位置，粗略布设管理范围线和界桩（牌）；外业勘测现场和数据采集，进行划界基准线测量，勘测预布界桩（牌）位置；用外业测量成果对划界基准线数据进行编辑整理，生成划界基准线成果数据；根据划界基准线确定管理范围线并测量核实，对于无法确定埋设条件或者特殊情况的河段进行整理，针对不同的类型拟定不同的解决方案；进行控制测量，制作界桩牌布置图；最后界桩牌放样测量，根据放样点标志埋设界桩牌和制作界桩牌身份证[2]。

2 数据库设计与建设

空间数据模型是地理信息数据库的核心，为CAD数据模型，是一种存储二进制文件的数据模型；Coverage模型，是一个基于地理相关的矢量数据模型；目前为Geodatabase数据模型，该模型使用标准关系与对象技术的数据库，与以往数据库相比，集成、存储拓扑等方面优势更大，是一个智能化管理的数据库[3]。

2.1 个人地理数据库

基于ARCGIS的Geodatabase目前包含3种结构：个人地理数据库、文件地理数据库和多用户地理数据库。江苏省地理信息成果上报系统有几十个至上百个上传数据单元，每个单元不仅需要存储各种划界信息属性表格、点线面数据，还需要处理点线面之前的空间位置关系以及复杂的拓扑关系。因此要求上传的是个人地理数据库（Personal Geodatabase）。个人地理数据库是一个仅支持单用户编辑使用微软Access来管理数据的数据库，个人地理数据库的Gis信息是储存在Access数据库中，其存储数据量的上限为2GB[4]。

2.2 空间数据库和属性数据库

七浦塘河湖和水利工程管理范围划定成果专题数据库基于《灾害应急地理信息数据库设计及其应用》Geodatabase数据模型构建，是一个面向对象的数据库，其构建目的是为了满足河湖划界成果信息的整理需求，包括空间数据库和属性数据库2类[5]。数据库以基础地理信息数据库为框架，构建专题空间数据库与属性信息数据库，添加河湖水利工程划界的成果信息。将划界工程的成果数据进行汇总、检查、处理，建立一个统一的河湖划界数据库。数据库属性字段按基础地理信息数据库基本规定建 立[6]（见表1）。

表1 点、线、面编码及属性统计表的属性项名称及规格定义汇总表

3 入库成果

主要成果包含以CORS系统为基础，利用GPS — RTK等现场采集的基础测量数据、内业编辑处理的划界成果信息，以及水利系统专属的属性信息。将完成的划界成果进行汇总、数据转换和校正后入库。

3.1 成果分类

入库的划界成果主要有4类。①点（界桩点、告示牌点）：编号、分类信息、高程信息、坐标、埋设年份、移位点之记、管理单位，以及管理员信息等；②点（测量控制点）：编号、坐标，以及高程等；③线（管理范围线）：编号、长度、分类信息、划界标准及依据、界线协议，以及变更信息等；④面（管理范围）：编号、面积、分类信息，以及变更说明等。

3.2 七浦塘划界成果

七浦塘管理范围划界，其中包括沿骨干河道出现的支流、水浜、河道沿线水利枢纽。其中沿线口门共80处。划界长度87km，管理范围线长度103km，划界面积4.54km2。共计埋设界桩724个，告示牌95个，埋设测量控制点44个。

4 地理信息数据建库

4.1 建立水利专题数据库

七浦塘河道划界专题数据库，在数据地理空间位置方面以实际采集到基础测绘数据为主，同时参考该河道征地红线。在属性数据的水利信息方面，以江苏省和苏州市下发的文件以及水利部门获取的资料为主。通过使用划界专题数据库，不仅将划界成果的空间点线面数据进行统一和规范化的整理，并将划界空间数据与水利专题信息连通，涵盖了数据的多元性，整编性和使用效果，使划界成非常完备及轻便实用。七浦塘专题地理信息数据库示意（局部）见图1。

图1 七浦塘专题地理信息数据库示意图（局部）

七浦塘管理范围点线面数据都需以要求的格式录入地理信息数据库中。为了规范统一划界成果，按照规则建立河湖和水利工程管理范围划定成果专题数据库，同时扩充水利专题属性表，以将划界数据的点线面空间数据赋予详细的水利信息属性。

4.2 建立水利专题属性表

水利专题属性表主要分为点和线面2大类。七浦塘管理范围划界点成果的属性表内容非常丰富，涵盖了25个水利信息项共3类。第一类为系统编码，它是划界点成果的唯一识别字段，由各种水利信息以特殊的规则组成的一串字符串，起到界桩、告示牌和控制点“身份证”的功能。如界桩点系统编码由“GLP — 水利普查编码 — 县级行政区划代码 — 河湖和水利工程分类 — 岸别 — 序号 — 共桩情况”组成；第二类是赋予代表其意义的代码，用来表示其含有的水利信息。如河湖和水利工程分类，就是将河湖分类分别赋予表示其意义的代码，河道为PA，水库PB，湖泊PG，涵闸IK，泵站IJ，海堤IE；河湖和水利工程类别则按照省骨干河道名录分类，“1”代表流域性河道，“2”代表区域性河道，“3”代表重要跨县河道，“4”代表重要县域河道，“5”代表其他河道。其他是否移位、共桩情况、岸别等都是通过赋予其代码体现划界“点”的水利详细信息；第三类是坐标类，对于坐标类字段，数据库不仅需要填入划界点成果的坐标信息，同时数据库还要对其空间位置与坐标信息进行检验。

七浦塘的“点”划界信息包含3项：界桩点、告示牌点以及控制点，其对应包含的水利信息属性数据见表2。

表2 七浦塘河道划界专题数据库点字段统计表

七浦塘河道划界专题数据库管理范围线面属性表包含的水利信息相对较少，包含13个水利信息项。其中系统编码、行政区划代码、河湖和水利工程分类等与划界点成果属性表规则类似。七浦塘划界线面数据单有的属性字段信息为“是否共面”“是否共线”和“是否界河”[7]，是一个体现管理范围线之间、管理范围线面之间以及七浦塘与其他划界河湖关系的信息项。

七浦塘的“线面”划界信息包含3项：管理范围线、管理范围面以及管理范围划界基准线，其对应包含的水利信息属性数据见表3。

表3 七浦塘河道划界信息汇总表

七浦塘河道划界专题数据库中，包含界桩点、告示牌点、控制点、管理范围界基准线管理线和管理范围面等地理位置空间信息以及行政区划代码，河湖和水利工程分类、水普编码等水利信息属性数据。通过将划界过程中实际采集、操作和整理的点线面数据，进行数字的统一化、分类编码的标准化以及属性数据的重新组织使其成为具有固定的格式和规则的成果库数据。

5 结 语

通过构建七浦塘河道划界专题数据库，将划界基础测绘信息划界管理范围成果信息与水利专题信息相结合，规范高效的完成七浦塘划界工作的地理信息采集和整理工作。为省市建立划界防汛管理系统提供基础数据支持，有利于水利部门保存和分析资料，有利于更高效的开展水利防灾工作，提高管理效率，为“数字水利”“智慧水利”的建设搭建框架[8]。

划界确权成形的地理信息系统与水利、国土、规划等相关部门数据共享和具体管理工作衔接，有利于城乡总体规划的设计和实现。在基础数据库的基础上，水利、国土部门建立省市县三级一体的互联互享的划界数据库和管理系统。

[1] 江苏省水利厅.江苏省水利工程管理条例[R].南京：江苏省水利厅，2017.

[2] 江苏省水利厅.江苏省河湖管理范围和水利工程管理与保护范围划定技术规定(试行)：苏水管[2015]64号文件[R].南京：江苏省水利厅，2017.

[3]肖鸣.基于Geodatabase的空间数据库系统设计与实现[D].武汉：武汉大学，2005.

[4] 熊淑娣，万芳琦，张蕾.水库与堤防专题地理信息数据库建设[J].测绘科学，2007，42(1)：71- 75.

[5] 雒燕飞.地质灾害应急地理信息数据库设计及其应用[D].青岛：山东科技大学，2010.

[6] 国家测绘局.基础地理信息数据库基本规定：GB/T 30319— 2013[S].北京：测绘出版社，2009.

[7] 江苏省水利厅.江苏省河湖和水利工程管理范围划定成果信息采集技术要求(试行)[R].南京：江苏省水利厅，2015.

[8] 刘小生，程效军.基于 Arc/Info的防汛抗洪地理信息系统研究[J].测绘通报，2006(6)：41- 43.