河道巡查与监管多平台信息协同系统设计

李 磊，尚庆明，丁旭东

(淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 淮安 223005)

随着工业化、经济的发展，人为侵占河道水域岸线和不合理利用河道资源的现象时有发生，各级水行政主管部门大力开展河道日常巡查工作，加强河道监督和管理。但是，传统的巡查与监管模式存在着依赖纸质资料、纸质记录等问题，在科学性、实用性、信息化等[1- 3]方面暴露出诸多不足，包括：

(1)缺乏岸线两侧往期现状资料，难以判断对象属性，不利于现场管理；即使有，也是以图册形式存在，当前位置信息不明导致难以利用。

(2)现场发现问题后记录与反馈不便，没有有效的信息化工具，只能依靠手工记录与整理，格式上、信息全面性上差异显著。

(3)已有信息资料(正射影像图、管理对象普查资料等)多是以纸质载体存在，查看与查询困难，导致利用率低。

鉴于其已经无法满足实际工作需要，基于MySQL关系数据库整合(电子化)已有数据资源，基于电子地图API融合正射影像图，设计了一套多平台信息协同系统。系统共分移动端和PC端，两者共用一个基础数据库，前者侧重于辅助巡查、拍照取证、信息采集等工作，后者侧重于信息查询与利用、变化点比对分析、报表输出等工作。多平台间的协同实现涵盖河道巡查与监管工作的整个流程，实现作业方式规范化，而且信息化的工具支撑有效地提高了工作效率，在一定程度上提升了河道监管的效果。

1 平台数据库

1.1 空间库建设

空间库的核心是利用正射影像制作[4]的瓦片金字塔，这也是本系统的核心基础数据，具有现势性高、地面分辨率高、更新周期性快的突出优势，使得系统更加符合应用需要。

系统创新性地使用拟合点阵方法制作瓦片金字塔[5- 7]，不仅能建立高匹配性的瓦片金字塔，而且占用平台空间缩小了90%。加载量级的大大降低将会有效提升平台的流畅性，在此基础上搭建物理访问路径，实现空间库的远程获取。

此外，空间库还包括多个点层、线层。

1.2 业务库建设

业务库是在整合已有的普查信息与变化点信息等数据源、待采集的数据源(格式)的基础上构建的，是MySQL关系数据库，按照业务功能共计建立11个数据库表，基本覆盖工作中产生的信息源。表1为建立的表名称及作用。

业务库实现系统用户间的信息共享与协同，再与空间库构成平台数据库，如图1所示。

图1 平台数据库组成

表1 业务库表名称及作用

2 系统设计

依据上述的平台数据库，设计河道巡查与监管多平台信息协同系统，对运行平台的硬件要求较低，保证较高的适配性。另外，功能设计来源于淮安市城市河道管理处的实地调研、问卷调查。系统整体架构如图2所示。

图2 移动平台架构

2.1 移动端[8- 9]主要功能介绍

2.1.1影像叠加

获取在服务器上构建的影像(金字塔)物理访问路径，实现不同时期影像的列表化目录显示，能按需求选择展示某时期的影像数据，与电子地图API融合[10- 11]，做到能够随着窗口的移动而实时加载显示，而且影像场景会随着平台移动做到匹配显示，保证位置信息的不丢失，保证两者浸入式的辅助巡查体验，如图3所示。

图3 影像查看界面

2.1.2目标导航

点击地物图标后将其经纬度信息实时上传到后台作为可能的目标点，一旦需要快速抵达该目标，即可进行导航，快速到达目标位置，而且保证与电子地图的操作习惯一致，提升用户体验。图4中淮阴船闸为点击对象。

图4 快速导航界面

2.1.3拍照取证

现场巡查与监管发现异常变化时，可以在移动端上拍摄实景照片，添加细节描述，最后上传到业务数据表中，便于数据追溯，而且可供管理人员在PC端导出规范化的文件。

2.1.4变化核查

对于可能违章点，现场巡查时需要查看前后两期影像对比，进而录入与更新详细说明、意见、复核人等信息，准确完成问题处理，而且管理人员可在PC端进行实时调取查看。

2.2 PC端[12- 16]主要功能介绍

2.2.1对比显示

除了野外巡查发现外，还能将不同周期的正射影像进行分屏显示，两者之间的操作完全同步，实现地物变化与否的快速判别，再辅以现场核查，可为河道监管提供有效支撑，如图5所示。

图5 对比显示界面

2.2.2轨迹显示

多用户使用时，管理人员可以自定义选择人员、时间实现目标人员在目标时间的巡查轨迹，起到监督作用，而且可作为巡查人员考核、评价的依据，提升管理效率。如图6所示。

图6 轨迹显示界面

2.2.3报表输出

报表输出共分三类：普查信息的汇总导出、变化点的实地核查记录表导出、疑似违章地物拍照取证记录表导出。导出报表可在加盖公章后作为管理的依据，实现电子记录、纸质管理。

3 案列应用

本系统已应用于淮安市大运河、里运河城区段。两个河道全长共计48.8km，因为穿过淮安城区，河道管理范围内河道占用情况密集，两侧大概有500多处，推广应用普遍性高。如图7所示。

图7 系统应用

系统能以可视化的方式展现河道两岸特征地物，分层分类，一目了然。功能上一键式，简单易学，而且贴近河道巡查与监管工作，实现了克服传统工作模式弊端的效果，对比分析见表2。

表2 优势对比分析

4 结语

本文设计的系统基于电子地图API融合DOM正射影像，提供高现势性的底图(核心基础数据)，使得在现场时对岸线两侧现状的把握更加直观，现场处理更加有说服力，辅助巡查效果明显；基于MySQL数据库整合数据资源，再依托网络实现多平台间的协同，提高信息查询与查看的效率，同时集成的电子化、信息化的工具使得巡查与监管工作更加便利，符合水利现代化建设的社会趋势。通过在淮安市大运河、里运河城区段的应用证明，本系统满足河道巡查与监管工作的实际需求，具有很好的推广价值。