地表水环境评价系统的开发与研究

周严 宋凯宇 郑亨

摘 要：当前的工业化和城市化发展背景下，水资源污染成为了非常突出的问题，是世界性难题。信息时代到来以后，为缓解当下的水资源危机，相关部门要彻底转变传统的水资源管理和利用模式，积极以信息技术作为基础，建立完善的地表水评价系统，通过该系统的开发来辅助水资源管理、利用和决策。部分地区的经济社会发展比较落后，技术的局限性导致地表水环境评价系统的开发受到了严重的影响。因此，本文重点探析了地表水环境评价系统的开发，对提升地表水环境评价系统的功能效益具有重要的意义。

关键词：地表水环境;评价系统;开发

我国的水资源呈现出时间、空间分布的不均匀性，正是这种水资源特点，使得水资源管理和利用方面存在着很多的问题，部分地区的水资源浪费、污染问题非常严重。可持续发展的背景下，水资源成为了关注的重点方面，有关部门越来越依赖于通过地表水环境评价系统的构建，来实现水资源信息的共享和集成，减少水旱灾害、水环境恶化问题的出现。地表水环境评价系统在一些发达国家的应用已经非常成熟，但在我国尚处于发展的初期阶段，在未来还有着很长的发展道路要走。

1 地表水环境评价系统的重要作用

1.1 为环境影响评价工作体系的健全奠定基础

针对当前的水环境污染问题，国家有关部门相继提出了相应的水环境治理和恢复策略，为保障水环境治理，无论是从国家层面还是从地方层面，都要构建完善的地表水环境评价系统，利用该系统来实现对区域水环境和水资源的综合评估和动态分析，该评价系统以信息技术作为基础，在系统投入使用以后，可以对区域地表水环境实现动态监测，获得有效的地表水监测数据、污染源信息，通过对这些信息的综合评价和利用，就可以及时掌握地表水的异常情况，快速启动预警机制来解决水环境危机，实现水环境的治理和恢复[1]。当前的经济社会发展趋势下，我国对水体环境的研究日渐深入，地表水环境评价已然成为了环境影响评价中的重点内容，通过地表水环境评价系统所获得的水环境信息，给水环境恢复、治理提供了数据支持。

1.2 為环境影响评价工作方法及模式创新提供依据

当前的环境影响评价工作开展中，无论是评价模式还是评价方法，都相对具有单一性，难以保障环境影响评价和预测的准确性，也就无法解决当下的环境危机。地表水环境评价系统的建立，在不同的部门、主体之间建立了联系，这些主体部门之间可以在该系统中集成和共享相应的地表水环境信息，为环境影响评价工作方法与模式创新提供了切实的保障。

2 地表水环境评价系统的构建方法

2.1 项目研究技术路线

地表水环境评价系统的技术路线如图1所示，具体的系统构建中，应从数据准备和系统设计的角度开始。数据库结构设计以数据采集、数据整理和数据入库作为重点阶段，这三个阶段的有效配合，促进了数据采集、整理、存储的一体化。在地表水环境评价系统的系统设计中，为保障系统功能的完整性，必须从地表水基本情况作为出发点，做好充分的前期理论准备和技术支持，将系统总体设计从基本功能设计和水环境评价功能设计的角度来进行完善。以本地表水评价系统为例，该系统中的基础功能包含GIS可视化、放大、缩小功能，还应兼具数据编辑、查找、修正和增添的功能[2]。本系统中采用的是单因子指数评价模型，通过C#嵌套ArcGIS Engine来保障系统功能的实现。

2.2 运行环境

地表水环境评价系统在后续投入运行以后，为保持系统始终处于相对稳定的状态下，在系统开发与设计中，可以将微软NET框架作为基础的开发平台，利用C语言开发，嵌套ArcGIS Engine实现二次开发，这些开发平台和开发语言，可以提升系统开发的整体效率和质量，对后续的维护管理非常有效。

2.3 系统逻辑结构

因为在整个地表水环境评价系统的开发过程中，采用的是面向对象的思想和分析方式，选用的是三层架构模式，正是系统的这一特殊逻辑结构，使得系统中三个部分之间的耦合性得以大大减弱，即使在系统运行中出现了需要进行变更的内容，这种特殊的逻辑结构也使得代码的变更修复更为简单[3]。根据层次划分，如图2所示。

如上图所示，视图层中包含Visual Studio2010的自带控件，该控件的存在使得在地表水环境评价系统的运行过程中，能够增强用户与界面之间的交互性，其他的控件是ArcGIS Engine自带的，系统用户可以直接利用这些控件来对系统中的空间数据加以操作和处理。业务逻辑层是整个系统中的功能层，是利用C语言开发的，其中包含了监测数据管理类、水环境评价类、其他业务类组件，这些不同的组件之间既保持着相互的独立性，相互之间也存在着紧密的关联关系，不同组件的相互配合保障了系统管理功能的有效实现[4]。数据层中包含的是属性数据库和空间数据库，前者重点存放的是水环境评价的属性信息，而后者中存放的是地理数据、矢量数据与遥感影像数据。

3 系统的实现与开发

3.1 系统的数据库设计

地表水环境评价系统的开发中，系统数据库设计也是其中的设计重点，系统性能是由多种因素所决定的，比如，水环境评价系统中的数据结构、数据存储方式。在数据库设计的过程中，专业设计人员要通过数据采集、数据分类、数据库设计等各个环节的设计标准，来保障数据库的功能和性能。现阶段的设计条件下，设计人员要借助于相应的技术在空间数据和属性数据之间建立一定的关联关系，通过这种关联关系的构建来为系统运行创造更为良好的条件。属性数据库中多以水环境数据为主，比如，地表水月监测数据、地表水水质标准指标、评价信息等，通过Access储存和管理，程序编写更为便捷和高效[5]。空间数据库中存放的是地理数据、遥感影像数据。