移动APP在灌区管理中的应用

张 波 罗朝林

(珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东 广州 510610)

灌区在我国的农业发展过程中起着举足轻重的作用，是农业发展的重要保障。作为重要的水利工程，需要利用移动互联网技术对灌区运行管理进行全过程管控，以提升工程建设管理水平及运行效率[1-4]。姚宝永等[5]利用互联网技术+移动设备搭架安监智能管理平台，为水利工程建设安全管理提供了安全、可靠的现代化移动安监机制；邵红艳等[6]设计和开发的大中型灌区智慧巡检平台，利用移动互联网技术实现安全巡查管理，全面提升了灌区的管理水平。王东利[7]设计的巡检移动APP在水利工程日常巡检、险情上报、水政巡查、白蚁防治等实际工作中得到了良好的应用。

目前，针对灌区管理的移动APP业务功能主要聚焦于日常巡检、险情上报等方面，功能较为单一，用户较为关注的监测站点实时信息查询、历史信息统计、远程灌溉等功能尚未完善[8-9]。因此，需结合灌区管理单位的日常工作需求设计一款功能完善、扩展性强的灌区管理APP。该APP采用了当前流行的H5+技术[10-12]，开发便捷且维护简单，实现了灌区管理人员在任何时间、任何地点快速了解灌区运行情况、实时信息查询及远程灌区控制等功能，摆脱了时间和空间的束缚，增强了业务部门间协同办公意识，提高了办公效率。

1 设计原则

灌区管理APP研发以满足灌区管理单位日常工作需要为目标，系统设计需要遵循以下几项原则：

a.先进性：灌区管理APP设计应充分利用当前先进、成熟、应用广泛的技术，系统设计既考虑实用有效，又确保运维及升级便捷性。

b.实用性：灌区管理APP设计应以灌区管理单位的工作内容及业务需求为出发点，按照需求对系统框架、功能模块及业务流程进行合理设计。同时，确保APP具有良好的扩展性，便于个性化功能接入。

c.灵活性：灌区管理APP采用模块化的设计思路，将重复使用的功能封装成独立的功能模块，方便不同功能模块间的调用，提升开发效率，降低维护难度。

d.丰富性：灌区管理APP设计应充分考虑不同管理单位间的管理需求，功能设计需要建立在充分调研的基础上。

2 功能设计

灌区管理APP是以灌区管理信息系统Web端系统为基础，结合业务需求定制开发的具有便携性、特色性、针对性等特点的移动端系统。灌区管理APP通过数据接口(API)的方式从灌区管理信息系统获取数据资源服务，确保APP端与Web端系统数据源的一致性。灌区管理APP的主要包括电子地图、实时监控、用水管理、灌区巡检、运行维护以及远程灌溉等模块，其功能结构见图1。

图1 灌区管理APP功能结构

2.1 电子地图

电子地图采用GIS地图作为底图，包括基础地理图、遥感影像图和地形图，并在地图上叠加水利工程站点，可实现查看实时水情、流速、流量等信息的功能。地图载入时，系统将水雨情站点都标注在地图上，对站点超限的水雨情信息设置高亮显示；通过电子地图功能，用户可以直观了解灌区干渠、支渠的分布情况，灌区各类监测站点的位置信息及各站点实时采集的水位、流量等信息。灌区管理APP还提供导航功能，方便维护人员规划运维路线。

2.2 实时监控

实时监控模块以列表的形式显示灌区内各类监测站点实时信息，包括水位、流速、流量、图像、墒情、视频等信息。通过灌区管理APP可以查看每一个站点的历史信息，包括历史图片、历史水位、流量及水量信息。历史图片以轮播图的方式展示，历史水位、流量及水量信息，以图表的形式展示。用户还可以通过系统提供的查询工具查看任意时间段内的历史信息。

2.3 用水管理

用水管理功能模块主要是对灌区各用水单位的用水申请进行管理。用水申请单位负责人可通过灌区管理APP或者灌区管理信息系统提交用水申请。申请提交后，灌区管理单位可通过该APP及时了解用水申请的批复情况以及用水通知，方便用水申请单位提前做好灌溉准备，最大限度提升用水效率，节约水资源。

2.4 灌区巡检

灌区巡检功能模块主要是针对灌区日常巡检进行管理，该功能可记录巡检人员的巡检时间、巡检路径等信息并实时将巡检人员的巡检轨迹实时上传至灌区管理系统中[13-14]，方便灌区管理单位统计巡检工作的完成情况。若巡检人员在巡检过程中发现问题，可通过灌区管理APP进行问题上报，方便管理单位及时了解信息并安排维护人员前往现场开展维护工作。

2.5 运行维护

运行维护功能模块以列表方式展示灌区每一项运行维护任务的完成情况。灌区管理单位将巡检人员在巡检过程中发现的问题，通过灌区管理信息系统下发给运维人员，运维人员登录灌区管理APP查看运维任务清单，并在规定时间内前往现场开展运维工作，工作完成后及时将现场处理结果通过该APP反馈至灌区管理系统中，灌区管理单位工作人员通过信息系统查看运维工作完成情况。

2.6 远程灌溉

当前，部分灌区管理单位响应节水灌溉号召积极推进精准灌溉工作，以实现农业灌溉用水总量控制，提高水资源利用效率的目标，在灌区田间配置基于物联网的农业痕量灌溉系统[15]。灌区管理APP中接入了痕量灌溉系统中的实时监测数据，用户通过APP实时查看土壤墒情、田间管网流量及压力、农作物生长状态并结合田间农作物需水情况，利用APP远程灌溉功能直接对农业痕量灌溉系统中布设在田间的电磁阀进行开关操作，实现了高效、节水灌溉的目标。

3 关键技术

灌区管理APP基于以下关键技术，满足不同手机平台(IOS、Android)的使用需求。

3.1 H5+移动APP

H5+是html5 plus的缩写，即基于html5的增强扩展。H5+APP是一个跨IOS、Android的混合开发APP解决方案。它基于webview渲染，封装了大量原生能力给JS API，并通过JS直接调用手机的原生能力，实现与原生APP同样强大的性能。

3.2 uni-APP前端开发框架

灌区管理APP开发采用当前流行的uni-APP开发框架，开发完成后可同时可发布到Android、IOS以及各种小程序等平台。使用该平台具有开发成本低、易维护、生态丰富、性能体验优秀等特点，尤其是APP端支持原生渲染，可以支持更流畅的用户体验。

3.3 数据库管理技术

部分灌区位于偏远地区，移动网络尚未覆盖，运维或巡检人员无法实时将现场数据及时上传，利用SQLite数据库将用户运维或巡检数据暂存在手机中，网络恢复后进行数据上传。

3.4 移动GIS技术

移动GIS技术具有如下特点[16]：ⓐ移动性，借助无线通信技术，实现了与GlS服务周的救摆交互;ⓑ可定位性，通过GPS定位技术，实现基于位置的服务;ⓒ动态性，能够根据使用条件的变化，选用实时在线模式、离线模式、混合模式等三种不同模式完成与服务端的数据同步。

灌区管理APP以地理应用服务和空间数据为支撑，以移动端为应用工具，结合GPS定位技术可实现对灌区渠系及监测站点分布情况、采集信息、巡检实时轨迹及历史轨迹等空间信息在地图上的展现。

4 灌区管理APP应用

灌区管理APP使用DCloud(数字天堂)推出一款集成开发环境HbuilderX完成APP开发、测试及安装程序打包等工作。APP中展示的各类数据及对数据的增、删、改、查等操作是通过APP发送HTTP请求，调用部署在服务器上各类数据接口实现的。灌区管理APP总体结构见图2。

图2 灌区管理APP总体结构

目前，灌区管理APP已在恩平锦江灌区管理处、广州流溪河灌区管理中心等单位进行应用，且用户黏度较高，部分功能模块见图3～图6。利用灌区管理APP改变了灌区管理单位原来固有的工作模式，实现了移动办公，极大提高了用户工作效率，用户反馈使用效果良好。

图3 灌区电子地图

图4 实时监控

图5 巡检功能

图6 远程灌溉功能

5 结 语

灌区信息化是灌区可持续发展的基础，也是农业可持续发展的根本保障。充分利用移动互联网技术结合灌区管理单位的业务需求，开发通用性的灌区管理APP是灌区管理信息化可持续发展的必然趋势。灌区管理APP在设计时不仅要充分考虑灌区管理单位间的通用业务，还应根据不同单位的业务需求，定制开发个性化功能，力求功能满足灌区日常管理的全部业务要求。随着移动互联网的不断发展，小程序以其免安装、下载更新简易等特点得到广泛应用，未来可设计开发一款灌区管理小程序，为灌区管理单位提供更加便捷的应用服务。