谢 红，贠建明

(陕西省基础地理信息中心，陕西西安710054)

渭南防汛指挥地理信息系统的研发和实现

谢 红，贠建明

(陕西省基础地理信息中心，陕西西安710054)

渭南防汛指挥地理信息系统是根据渭南地区历年水文资料及防汛业务需求，对基础地理、防汛专题等空间数据、水雨情等实时信息进行整合处理和有效集成，并基于开放性的面向服务的B/S架构体系、空间和属性数据一体化、多源数据无缝集成的建库理念，实现了融信息采编、信息监测、决策支持等为一体的防汛指挥地理信息系统。介绍了该系统的设计、研发思路及功能实现，项目成果为提高流域防汛决策及指挥能力、减少洪涝灾害损失提供了技术保障。

防汛指挥及决策；系统研发；GIS

陕西省渭南市地处黄、渭、洛三河交汇处，近年来，由于渭河下游库区泥沙淤积等原因，形成南高北仰中间凹的特殊地理位置，传统的防汛工程只能被动抵御。为了应对特大洪水威胁，最大限度地保障人民生命财产安全，提高防汛管理的实时性、有效性及准确性，通过采用最新的地理信息系统、三维仿真、数据库等信息化技术，集成基础地理信息、防汛专题信息及各种属性数据，建立集信息采集、管理、更新、维护、分析、辅助决策等为一体的防汛指挥地理信息系统，可以在充分发挥现有防汛工程作用的同时，全面实现防汛工作的信息化，防汛决策、指挥的科学化。

1 系统设计思路

1.1 系统总体架构

渭南防汛指挥地理信息系统采用立体多层体系架构，整个系统是由网络设施层、软硬件平台层、数据存储层、数据访问层、业务逻辑层、Web表现层和系统应用层等7个层次构成，系统各层次既相互独立又相互联系，共同支撑系统的运转。层次间以服务流为纽带，集成后达到各层次、子系统间业务逻辑高内聚、物理实现低耦合的目标。系统总体逻辑结构如图1所示。

1.2 系统功能设计

系统功能设计采用“5+1”结构，分别由6个子系统来实现，各子系统在表现上相互独立，在内部逻辑上相互依存、协同工作。

1）防汛电子地图子系统。基于Adobe Flex的RIA技术研发，系统主要功能包括：地图的缩放显示、快速定位、实时标绘、基于电子地图直接进行防汛指挥和部署，对地形进行面积、距离测量等。

2）水雨情实时监测子系统。基于Asp.Net、Ado. Net及相关异构系统集成的技术研发，主要功能包括：水文站、水位站、河道、雨量监测站等有关水雨情的实时、整编信息查询及关系图表显示。

图1 系统总体逻辑结构图

3）防汛决策支持子系统。基于 Skyline三维引擎结合ArcGIS 3D分析模块的研发，主要功能包括：各级各类防汛预案的三维展示、交互式三维仿真漫游、防汛专题要素快速检索及防汛专题要素快速飞行定位、相关的计算及分析评估等。

4）防汛电子预案子系统。基于Asp.Net动态网页的技术研发，主要功能包括：渭河、洛河、黄河各级防洪预案的交互展示、集成管理。

5）防汛信息维护子系统。基于 Asp.Net和 Ado. Net的技术研发，主要功能包括：各类防汛专题信息的录入、编辑，图文视频等附件维护以及相关地图信息更新。

6）安全管理子系统。基于 Asp.Net和 Ado.Net的技术研发，主要功能包括：子系统、功能模块、系统功能、用户、角色、用户角色授权、日志审计管理及审核认证等。

1.3 系统数据库设计

系统数据主要分为矢量数据、属性数据、多媒体数据。矢量数据采用Geodatabase个人数据库方式存储，属性数据采用SQL server数据库存储，多媒体数据以文件方式存储。为了实现矢量数据和属性数据的关联，按照国家、行业、部门、企业的级别顺序，遵循科学性、唯一性、实用性、规范性、完整性和可扩充性等原则进行编码设计。系统数据库共设计表格45个，直接和防汛业务密切相关的表格24个，对系统运行起支撑作用的辅助表格21个。部分业务数据和地图数据因业务需要拟采用文件格式存储，其格式遵循水利行业标准和测绘标准执行。

1.4 系统接口设计

为确保各子系统采用共同的信息基础，系统在数据存储级别设计了统一的编码规则，同一防汛专题要素的地图、图形、视频、文字及其他属性信息均基于该统一编码进行关联，从存储结构上保证了各类信息能够关联为一个整体为防汛指挥工作服务。在系统建模层面，采用完全面向对象的设计方法对数据库中存储的防汛专题要素进行建模，采用Linq To Sql的ORM映射技术实现。在软件编码开发层面，采用面向对象的程序设计方法，确保程序结构复用度高，能够适应未来扩展的需要。

2 系统关键技术

1）采用ORM建模技术。通过采用.NET3.5框架中最新引入的Linq To SQL高效对象关系建模技术，使整个系统在模型层次完全面向对象化，避免了传统的基于SQL语句编程引发的潜在的运行异常，并给整个系统的面向对象化设计、开发打下基础。

2）建立数据审核与同步机制。针对分布数据采集可能潜在的数据版本混乱问题，专门设计了独特的数据审核与同步机制，使管理员能够在后台有效监控各级用户对数据库数据的修改、更新、删除等。

3）采用RIA开发技术。广泛采用Flex RIA技术，大幅度提高了系统易用性和用户使用体验。

4）采用基于SOA的二三维GIS集成技术。创新性地使用一三维仿真动画技术展示淹没效果的需求，在Web浏览时模拟实现了洪水淹没推演的效果，提供了淹没面积计算、滞洪量分析功能，为灾情评估提供了可靠的工具。

3 系统实现

3.1 建设环境

系统开发的流程主要包括项目设计、数据处理、防汛综合数据库建设、地图配置、系统功能研发、系统集成、系统部署和试运行。结合系统的总体架构，选择以下工作环境：

服务器：IBM 3650服务器，Cisco交换机；

操作系统：Windows Server 2003，Windows XP；

数据库：SQL Server 2005，Access，Personal Geodatabase；

开发软件：Visual Studio 2008，ArcGIS Server 9.2，Flex Builder，Skyline TerraExplorer Pro；

GIS软件：ArcGIS Desktop/Server 9.3，Skyline TerraExplorer Pro 5.1；

浏览器：IE6.0/7.0，FireFox等。

3.2 功能实现

系统面向防汛业务管理和防汛决策指挥业务的实际需求，通过防汛电子地图子系统，可实现对各类地物及专题信息的快速综合查询、定位和浏览。通过水雨情实时监测子系统，用户可根据需要对测站、河流水情、水情特征值、多站及半站任意时段等信息进行查询、图表显示、输出、打印等。通过防汛决策支持子系统，可实现防汛专题要素快速飞行定位，距离、高度、面积量算，实现通视、剖面分析、等高线生成、灾情评估、淹没推演演示等。通过防汛电子预案子系统，可实现已有防御洪水灾害预案的收集、整理和汇编，实现各类防洪预案附件资料交互展示、集成管理等。通过防汛信息维护子系统，可利用基础数据采集、数据处理到数据库更新的工具，实现信息采编、更新与维护。通过安全管理子系统，可实现整个系统的安全管理，确保信息安全，建成后系统的部分运行截图如图2、图3所示。

图2 电子地图子系统

图3 决策支持子系统

4 结 语

渭南防汛指挥地理信息系统是一个为有效整合、集成现有基础地理信息、防汛专题及水雨工情等信息而构建的集信息采编、防汛预警及辅助决策为一体的及时、准确和可视化的综合信息平台。系统建成后，在2010年7月、2011年7月应对陕西遭遇100年一遇的强降雨和50年一遇的暴雨洪涝灾害的防汛指挥决策中发挥了重要作用。

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Research and Development on Weinan Geographic Information System of Flood Prevention Decision

by XIE Hong

According to the hydrological data of flood control in past years of Weinanand therelated businessneeds,WeinanGeographic Information System of flood control command integrates spatial data such as geographic information,flood control project data with real-time information such as rainfall information.Based on the open service-oriented B/S architecture,the system realized information gathering,information monitoring and decision supporting by following the concept of spatial and attribute data integration as well as seamless integration of multisource data in one database.This article introduced the design,development idea and theimplementation on Weinan Geographic Information System of flood control command.Relevant results can provide strong technical support on reducing flood damage,and on improving the capacity of watershed flood control command.

flood control command，system development，GIS

2011-10-27

P208

B

1672-4623(2012)02-0004-02

谢红， 高级工程师，研究方向为 GIS系统研发及GIS项目管理。