基于gis的水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

1、<p><b>　　龍巖學(xué)院</b></p><p>　　資源工程學(xué)院畢業(yè)論文</p><p>　　題 目： 基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 </p><p><b>　　資源工程學(xué)院</b></p><p><b>　　龍巖學(xué)院</b><

2、;/p><p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告</p><p><b>　　2012年4月6日</b></p><p>　　基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用</p><p>　　【摘要】：針對我國水資源短缺的矛盾，以及地下水的過度開采和日趨嚴(yán)重的水體污染，嚴(yán)重影響了中國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民

3、的飲水安全和人們的健康。為了進(jìn)一步了解和監(jiān)測水資源的情況，提出對水資源進(jìn)行綜合管理。 對于嚴(yán)重缺水城市，執(zhí)行取水許可制度尤為重要。本文主要對水資源信息管理系統(tǒng)中的取水口位置最優(yōu)化選擇功能進(jìn)行分析，在詳細(xì)研究水務(wù)局管理制度和業(yè)務(wù)模式后，提出基于GIS的取水許可管理系統(tǒng)的解決方案，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)建設(shè)思路、開發(fā)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、系統(tǒng)功能設(shè)計等內(nèi)容。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了取水許可業(yè)務(wù)外網(wǎng)申報、內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成、空間數(shù)據(jù)入庫等全流程信息化管理，提高了取水許可辦公

4、軟件和自動化水平。并介紹了大連市水資源管理的應(yīng)用例子，得出了具體水資源管理開發(fā)設(shè)計的成果。整體來看，水資源管理系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀處于發(fā)展階段，并且針對水資源的具體情況得出了相應(yīng)的闡述和對策。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：取水許可；水資源管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用；</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1．

5、引言1</b></p><p>　　1.1課題的背景1</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 課題研究目標(biāo)和內(nèi)容1</p><p>　　2．建設(shè)技術(shù)方案3</p><p><b>　　2.1平臺選型3</b></p>

6、<p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計3</b></p><p><b>　　2.3建設(shè)框架4</b></p><p><b>　　3．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計6</b></p><p>　　3.1空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計6</p><p>　　3.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計6</p&

7、gt;<p>　　3.3系統(tǒng)功能設(shè)計7</p><p><b>　　3.4數(shù)據(jù)入庫7</b></p><p>　　4．水資源管理應(yīng)用舉例9</p><p>　　4.1基礎(chǔ)管理應(yīng)用9</p><p>　　4.2統(tǒng)計評價應(yīng)用9</p><p>　　4.3水資源保護(hù)中應(yīng)用10&

8、lt;/p><p>　　4.4水環(huán)境管理的應(yīng)用11</p><p>　　5．總結(jié)與展望13</p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　1．引言</b></p>

9、;<p><b>　　1.1課題的背景</b></p><p>　　中國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／4、美國的1／5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一[1]。據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面

10、狀污染，且有逐年加重的趨勢。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對中國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。目前我國城市供水以地表水或地下水為主，或者兩種水源混合使用，有些城市因地下水過度開采，造成地下水位下降，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗，使海水倒灌數(shù)十公里。由于工業(yè)廢水的肆意排放，導(dǎo)致80％以上的地表水、地下水被污染。</p>

11、<p>　　當(dāng)代資源、人口和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為我國及全世界共同關(guān)注的重大戰(zhàn)略問題，對于作為人均水資源貧國的我國卻是世界人口最多的國家，這種情況下，我國水資源可利用率、農(nóng)業(yè)畝均用水和人均用水顯得更加有限。特別是我國北方嚴(yán)重缺水的城市，人均水資源占有量極少，隨著城市規(guī)模和人口的急劇增加，加之連續(xù)數(shù)年的干旱少雨，城市地下水位逐年下降，地表水庫蓄水能力嚴(yán)重不足，水資源的供需矛盾問題日益突出。</p><p

12、>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，20世紀(jì)七、八十年代，美國田納西流域管理局利用GIS技術(shù)處理和分析各種流域數(shù)據(jù)，為流域管理和規(guī)劃提供決策服務(wù)，GIS開始應(yīng)用于水資源管理。隨后在運(yùn)用GIS研究水資源管理中取得了較有實(shí)用價值的系統(tǒng)與理論研究成果。對于水資源綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用中，國外也很多對它研究。在德里水資源管理的問題與展望的綜合方法中提到，在面臨水資源短缺，是由于在不同地區(qū)水供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)

13、展不相適應(yīng)，以及工業(yè)化，地區(qū)性差異等造成的，水源嚴(yán)重污染和不足，導(dǎo)致水浪費(fèi)很嚴(yán)重[2]。水資源的管理必須結(jié)合土地利用的轉(zhuǎn)變，協(xié)調(diào)中期和長期利用。利用可再生資源，平衡，并在水資源利用中充分建設(shè)。在國內(nèi)，王晨華結(jié)合可持續(xù)發(fā)展理論、二元系統(tǒng)論的指導(dǎo)下，運(yùn)用多種數(shù)學(xué)方法，對云南省十六個地市的水資源管理做了單項(xiàng)和綜合評價。王超在地理信息系統(tǒng)在水資源評價中的應(yīng)用初探中運(yùn)用GIS等計算機(jī)技術(shù)開展水資源調(diào)查評價的分析計算，就GIS在水資源調(diào)查評價中的應(yīng)

14、用而言，國內(nèi)外沒有深入的研究，它根據(jù)水資源調(diào)查評價工作的具體需求，結(jié)合GIS基本功能、構(gòu)成特點(diǎn)，從水資源空間分析探索GIS在水資源調(diào)查中的應(yīng)用[3]。我國從1980年開始進(jìn)行全國水資源調(diào)查評價和水資</p><p>　　為了進(jìn)一步了解和監(jiān)測水資源情況，水利部門已有包括170多個主要測站的全國水資源信息管理系統(tǒng)。水資源信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)或者是組成部分，而GIS是其基礎(chǔ)，同時也是提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的

15、平臺。 這些以GIS技術(shù)為支撐的信息管理系統(tǒng)和空間決策支持系統(tǒng)的功能主要有以下幾個方面：自然、地理、社會經(jīng)濟(jì)等基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)，水利工程與設(shè)施，監(jiān)測站點(diǎn)，水質(zhì)與水量的歷史與實(shí)時數(shù)據(jù)，水環(huán)境評價等級，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)和條例，決策項(xiàng)目和邊界條件數(shù)據(jù)，水污染預(yù)測數(shù)據(jù)的采集和管理；建立數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性特征的拓?fù)潢P(guān)系，用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向查詢；通過對區(qū)域或上下游水質(zhì)的空間分析，找出某水質(zhì)參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)的污染源；各類數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和可視化共享；

16、水質(zhì)水量模擬與預(yù)測；污染排放管理與控制；取水口位置最優(yōu)化選擇和各類突發(fā)事件的處理方案及優(yōu)化。</p><p>　　1.3 課題研究目標(biāo)和內(nèi)容</p><p>　　面對水資源的供需矛盾問題的日益突出，我國水務(wù)局提出要落實(shí)“最嚴(yán)格的水資源管理制定”，要以更加科學(xué)、嚴(yán)密的方式審批核查取水許可、控制核算取排水量、合理配置調(diào)度水資源，最終實(shí)現(xiàn)水資源配置管理“總量控制，定額管理”的目標(biāo)。&l

17、t;/p><p>　　本文就取水口位置最優(yōu)化選擇為例，闡述有效合理的控制地下水資源的開采利用?；贏rcGIS Server 9.3.1的Javascript API 平臺，將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)有機(jī)的結(jié)合在地圖上，并對相關(guān)資料進(jìn)行分析和綜合后，選出最優(yōu)取水口位置。而取水許可管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其旨在以業(yè)務(wù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，以GIS技術(shù)為核心，綜合應(yīng)用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)

18、等信息化技術(shù)建立準(zhǔn)確、全面、規(guī)范的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對水資源管理行政許可業(yè)務(wù)（取水許可）工作的分析和支持，為大連市實(shí)施水資源總量控制，實(shí)現(xiàn)水資源業(yè)務(wù)管理的科學(xué)化、信息化提供必要的依據(jù)和手段。</p><p><b>　　2．建設(shè)技術(shù)方案</b></p><p><b>　　2.1平臺選型</b></p><p>　　系統(tǒng)建

19、設(shè)基于ArcGIS Server 9.3.1 的 Javascript API 平臺，空間數(shù)據(jù)庫引擎為ArcSDE 9.3.1 for Oracle 10g R2。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線 DB2訪問。開發(fā)架構(gòu)用Dojo+DWR+Hibernate 的J2EE .結(jié)構(gòu)。前端基于Ajax技術(shù)，極大豐富客服端的應(yīng)用體驗(yàn)及交換操作，開發(fā)工具為myEclipse 6.5。</p><p>　　ArcGIS Server 是大

20、型地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺，能夠完全勝任各種GIS系統(tǒng)的建設(shè)開發(fā)，能夠提出對服務(wù)器的管理、空間數(shù)據(jù)倉庫支持、空間功能倉庫支持，可以為其他基礎(chǔ)平臺提供統(tǒng)一的功能組件、服務(wù)GIS組件，移動終端（嵌入式）組件和空間數(shù)據(jù)引擎。</p><p>　　ArcGIS在數(shù)據(jù)采集、檢查處理、售后服務(wù)等方面相對于其他GIS平臺有著明顯的優(yōu)勢，同時占用資源小，安裝維護(hù)方便，已經(jīng)被應(yīng)用于國土、水利、林業(yè)、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。</p>

21、<p>　　水資源綜合管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集和編輯處理要求較高，ArcGIS Server 9.3.1 能支持多種數(shù)據(jù)采集編輯的方法，完全能夠完成多種源數(shù)據(jù)的采集和各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)編輯功能。</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　2.2.1系統(tǒng)設(shè)計原則</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則[4]：

22、①標(biāo)準(zhǔn)化與可擴(kuò)展原則，嚴(yán)格遵循現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，充分利用先進(jìn)的軟件開發(fā)理論、技術(shù)，使搭建的系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性、開放性，能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)的增長和補(bǔ)充，②實(shí)用、易操作、便于維護(hù)原則。系統(tǒng)應(yīng)具有良好的實(shí)用性，操作簡單快捷，界面友好，系統(tǒng)和數(shù)據(jù)易于部署、維護(hù)、更新和管理。③高性能和安全性原則。系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用時，充分考慮系統(tǒng)的性能，確保較高的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的安全。</p><p>　　2.

23、2.2系統(tǒng)總體設(shè)計思路</p><p>　　取水許可管理系統(tǒng)涉及到用戶為社會公眾（取水用戶）和內(nèi)網(wǎng)用戶（水務(wù)行政主管審批部門），該系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是在“3+1+1+2”的信息化建設(shè)框架下（3網(wǎng)：外網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)；1庫：1個水資源綜合性數(shù)據(jù)庫；1個體系：水資源綜合性數(shù)據(jù)庫共享交換服務(wù)體系；2個平臺：水資源信息化服務(wù)架構(gòu)平臺、數(shù)據(jù)管理平臺），以“三網(wǎng)一庫”和“水資源綜合性數(shù)據(jù)庫共享交換服務(wù)體系”為基礎(chǔ)，建設(shè)一個具

24、有高安全性、高可靠性的數(shù)據(jù)管理平臺和水資源信息化服務(wù)架構(gòu)平臺?？傮w建設(shè)思路如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1總體建設(shè)思路圖</p><p>　　外網(wǎng)取水用戶（社會公眾）通過水務(wù)局外網(wǎng)申報系統(tǒng)填寫取水許可申報信息，內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通道實(shí)時將外網(wǎng)申報數(shù)據(jù)同步至局中心內(nèi)網(wǎng)前置機(jī)；與此同時，外網(wǎng)申報系統(tǒng)調(diào)用取水許可管理系統(tǒng)提供的WebService 數(shù)據(jù)接口，將申報數(shù)據(jù)（位于局中心內(nèi)網(wǎng)前

25、置機(jī)）同步寫入取水許可管理系統(tǒng)。最終辦結(jié)結(jié)果也以這種方式實(shí)時向外網(wǎng)公布。</p><p>　　內(nèi)網(wǎng)審批人員通過登陸內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一門戶（水資源綜合管理信息平臺）訪問局中心OA行政審批系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與CA統(tǒng)一認(rèn)證集成，可以以鏈接方式直接查看取水許可管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)申報單，解決了局中心OA行政審批與取水許可管理系統(tǒng)的無縫集成問題。</p><p>　　取水許可證文件服務(wù)器存儲各個區(qū)縣的取水許可證備案

26、數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由各區(qū)縣負(fù)責(zé)審批，利用ETL工具定時抽取最終匯交到市水務(wù)局。區(qū)縣前置機(jī)存儲點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫通過共享平臺實(shí)時與取水許可分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享交換。</p><p><b>　　2.3建設(shè)框架</b></p><p>　　取水分析系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計時，嚴(yán)格遵循模型—視圖—控制器（MVC）分離原則，采用了Dojo+DWR+Hibernate 的J2EE。結(jié)構(gòu)多層開發(fā)架構(gòu)[5]

27、。架構(gòu)圖如圖2-2所示。</p><p><b>　　圖2-2建設(shè)架構(gòu)圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)際存儲在Oracle 10g中，但是本系統(tǒng)不直接操作該Oracle 10g，而是通過DB2數(shù)據(jù)總線來進(jìn)行間接的操作。數(shù)據(jù)訪問層使用Hibernate框架。</p><p>　　業(yè)務(wù)層使用Spring框架。Spring可以輕松的管理

28、應(yīng)用組件以及他們之間的依賴性，同時Spring還提供事務(wù)管理框架、DAO支持、支持主流O/R Mapping框架的集成、支持各種標(biāo)準(zhǔn)J2EE組件技術(shù)的集成。</p><p>　　在服務(wù)層，對于空間數(shù)據(jù)以及地圖，使用ArcGIS Server 9.3發(fā)布為Web服務(wù)。而對于業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)與信息，使用DWR框架將其發(fā)布為Web服務(wù)。</p><p>　　用戶界面層使用Dojo JavaScrip

29、t庫。Dojo設(shè)計的包括加載機(jī)制和模塊化的結(jié)構(gòu)，能保持更好的擴(kuò)展性，提高執(zhí)行性能，減輕了用戶開發(fā)的工作量，并保持一定的靈活性。</p><p><b>　　3．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計</b></p><p>　　3.1空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計</p><p>　　從數(shù)據(jù)的類型來看，可以將系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)四類數(shù)據(jù)

30、[6]?？臻g數(shù)據(jù)庫設(shè)計如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計框架</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)</b></p><p>　　基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)空間位置參考。包括：水系及附屬設(shè)施、地址地貌、植被、居民地、工礦及附屬設(shè)施、交通及附屬設(shè)施、境界等七大要素。</p><p>

31、;<b>　?。?）水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　用戶取水口、機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)圖層。它們不僅要體現(xiàn)各類機(jī)井、取水口的空間位置，而且要可以查詢到某一個機(jī)井、取水口的對應(yīng)屬性。包括機(jī)井用水單位、取水用途、水資源類型、井深、年取水量等。</p><p>　?。?）水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)</p><p>　　水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)是系統(tǒng)

32、輔助決策分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)人員用于分析是否可以取水的重要依據(jù)。包括水資源保護(hù)區(qū)規(guī)劃、地下水超采區(qū)范圍、地下水埋深變化、松散巖層孔隙水富水性分區(qū)、地下水功能區(qū)劃等。</p><p><b>　?。?）元數(shù)據(jù)</b></p><p>　　元數(shù)據(jù)是用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要包括對空間圖層使用投影、坐標(biāo)系、比例尺、采集人、采集時間等的說明。</p><p&

33、gt;　　3.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計</p><p>　　業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫由取水許可申報數(shù)據(jù)、備案數(shù)據(jù)以及輔助決策的配置數(shù)據(jù)組成。主要包括：取水許可申報表、取水許可登記表、取水許可證等。配置數(shù)據(jù)主要包括：可開采水資源量、監(jiān)測井埋深、業(yè)務(wù)分析結(jié)果及用戶管理、權(quán)限控制等系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)組成。</p><p><b>　　3.3系統(tǒng)功能設(shè)計</b></p><p>

34、;　　為實(shí)現(xiàn)水資源管理系統(tǒng)管理、統(tǒng)計、更新以及匯總等核心應(yīng)用，系統(tǒng)的主要功能模塊可分為申報備案管理子系統(tǒng)、證書管理子系統(tǒng)、取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)、綜合統(tǒng)計子系統(tǒng)、服務(wù)接口管理系統(tǒng)、系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2取水許可功能框架圖</p><p>　?。?）申報備案管理子系統(tǒng)。為辦理取水許可的單位或個人提供申報材料和備案材料的網(wǎng)上錄入、刪除、修改、查

35、詢功能。</p><p>　?。?）證書管理子系統(tǒng)。包括取水許可證的生成及打印、許可證變更、作廢、延續(xù)、到期提醒、過期提醒等功能。</p><p>　?。?）取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)。提供地表水取水許可、地下水取水許可和再生水取水許可的審批決策分析功能。系統(tǒng)根據(jù)取水當(dāng)前申報件的申報位置，與當(dāng)?shù)氐牡孛麛?shù)據(jù)庫進(jìn)行模糊匹配至取水周邊位置，同時綜合考慮取水位置和取水口的關(guān)系，以及所在區(qū)縣的開采

36、量和控制量，最終形成電子評價報告供局辦公OA系統(tǒng)使用。</p><p>　?。?）綜合統(tǒng)計子系統(tǒng)。為用戶提供關(guān)于地下水埋深變化、取水量、取水用途、業(yè)務(wù)辦理情況等各類信息的橫向、縱向統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果以直觀的統(tǒng)計圖表式展現(xiàn)，供業(yè)務(wù)人員和水務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策使用。</p><p>　?。?）服務(wù)接口管理系統(tǒng)。對區(qū)縣取水許可證和機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)匯交接口、數(shù)據(jù)更新接口、數(shù)據(jù)抽取ETL包等進(jìn)行管理，包括

37、服務(wù)及接口權(quán)限、更新方式、更新周期。</p><p>　?。?）系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。主要包括系統(tǒng)權(quán)限、用戶管理、數(shù)據(jù)配置管理等。</p><p><b>　　3.4數(shù)據(jù)入庫</b></p><p>　　存儲入庫的空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、CAD分幅數(shù)據(jù)、分幅柵格地形圖、分幅影像地圖和壓縮數(shù)據(jù)。不同類型的數(shù)據(jù)將以不同的方式存入數(shù)據(jù)庫中[7]。<

38、/p><p>　?。?）矢量數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)是以要素數(shù)據(jù)集的形式存儲到ArcSDE數(shù)據(jù)庫中，存儲后的數(shù)據(jù)保存了原數(shù)據(jù)的空間特性和屬性特性，可以方便地進(jìn)行瀏覽、編輯和下載。</p><p>　?。?）CAD分幅數(shù)據(jù)。ArcSDE提供的CAD Client可以對CAD進(jìn)行存儲和編輯，但入庫時主要考慮CAD數(shù)據(jù)的分發(fā)功能，其瀏覽功能可以通過壓縮數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，因此將CAD分幅數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲到orac

39、le數(shù)據(jù)庫中。</p><p>　?。?）分幅柵格地形圖和分幅影像地圖。分幅柵格地形圖和分幅影像地圖都屬于柵格數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)在ArcSDE中有兩種存儲形式：Raster Dataset和Raster Catalog。Raster Dataset具有瀏覽速度快、支持服務(wù)發(fā)布的特點(diǎn)，但鑲嵌和更新困難；Raster Catalog不支持服務(wù)發(fā)布，但具有裝載速度快的特點(diǎn)。本文采用Raster Catalog的形式存儲。&

40、lt;/p><p>　?。?）壓縮數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)直接存儲在oracle數(shù)據(jù)庫中，應(yīng)用下載到本地。</p><p>　　4．水資源管理應(yīng)用舉例</p><p><b>　　4.1基礎(chǔ)管理應(yīng)用</b></p><p>　　對某市區(qū)域內(nèi)整個水循環(huán)過程中涉及的基礎(chǔ)和設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和集成應(yīng)用，包括河道水系（河流、湖泊等）、取水（

41、地下水深井、取水口等）、供水（水廠、泵站等）、用水（用水情況日報、月報、節(jié)水指標(biāo)等）、排水（排水系統(tǒng)和泵站、排水井、污染源、污水處理廠等）、資源保護(hù)（水功能區(qū)、水源地等）、水利工程（水利分片、重要水閘、圩區(qū)等）、河道整治（黑臭河道等）。并與該市測繪院的基礎(chǔ)地圖服務(wù)、排水處的專題數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行融享，借助于高分辨率的航空遙感數(shù)據(jù)與當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行疊加為水資源管理提供客觀參考[8]。如圖4-1所示。</p><p>　

42、　圖4-1某市排水設(shè)施與航空遙感數(shù)據(jù)疊加應(yīng)用</p><p><b>　　4.2統(tǒng)計評價應(yīng)用</b></p><p>　　在地圖上對任意時間段內(nèi)全市雨量等值線（面）即時繪制，直觀展示一個城市雨量分布；以每月監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按水質(zhì)級別以不同顏色在地圖上直觀反映取水口附近骨干河道的水質(zhì)情況；以每月監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照水功能區(qū)劃定義的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)直觀反映各河段水質(zhì)是否達(dá)到控

43、制標(biāo)準(zhǔn)等[9]。利用直觀展示的圖、表來反映取水口周邊河道水質(zhì)的情況，供業(yè)務(wù)人員和水務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策使用。其中對浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評價應(yīng)用如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2對浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評價應(yīng)用</p><p>　　4.3水資源保護(hù)中應(yīng)用</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)國務(wù)院頒布的《水污染防治暫行條例》中規(guī)定的“水體變清”的目標(biāo)，

44、以及加強(qiáng)對水資源的高效管理和規(guī)劃，開發(fā)了水資源保護(hù)地理信息系統(tǒng)[10]。ArcGIS是ESRI(美國環(huán)境系統(tǒng)研究所)最新推出的普及型桌面GIS軟件。它具有擴(kuò)展模塊功能齊全、容易學(xué)習(xí)使用、支持地理信息查詢、顯示和卓面制圖等特點(diǎn)。 它適用于中小規(guī)模的GIS項(xiàng)目. ArcGIS隨帶一個功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ摺狝venue，這就給用戶提供了一個很好的二次開發(fā)環(huán)境。利用Avenue，用戶可以重新組織ArcGIS的界面和功能，開發(fā)出各種各

45、樣具有特定功能的普及型GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。ArcGIS以項(xiàng)目(project) 作為基本應(yīng)用單元。一個項(xiàng)目就是一個擴(kuò)展名為apr的文件，它包含各種工作視圖(view)、表格(table)、統(tǒng)計圖(chart)、表現(xiàn)圖(layout)以及程序段( script) 。實(shí)際上,這些圖、表、程序同時也是分析處理數(shù)據(jù)的手段或工具。 水資源地圖集以及地圖集管理系統(tǒng)就是使用ArcGIS作為開發(fā)平臺。水資源地理要素復(fù)雜、各類專題地圖數(shù)量眾多，為將各專題地

46、圖錄入數(shù)據(jù)庫，在初始階段,按照點(diǎn)、線、多邊形三種組合</p><p>　　圖4-3水資源地圖集GIS應(yīng)用平臺結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　4.4水環(huán)境管理的應(yīng)用</p><p>　　水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢?？梢愿又庇^地反映如污染源、排污口、監(jiān)測斷面等環(huán)境要素的空

47、問分布。利用GIS還可以進(jìn)行污染源預(yù)測、水質(zhì)預(yù)測、水環(huán)境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的支持[13]。目前，徐州市開發(fā)了對全市大江、大河實(shí)施監(jiān)控的GIS系統(tǒng)，并進(jìn)行全市水環(huán)境功能區(qū)劃匯總，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢、水質(zhì)評價、統(tǒng)計分析、水質(zhì)預(yù)測等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達(dá)。圖4-4為采用實(shí)時遙測數(shù)據(jù)完成的取水口周邊水質(zhì)多要素對比圖，通

48、過對比可以完成各要素之間的關(guān)系分析，同時還可以進(jìn)行同一要素在不同河段的分析，觀察要素隨空間而變化的規(guī)律。本系統(tǒng)的建設(shè)對水環(huán)境保護(hù)起到重要的實(shí)時監(jiān)測，預(yù)防突發(fā)污染事故有重大的作用，對水環(huán)境的科學(xué)管理將具有非常重要的意義[14]。</p><p>　　圖4-4取水口周邊水質(zhì)多要素對比圖</p><p><b>　　5．總結(jié)與展望</b></p><p&

49、gt;　　取水許可管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與水務(wù)局外網(wǎng)申報系統(tǒng)、水務(wù)局辦公OA系統(tǒng)的無縫集成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)申報、行政審批、竣工備案全流程業(yè)務(wù)辦理信息化支撐，改變以往紙質(zhì)檔案業(yè)務(wù)辦理模式，提高了辦公效率。尤其是引入GIS技術(shù)開發(fā)的決策支持模塊，使業(yè)務(wù)人員能夠快速做出決策，有效節(jié)省審批人員翻閱資料的時間，很大程度上減少或避免了取水的不合理性。目前系統(tǒng)運(yùn)行于水務(wù)局內(nèi)網(wǎng)，就以后長遠(yuǎn)考慮，本系統(tǒng)應(yīng)考慮與水務(wù)局其他現(xiàn)行系統(tǒng)（比如水量月報管理系統(tǒng)、水源地管理系統(tǒng)、

50、地下水超采區(qū)管理系統(tǒng)、鑿井系統(tǒng)）的集成，逐步實(shí)現(xiàn)水資源的精細(xì)化管理[15]。</p><p>　　在研究過程中，不僅深刻的認(rèn)識GIS的技術(shù)特點(diǎn)、ArcGIS的應(yīng)用，而且對水資源管理的知識得到了一定的了解。在整個系統(tǒng)設(shè)計過程中，對于該工程的建設(shè)有了新的認(rèn)識，比如對于系統(tǒng)平臺的選擇、總體框架、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等有了一個大體的了解，拓寬了自己的知識面?；贕IS的功能，便捷、清晰的將結(jié)果呈現(xiàn)在用戶面前。體現(xiàn)了GIS應(yīng)用于水資

51、源管理系統(tǒng)中的最直接的地方。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計在水資源管理中的應(yīng)用取得了一些成果，但由于時間以及條件上的制約，還有其它水資源復(fù)雜方面的問題。隨著研究工作的進(jìn)一步深入和所涉及的范圍的擴(kuò)大，可能會出現(xiàn)相關(guān)的新問題，在今后的工作中將不斷完善和開展更深入的研究，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：</p><p>　?。?）在時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，水資源管理系統(tǒng)中的時空數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量龐大、更新快等特

52、點(diǎn)，系統(tǒng)對其時空數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性考慮還不夠全面，之后在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中對時空數(shù)據(jù)的變化規(guī)律將作進(jìn)一步的研究，選擇合適的建庫方案。</p><p>　?。?）與3S技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化的三維顯示。</p><p>　　隨著計算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、三維技術(shù)、圖像處理技術(shù)、建模技術(shù)和人工智能技術(shù)等都可直接應(yīng)用到GIS中。作為應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，它必將促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生

53、活水平提高，GIS將保持高速發(fā)展勢頭，成為高科技領(lǐng)域的核心技術(shù)。將GIS技術(shù)應(yīng)用于水資源管理系統(tǒng)中，必將提供更好的技術(shù)支持，有著廣泛的發(fā)展前景和生存空間[16]。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文是在導(dǎo)師徐志剛悉心指導(dǎo)下完成的。徐老師學(xué)識淵博、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，對軟件工程及GIS發(fā)展研究有獨(dú)到的見解，使我學(xué)習(xí)到了踏實(shí)的科研作風(fēng)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)

54、度。在課題完成過程中，徐老師給我提出了大量建設(shè)性意見和建議，在我遇到難題時給我指點(diǎn)迷津。在生活上也很關(guān)心我，使我能夠全身心地投入到工作中來。這四年來我在學(xué)業(yè)方面的進(jìn)步和整體素質(zhì)的提高都是和導(dǎo)師的親切關(guān)懷和嚴(yán)格要求分不開的。在此對徐老師表示衷心的感謝！</p><p>　　感謝周圍同學(xué)，遇到難題時進(jìn)行的討論使我受益匪淺。他們幫助我解決了不少難題，在此一并表示感謝。</p><p>　　感謝我

55、的母校龍巖學(xué)院為我提供的優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝母校對我的培育，感謝龍巖學(xué)院的諸多老師和好友在這四年中對我的關(guān)心和幫助，祝愿母校教育事業(yè)蒸蒸日上，祝愿所有老師、同學(xué)幸?？鞓?！</p><p>　　感謝論文完成過程中引用文獻(xiàn)的作者，感謝論文答辯的各位專家對我論文提出的寶貴意見，向你們表示誠摯的敬意！</p><p>　　最后，要感謝我的家人，是他們在精神和物質(zhì)上的支持和鼓勵使我能悉心求學(xué)，順利完

56、成學(xué)業(yè)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]程序，邱化蛟，常欣等.水資源現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)學(xué)院學(xué)報，2004（4）</p><p>　　[2]王超.當(dāng)前水資源開發(fā)利用評價 [J]. 測繪通報,1998 (5) : 43254</p><p>　　[3]李成林.基于GIS技術(shù)的水環(huán)境污

57、染模擬研究[D].解放軍信息工程大學(xué)，2006</p><p>　　[4]楊驥，林繼賢，湯堅.基于GIS的用戶終端水質(zhì)服務(wù)保障系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].測繪通報，2011（6）</p><p>　　[5]劉光，唐大仕. ArcGIS Server JavaScript API開發(fā)GeoWeb 2.0應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,2010</p><p>　　[6]

58、劉濤，彭清山，張淼.基于GIS的城市規(guī)劃管理系統(tǒng)的研究[J].測繪通報，2011（6）</p><p>　　[7]李德仁，關(guān)澤群.將GIS數(shù)據(jù)直接納入圖像處理.武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報，1999.</p><p>　　[8]張聞波.水利信息資源整合的必然性與面臨的問題[J].水文，2008, 28 (增刊)：35-37</p><p>　　[9]劉梅，章艷鋒.信息化對北

59、京水務(wù)公共管理和綜合決策的影響研究[J].水文，2008, 28 (增刊)： 51-52</p><p>　　[10]段智勇,付忠誠,李步年.GIS 技術(shù)及其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].測繪通報，2001（1）</p><p>　　[11]張文寧,張銘華.地理信息系統(tǒng)及其在環(huán)境管理中的應(yīng)用研究[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報, 2002， (7) 1</p><p>　　

60、[12]田曉剛.水環(huán)境評價與規(guī)劃綜合模型的開發(fā)及應(yīng)用研究[D].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009</p><p>　　[13]何艷，徐建明，施加春.GIS在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].環(huán)境污染與防治，2003</p><p>　　[14]吳愛華,胡軍.基于WebGIS的取水許可管理系統(tǒng)設(shè)計[J].北京水務(wù),2010（6）</p><p>　　[15]張秀春, 張建奎.

61、地理信息系統(tǒng)與環(huán)境評價[J]. 甘肅冶金, 2003( 12).</p><p>　　[16]國家環(huán)境保護(hù)總局信息中心. 環(huán)境信息技術(shù)與應(yīng)用[M] . 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001.</p><p>　　The integrated water resources management based on GIS system design and application</p&

62、gt;<p>　　Resource engineering institute Major in Engineering of Surveying and Mapping</p><p>　　No. 2008092530 Name: Lin Xianxiu Supervisor: Xu Zhigang</p><p>　　【Abstract】：

63、The shortage of water resources in our country, the conflict and groundwater over-exploitation of and day by day the serious water pollution, the serious influence the Chinese are implementing sustainable development str

64、ategy, but also a serious threat to urban residents of the drinking water safety and the health of the people. In order to further understand the situation of water resources and monitoring, this paper puts forward a com