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摘要：根據城區水務防汛工作需求，以地理信息服務為主線，研究了防汛監測信息統一存儲、圖文一體化動態管理、可視化分析和預報預警等地理信息服務關鍵技術。以太原市迎澤區為例，構建了基于GIS的水務防汛地理信息平臺，拓展了測繪地理信息的應用服務領域，提升了城區防汛信息化和精細化水平，滿足了水務部門防汛辦公和應急指揮決策的要求。

關鍵詞：防汛；地理信息服務；圖文一體化；可視化；實時監測

由于社會經濟地位和社會影響的特殊性，城區具有不透水面積大、產流量大等特點，因此防汛工作尤其突出[1]。城區內河道、水庫、緩洪池在雨季存在溢流風險，低洼地區和立交橋易出現積水現象，對居民的工作、生活甚至生命財產構成重大威脅。以采用GIS等信息化技術加強防汛應急指揮的科學性，提高信息采集、傳輸、處理和防汛調度決策的時效性和準確性為主要目的的非工程措施逐漸成為重要的減災手段[2]。目前，湖北省、陜西省、廣州市[3-7]等部分省市已建設了防汛指揮系統，但區（縣）級基于地理信息服務的水務防汛系統較少，沒有實現對水務防汛工作的直觀、精細化管理。基礎地理信息在各行業的應用正在不斷普及與深入，廣大用戶對信息服務的方式、手段，特別是服務的高效、便捷和實時性等方面提出了更高的要求[8]。本文以1∶1萬地理國情普查數據為基礎，錄入水務專題數據；根據水務部門防汛和應急指揮決策的需求，研究了河道、水庫、緩洪池、低洼易積水路段等防汛監測信息統一存儲，圖文一體化動態管理，可視化分析和預報預警等地理信息服務的關鍵技術；并采用多用戶瀏覽、集中管理維護的設計模式，實現了綜合查詢、分析、實時展示以及預報預警等功能，改變了傳統地理信息的應用方式，為用戶提供了實時在線的地理信息服務。

1總體設計

本文根據SOA架構的特點，采用B/S結構，利用ArcGISServer平臺相應數據服務和功能服務，構建了基于WebGIS的水務防汛地理信息平臺。水務防汛地理信息平臺采用多層體系結構，由用戶層、應用層、服務層、數據層和基礎設施層組成，有利于平臺的擴展和重用。總體結構框架如圖1所示。基礎設施層為平臺依賴的軟硬件環境，包括計算機硬件、軟件、網絡通信、信息采集設施等。計算機硬件設施為數據收集、應用開發、系統運行提供了支撐，包括服務器、存儲設備、輸入輸出設備等；軟件設施包括操作系統、數據庫、GIS平臺和實時監控平臺等；信息采集設施包括水雨情監測信息采集和視頻監測信息采集設備等。數據層主要負責對平臺所需的水務信息數據、實時監測信息數據、系統信息數據等進行統一存儲管理，為平臺提供數據支撐。服務層主要通過數據訪問層查詢數據，包括地圖數據服務、信息查詢服務、統計分析服務以及監測分析服務等，為平臺應用層提供服務。應用層為平臺建設的主要部分之一，包括運維管理、水務信息管理和防汛應急監測指揮3個子系統。結合具體模塊需求，調用平臺服務層實現相應功能。用戶層提供了統一服務的窗口，主要包括系統管理員和普通用戶兩種類型，并為不同用戶分配不同的訪問權限。

2關鍵技術研究

本文根據水務部門防汛和應急指揮決策的需求，研究了河道、水庫、緩洪池、低洼易積水路段等防汛監測信息統一存儲、圖文一體化動態管理、可視化分析和預報預警等地理信息服務關鍵技術。

2.1防汛監測信息統一存儲

對水務部門進行調研分析發現，水務防汛地理信息服務平臺的數據具有來源多樣、形式復雜、格式不一等特點[9]。為了更好地管理和應用數據資源，本文對不同標準、格式的空間、屬性數據進行統一存儲管理，以實現城區水務信息資源的有效整合與共享。數據庫包括水務專題數據庫、實時監測數據庫和系統信息數據庫，如圖2所示。空間數據格式統一采用OpenGIS通用數據轉換標準，以實現對ArcGIS、MapInfo、MapGIS等GIS平臺系列產品空間異構多源地理數據的轉換。先通過通用數據轉換標準將矢量、柵格以及其他格式的數據統一轉換為平臺使用的格式，再導入空間數據庫。數據整合流程如圖3所示。為了保障平臺數據的安全，數據庫用戶采用“最小權限”原則，僅被授予完成工作所必需的權限，通過設置系統權限、訪問權限和角色實現。對于已的服務安全，一方面服務與ArcGISServer的通信采用https協議；另一方面服務訪問采用基于token的安全機制。根據用戶的設備條件、存儲空間和業務需求，定制高效、安全的數據庫日常備份策略。

2.2圖文一體化動態管理

GIS圖文一體化是指通過一定的技術手段實現圖形數據與結構化數據的無縫集成，并在數據整合的基礎上，進行信息提取與挖掘，實現圖文互查、顯示和輸出[10]。平臺以地圖為基礎，輔以表格、文字、圖形、多媒體信息進行整合、管理，實現了高效的圖文互訪和動態管理。數據庫設計遵循《地理國情普查內容與指標》[11]《基礎地理信息要素分類與代碼》[12]《基礎水文數據庫表結構及標識符標準》[13]和《實時雨水情數據庫表結構與標識符》[14]等相關標準規范，在保證滿足整合系統需要的基礎上，最大限度地為平臺后續業務的應用開發提供標準化的數據接口。基于.NET和ArcGISServer平臺，以對象—關系數據庫為空間數據載體，將地理空間數據和屬性數據混合放置于后臺數據庫中統一管理，輔以特殊結構的空間信息數據文件，為各種數據提供統一的訪問接口；以城區街道為索引將空間信息與屬性、多媒體等信息聯合起來、共同管理和維護；并充分利用數據庫管理所具有的安全、快速、支持多用戶并發操作、事務管理等特點，使用戶可在地圖上直接操作空間數據和非空間數據，實現圖文互查，如圖4所示。

2.3可視化分析

首先對水務專題數據進行分類、統計匯總和分析，再利用空間信息可視化技術[15]將基于空間分布或時態變化的可見或不可見的對象屬性信息以符號系統和各種多維可視化模型的形式表現出來，方便用戶獲取信息并掌握規律，輔助應急決策與指揮。通過查閱山西省地圖集、山西省縣域經濟地圖集等圖集，仔細分析其制圖原理，總結制圖經驗，遵循最優原則，建立符號體系。平臺具有豐富完整的內容、合理的結構模式、科學的編碼、符合標準的參數設置，并參照國家、部標準制作，賦予編碼。平臺采用矢量模式、影像模式和地形模式3種視圖方式對研究區的基礎地理信息空間數據、水務專題空間數據和水務信息管理數據進行顯示，以滿足不同的應用需求。平臺能無級縮放，自動控制圖層在不同顯示比例下的分級顯示；能向用戶提供色彩協調、符號形象、圖面美觀的地圖顯示；能設定不同顯示比例的要素顯示符號，包括要素和注記的樣式、規格、顏色等。表示方式包括圖表、條形圖、折線圖、動態圖等，可進行同一專題不同要素的橫向比較和不同時期的縱向比較，并支持打印輸出。

2.4預報預警

實時預報預警主要是結合硬件系統，基于GIS圖形可視化界面直接向用戶提供實時監測和險情報警服務，以自動、直觀、醒目的方式向用戶展示單個監測點或特定區域的實時監測情況。實時監測數據主要包括實時視頻信息和水位信息。根據多源異構數據的接入需求以及不同數據源的特點，開發數據訪問API，將不同數據訪問讀取功能以標準、規范的方式封裝成對應的服務組件，采用服務的方式獲取訪問數據和調用相關數據成果。針對水雨情監測存在漏報漏測和錯數據的情況，采用基于拉格朗日多項式插值算法的容錯機制，確保實時數據的準確性和完整性。在保證數據實時性和準確性的前提下，提供可視化的圖形操作界面，能查詢不同時段同一站點或同一時段不同站點的水位數據，以表格或圖形化的方式展示水位數據，為防汛提供決策依據。

3系統實現

以太原市迎澤區為研究對象，首先在部分易積水道路、水庫、河流、排洪渠、危漏舊房等區域安裝水位計和攝像機，獲取了相應監測區域的實時數據和圖像、視頻等信息；然后基于物聯網、地理信息服務和互聯網等技術開發了水務防汛地理信息平臺，如圖5所示。根據城區水務防汛部門的實際業務需求，結合項目關鍵技術的研究成果，水務防汛地理信息平臺功能分為運維管理、水務信息管理和防汛監測指揮三大模塊，如圖6所示。戶、房、地、事件、物、組織、單位、服務管理”數據以及各動態資源產生的報警數據，為各級用戶提供了資源圖層、地圖工具、資源標注、視頻調用、綜合查詢等功能，輔助用戶決策。圖3展示了各類視頻資源點位在“綜治一張圖”上集成、可視化展示、實時監控、視頻回放的效果。圖4為綜治房屋數據信息查詢實例。

4結語

本文將空間信息技術、空間網格化管理技術等應用于社會創新管理業務，設計并實現了“綜治一張圖”網格化管理系統。該系統為管理者提供了一個可視化的綜合分析決策平臺，對增強社會穩定性、提升社會綜合治理能力具有積極意義[7]。

參考文獻

[1]中央社會治安綜合治理委員會辦公室.社會管理創新規劃選集[M].北京:中國長安出版社,2013:33

[2]魏欽恭,馮仕政.建立網絡綜合治理體系提升社會綜合治理能力[N].中國社會科學報,2017-12-15(4)

[3]王永峰,李嚴鋒,云程浩,等.基于SOA架構的云南省物流信息平臺設計[J].物流工程與管理,2014(7):143-146

[4]孔凡敏,蘇科華,朱欣焰.城市網格化管理系統框架研究[J].地理空間信息,2008,6(4):28-31

[5]張黎娜.基于ArcSDE的空間數據庫性能優化技術研究[D].合肥:安徽大學,2014

[6]劉天宇.地理編碼技術在數字鷹潭地理信息公共平臺中的應用[D].南昌:東華理工大學,2018

[7]候繼虎,黃擁華,邵振峰,等.城市網格化社會服務管理系統設計與實現[J].地理空間信息,2015,13(1):22-25

作者：吳利青 單位：山西省地圖院