WebGIS在農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳化。本文探討了WebGIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉管理中的應(yīng)用，指出該技術(shù)對提高農(nóng)業(yè)灌溉的信息化管理水平具有重要作用。

關(guān)鍵詞：WebGIS； 農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315(2011)4-178-001

一、引言

農(nóng)業(yè)灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和灌區(qū)經(jīng)濟(jì)效益的基本保障，針對農(nóng)業(yè)灌溉信息化管理的迫切需求和傳統(tǒng)管理方法的缺點，本文探討了WebGIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，整合WebGIS技術(shù)和傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)的優(yōu)勢，構(gòu)建了基于B/S架構(gòu)的農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)。

WebGIS是GIS與國際互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，是GIS在廣域網(wǎng)環(huán)境下的一種應(yīng)用。從國際互聯(lián)網(wǎng)的任意一個節(jié)點，人們可以瀏覽網(wǎng)上的各種分布式的、具有超媒體特性的地理空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行地理空間分析、查詢，以支持智能輔助決策。

二、設(shè)計內(nèi)容

開發(fā)智能化、簡便實用、易于推廣的農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)，從而有效地利用有限的水資源，實現(xiàn)水土資源的可持續(xù)利用和管理。

主要包括以下幾個模塊：

1.數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)通訊:由分布于園林內(nèi)的傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集；由下位機(jī)通過各種位于農(nóng)田內(nèi)的傳感器現(xiàn)場顯示儲存，定時向綠化帶灌溉管理的總控系統(tǒng)發(fā)送水分、氣候、灌溉排水系統(tǒng)運行條件方面的數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)庫信息能夠保持實時更新，也可以通過上位機(jī)向各下位機(jī)調(diào)用瞬時數(shù)據(jù)，了解實際情況。

2.數(shù)據(jù)庫管理及信息查詢:數(shù)據(jù)庫主要包括基本數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫。基本數(shù)據(jù)庫存儲相對穩(wěn)定的即隨時空變化不大的數(shù)據(jù)（如作物信息表，區(qū)域信息表，傳感器信息表，工作人員信息表等）；空間數(shù)據(jù)庫存儲相應(yīng)地理信息的數(shù)據(jù)。通過灌區(qū)信息管理模塊對采集的各種相關(guān)信息進(jìn)行綜合與分類，并將其存儲于專用數(shù)據(jù)庫中，同時WEBGIS也可以從中調(diào)用相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。

3.基于WEBGIS的后臺管理界面:本系統(tǒng)擬采用java語言進(jìn)行開發(fā)，采用B/S結(jié)構(gòu)。主要功能包括：對多幅地圖圖層進(jìn)行漫游和縮放等操作；空間分析和查詢操作（根據(jù)區(qū)域信息和實時數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的作物信息，對作物的灌溉情況進(jìn)行分析查詢）；使用ORDB數(shù)據(jù)庫和SQL查詢（查詢不同作物的區(qū)域信息）；跟蹤實時事件（收集流量傳感器數(shù)據(jù)，控制灌溉用水量）；支持不同地理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式；使網(wǎng)站具有空間特性。

三、設(shè)計難點及解決方案

1.地圖顯示

地圖瀏覽工具：基本的放大、縮小、移動、居中等功能。

地圖顯示和控制：根據(jù)需要，顯示背景地圖和各個圖層，并可以設(shè)定要顯示的地圖圖層，打開、關(guān)閉圖層，設(shè)置圖層顯示風(fēng)格(顏色、線性、字體等)。根據(jù)地圖數(shù)據(jù)訪問類的功能，我們可以將地圖數(shù)據(jù)訪問對象類分為以下幾種對象：

1.1連接對象GxConnection。具體又可細(xì)分為：建立或斷開與數(shù)據(jù)源的連接；管理地圖對象(包括增刪改查地圖數(shù)據(jù))；管理圖層對象(包括增刪改查圖層數(shù)據(jù))；管理參照系對象(包括增刪改查參照系數(shù)據(jù))；管理顯示配置對象(包括增刪改查顯示配置數(shù)據(jù))；管理圖例庫對象(包括增刪改查圖例庫數(shù)據(jù))；事務(wù)支持機(jī)制；SQL查詢。

1.2圖層對象GxLayer。具體功能包括：圖層描述信息編輯；空間索引信息的編輯；實體表的用戶字段定義集的編輯；實體的增刪；刷新與更新圖層數(shù)據(jù)；查詢圖層中的實體。

1.3實體對象GxEntity。一個實體通常從屬于一個圖層。一個實體對象應(yīng)包括幾何信息和用戶信息兩部分。每個圖層有一個實體表，存儲從屬于該圖層的實體。

1.4參照系對象GxReferenceSystem。參照系用來描述客觀世界中事物與系統(tǒng)中實體對象的空間信息映射關(guān)系。在系統(tǒng)中一個圖層與一個參照系關(guān)聯(lián)，參照系記錄了圖層中的空間數(shù)據(jù)的是如何從原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化而來的，用戶可以通過參照系來實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換。

1.5圖例庫對象GxLegendLib。圖例庫訪問對象用來管理庫中的圖例。任何一個大于0的整數(shù)都是一個有效的圖例號，如果圖例號在圖例庫中存在，它對應(yīng)一個用戶配定的圖例；如果不存在，它對應(yīng)缺省圖例。

地圖可視化對象類用來提供顯示地圖的構(gòu)件。具體分為以下三類對象：

（1）地圖顯示構(gòu)件GxMapView

地圖顯示構(gòu)件，用于地圖的顯示，它能提供視窗與投影系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。在其上需要管理一組鼠標(biāo)工具類，通過它們可以完成各種特定的功能（如地圖編輯、實體選取、地圖量測等）。

（2）地圖對象GxMap

二次開發(fā)者可見的顯示地圖，是個抽象層次的概念。一個顯示地圖管理一組圖層的顯示。它提供了對當(dāng)前地圖顯示范圍以及地圖中圖層的增加、刪除等的操作功能。借助該對象能夠?qū)D層實施有效的管理。

（3）顯示圖層對象GxMapLayer

顯示圖層，抽象的意義上的圖層，它對應(yīng)于一個物理存儲的圖層(Layer)或一系列視圖。當(dāng)在不同比例尺下顯示時，可以選擇相應(yīng)的視圖來代替實際的圖層，從而達(dá)到快速顯示的目的。

2.屬性查詢和統(tǒng)計

查詢：直接訪問屬性數(shù)據(jù)庫，查詢各類信息，如作物信息、區(qū)域信息等。根據(jù)查詢內(nèi)容具體地把所需查詢信息顯示出來。

3.空間查詢

在地圖上選擇地圖元素，可以顯示相應(yīng)的地圖信息和關(guān)聯(lián)的屬性信息，并在對地圖上的點進(jìn)行編譯。比如說，在區(qū)域查詢模塊中，只要輸入作物區(qū)域名稱，可以查詢出該區(qū)域的具體信息，并且在地圖上該區(qū)域居中且高亮顯示。

空間地理信息主要存放在數(shù)據(jù)庫表區(qū)域明細(xì)表中，該表包含區(qū)域關(guān)鍵點的x、y、z三維坐標(biāo)以及其所構(gòu)成的區(qū)域的點序編號，并由相應(yīng)構(gòu)件完成關(guān)鍵點區(qū)域的繪制。

參考文獻(xiàn)：

[1]ZU-KUAN WEI etc.，Efficient Spatial Data Transmission in Web-Based GIS.2007

[2]北大青鳥天通信息工程公司，Geo-Union WebGIS Enterprise技術(shù)手冊白皮書.2006

[3]周炎坤，李滿春.WebGIS開發(fā)方法比較研究.計算機(jī)應(yīng)用研究. 2005(1)