航道維護管理系統的設計與實現

摘 要:本文結合航道維護管理實際工作需要，利用GIS空間信息管理技術設計建設江河航道維護的計算機管理系統，對江河水位、水深、航道整治、航標異動、絞灘站、淺灘航道的演變和維護、事故沉船、行政管理法規等與航運相關的各方面信息進行統一管理。

關鍵詞:航道維護管理GIS空間信息管理

中圖分類號:U61文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0093-02

航道維護管理是航道信息化建設的重要組成部分，是對江河流域的諸如機構、航道、航標等各種信息進行相應的管理規劃。當前航道維護工作具有類型復雜、數據量大、管理范圍廣等特點，傳統的信息管理方法工作量大，效率低，數據的收集、整理、分析不易于進行，信息的上傳和下達效率不高，這種工作模式已經遠遠不能適應現代快節奏管理工作的要求，并給領導決策帶來了一定的障礙。

因此，利用空間信息管理技術建設江河航道維護的計算機管理系統就顯得尤為重要。系統對江河水位、水深、航道整治、航標異動、絞灘站、淺灘航道的演變和維護、事故沉船、行政管理法規等與航運相關的各方面信息進行統一管理，這將使信息的收集、整理、保存、調用可以快速、準確、便捷地得以實現，綜合對比和分析各種信息，通過屬性信息的統計與空間圖形的結合分析為江河航運提供安全、暢通的優質服務，更加有效地為領導決策提供信息支持，起到輔助決策的作用，確保領導決策的及時性、全面性、正確性，增強航道工作決策、指揮的科學性。從而更好地實現航道維護管理工作的目標，大大提高航道維護管理工作的效率，整個江河航運將會更加安全、暢通。系統主要目標在于收集和管理江河航道維護中的各項信息，建立江河航道信息平臺，實現B/S、C/S相結合的航道維護信息管理系統。

1 系統體系結構

為保證GIS對空間圖形數據操作和傳輸的快速響應，在航道維護管理業務處理中，對于穩定性和技術要求高的應用程序，如MIS、OA集成的處理業務，數據錄入的業務，采用技術成熟的C/S模式。B/S體系結構，主要為領導和管理人員提供信息服務和決策支持，并且支持管理部門遠程上報水位、航道尺度等信息。對于用戶的各種需求，WebGis服務器通過訪問接口數據庫對用戶進行響應。客戶端采用通用的網絡瀏覽器。

系統的體系結構如圖1所示，一個無縫集成的系統后臺數據庫位于系統最下層，從服務器的物理分布來看，它是統一存放在中心數據庫服務器內的。按照國家有關規定，系統的網絡體系是按“內外網物理隔離”的原則設計的。

2 系統功能模塊

根據本系統軟件結構組織的劃分，本系統各單元模塊內容如下:

(1)系統管理:用戶管理、用戶授權代理、權限組管理、圖層加載管理、重新登陸、數據庫連接設置;(2)航道維護管理:管理機構信息、航道維護、計劃尺度、航標管理、淺灘航道維護、信號臺信息、灘險航道整治、絞灘站信息;(3)航道測繪管理:測繪單位管理、測繪單位人員管理、測繪儀器設備管理、控制測量資料庫、航道水尺資料庫、航行基準面信息、測繪成果目錄管理、圖籍資料庫;(4)航道行政管理:橋梁資料信息管理、水上過江纜線管理、水下過江管線管理、取排水口信息管理、港口作業區信息管理、錨地信息管理、采砂區信息管理;(5)航道日常生產管理:港站水位信息、事故信息、警衛接待信息、軍事運輸信息、航道維護疏浚施工信息、日常匯報信息記錄;(6)報表管理:報表輸出;(7)法律法規管理:法律法規信息管理。

3 航道維護管理

由于本系統的核心是航道的維護管理，因此，在此詳細描述航道維護模塊的內容和實現過程。本模塊包括江河流域航道管理機構信息的描述，航道狀況、計劃與現狀尺度、淺灘航道的維護管理，航道的重要設施——航標的信息管理，信號臺，絞灘站的信息的匯總，灘險航道的整治，要求能夠快速的查詢本地空間地圖中的地物信息，實現空間信息的兩種輸入方式(經緯度坐標與直角坐標)，精確地進行坐標變換，可以快速定位圖層上的地物。對屬性數據可以存放相應的圖文信息，可以對存入數據庫的圖文信息進行查看和對本地的圖文信息進行預覽。本部分流程在于:(1)先打開數據記錄集，將需要操作的數據對數據表記錄進行操作，然后在地圖視圖中，對數據進行空間圖形操作;(2)先選中地圖中的空間地物，通過空間圖形來操作與之相對應的屬性數據。其中有一定的功能窗體相互的關聯，實現操作的處理，該模塊功能流程如圖2:

3.1 航道維護信息管理功能

航道維護是整個系統中最重要的部分，牽涉關聯其他的窗體、模塊也是最多，基本上概括了整個航道維護工作的業務流程與內容。

在航道信息添加之前，需要仔細檢查輸入是否正確，在這個系統中，坐標的輸入都是通過公用窗體來輸入的，這樣保證了輸入的統一，避免發生不必要的錯誤。實現過程:(1)空值控制、數字控制、長度控制;(2)判斷航道，機構及其重要的基礎設施等是否已經存在;(3)做完判斷處理之后，將數據寫入相應的數據表中;(4)再將具有空間坐標的地物繪制進入相應的地圖圖層。

在航道維護窗體中，以列表方式給出所有的航道名稱，在用戶點擊航道信息查詢時，系統以模糊查詢的方式從數據庫中取出相應的數據來存放在列表中，雙擊列表中的某一項可以實現圖上定位，單擊列表中的某一項可以查看、修改其屬性信息。

查詢、修改航道維護信息的具體實現過程：

（1）構造列表；（2）由于江河航道數據量大，在列表中慢慢查找某一個航道來查看其屬性信息，就顯得非常的耗時，也不能為用戶所接受。在這里，采用了模糊查詢的方式，快速找到用戶所需要的記錄；（3）執行的結果會在列表中給出與用戶輸入的查詢條件相近或包含用戶輸入的查詢條件的內容；（4）當單擊列表中的一項時，采用數據過濾的方式取出相應的屬性信息賦予控件；（5）將數據庫中的地物坐標取出賦予坐標公用窗體，便于坐標的修改與查看；（6）對于里程信息，由于有上游、中游和下游之分，在數據輸入時比較麻煩，在這里采用固定格式編輯輸入，格式為“上游：***公里”， “中游：***公里”，“下游：***公里”，由兩個里程輸入窗體負責輸入；（7）航道維護具有現狀尺度的信息，在查詢的頁面上給予了維護的接口，對應于窗體（航道尺度信息管理），在這里采用日期段查詢的方式；（8）由于要將現狀尺度與計劃尺度比較分析，在該窗體上還有計劃尺度的關聯，可以同時比較分析。

3.2 航標管理功能

航標是航道上的重要基礎設施，由于航標會產生變更，所以在維護航標信息的同時，還建立了航標異動數據庫，來保存航標的異動歷史信息。由于航標信息中具有圖文信息，它們是以文件形式存放的，對應與Oracle數據庫中的BLOB數據類型，在存儲時需要將文件轉化為BLOB對象存放，在讀取時要將數據表中的BLOB對象轉為文件。航標信息管理功能實現過程如下:

(1)添加航標信息、空值控制、數字控制;(2)讀取航標類型對照表，取出ClassID，寫入記錄;(3)繪制空間地物;(4)在航標信息中會出現圖文信息，它們是以文件形式存放的，對應與Oracle數據庫中的BLOB數據類型，在存儲時需要將文件轉化為BLOB對象存放，在讀取時要將數據表中的BLOB對象轉為文件;(5)對于航標，不但可以實現其模糊查詢，還有對于航標的復雜查詢(組合查詢)。

3.3 淺灘航道維護功能

當江河水位降低時，由于過低的水位和淺灘航道會對船舶航行安全帶來隱患，影響航運的正常運行。相關部門根據航道的歷史演變情況，劃分出了淺灘航道的區域，并對其進行重點的整治和管理，以保證江河航運的正常進行，淺灘航道維護的功能主要是對于淺灘航道的狀況時間，具體情況，礙航特性，歷史和近期的演變情況、枯水期信息等一系列相關信息進行維護，也對不同航道在不同的時期的歷史紀錄進行數據庫的維護，以進行對其的綜合分析，用戶可以實現對淺灘航道信息的添加、查詢、修改、刪除等維護操作，也可以查詢淺灘航道的歷史變動記錄。

3.4 信號臺信息管理功能

在江面狹窄，水流湍急的航道處的信號臺，為過往船舶提供航行信息、船舶通過記錄等。信號臺信息維護的功能是對信號臺的控制水位，控制河段，關系水尺，建造工程量、竣工前后圖紙的保存、信號臺控制的范圍及里程等一系列相關信息進行維護。便于對所有信號臺的信息統一管理。

3.5 灘險航道整治信息管理功能

灘險航道也是江河航道的一個重要組成部分，該功能窗體對灘險航道整治的重要相關情況如整治工程狀態、整治工程時間、所在航道、灘段的基本信息、灘段整治規模和主要技術指標，工程交付意見、工程竣工意見、實地行船試驗信息、所有航標配布信息、圖紙信息進行了詳盡的歸納。也對灘段整治工程的實施信息建立了相應的數據表進行維護，用戶可以對其與灘險航道整治信息分別查詢跟蹤。

3.6 絞灘站信息管理功能

該功能實現了對絞灘站的名稱、年份、距宜昌里程、開收班時間、開班天數、絞次、拖絞數、載重量等信息的管理，用戶可以方便查詢到所需要的絞灘站的地理位置及相關內容。

4 數據庫設計

4.1 數據管理方式

根據航道的現狀，本系統采用集中式的數據管理方案。

系統實施數據統一管理;系統可以方便地實現各部門數據向本系統的轉移;采用關系數據庫或對象關系數據庫管理空間數據和屬性數據，確保空間和非空間數據的一體化集成;實現真正的圖文一體化集成;實現空間數據的“無縫”組織;實現業務和管理信息的在各單位范圍內的有條件共享。

4.2 空間數據庫

本系統中，空間數據的組織以點、線、面為依據，在每一個類別中，根據地物的具體類型，設定相應的地物編碼，實現空間數據的圖形化和符號化。同時，以附加字段的方式，記錄地物的其他屬性信息，如名稱、管理單位、建成時間、測量時間等。地物的編碼，依據國家頒發標準的編碼原則，結合航道維護工作的具體實際，以《水運工程信息分類與代碼標準(試行)》等為主。

4.3 屬性數據庫

將航道維護管理中的紛繁復雜的信息進行高度概括，分類管理，提高數據的清晰度。

5 總結

航道維護管理信息系統從信息數據采集、航道圖數字化、航道管理、航道維護與整治、航道生產管理、航道測繪管理、通航有關建筑物管理、法律法規等的角度來實現，利用WebGis技術實現航道管理信息、航道維護與整治信息、航道生產管理信息、航道測繪管理信息、與通航有關建筑物管理信息等的及時采集、管理、發布、檢索、查詢，實現預警、報警功能，為領導管理、生產決策提供強大的決策支持，為生產，安檢，調度等部門提供有力的管理工具。是一個采集、存貯、編輯、分析及顯示的動態數據系統，它將與其它航道信息系統有機結合，以供深層次的開發利用。

參考文獻

[1]郭慶勝，王曉延.地理信息系統工程設計與管理[M].武漢:武漢大學出版社，2003，2.

[2]鐘耳順.GIS技術開發、應用與產品化[M].武漢:中國地質大學出版社，1998，

[3]劉光.地理信息系統二次開發教程[M].北京:清華大學出版社，2003，1.