基于GIS的防汛抗旱指揮平臺(tái)研究

黃敏

地理信息系統(tǒng)是災(zāi)情決策的基礎(chǔ)，是分析和判斷災(zāi)情形勢(shì)，科學(xué)地制定災(zāi)情調(diào)度方案的依據(jù)。當(dāng)發(fā)生災(zāi)情時(shí)，則可迅速地采集和傳輸各種災(zāi)情信息，并及時(shí)顯示在地理地圖上，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，經(jīng)分析制定出災(zāi)情調(diào)度方案，努力縮小各種災(zāi)害范圍，最大限度地減少災(zāi)害損失。

【關(guān)鍵詞】監(jiān)測(cè)與調(diào)度 防汛抗旱 地理信息系統(tǒng) Oracle數(shù)據(jù)庫(kù) GIS MapInfo

1 引言

為防治水旱災(zāi)害，中華人民共和國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)投入大量的人力物力進(jìn)行各種災(zāi)情整治，但完全依賴工程措施提高防洪抗旱能力，難以實(shí)現(xiàn)快速指揮決策。應(yīng)該在已有軟硬件資源的基礎(chǔ)上，利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程遙測(cè)技術(shù)、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和現(xiàn)代水資源聯(lián)合調(diào)度等專業(yè)技術(shù)，對(duì)水情、旱情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)調(diào)度和實(shí)時(shí)管理。

2 地理信息系統(tǒng)GIS

2.1 地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

GIS是一種特定的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地理表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

2.2 MapInfo的簡(jiǎn)介

MapInfo是個(gè)功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)便的桌面地圖信息系統(tǒng)，它具有圖形的輸入與編輯、圖形的查詢與顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)操作、空間分析和圖形的輸出等基本操作。 本系統(tǒng)是在在.NET環(huán)境下通過C#語(yǔ)言對(duì)MapInfo里的MapX控件進(jìn)行二次開發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3 基于GIS的防汛抗旱指揮平臺(tái)

3.1 概述

自從2005年水利部組織召開會(huì)議后，開始全面部署并組織實(shí)施國(guó)家防汛抗旱指揮工程建設(shè)。該防汛抗旱指揮平臺(tái)以MapInfo共享服務(wù)平臺(tái)為依托，遵循國(guó)家水利行業(yè)政策法規(guī)，充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)開展實(shí)時(shí)水情、雨情、旱情、洪澇災(zāi)情的采集、傳輸、處理及應(yīng)用工作，并建立信息共享服務(wù)平臺(tái)。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)方案與實(shí)現(xiàn)

3.2.1 系統(tǒng)技術(shù)方案

該平臺(tái)采用跨平臺(tái)的Client/Server體系結(jié)構(gòu)，其基本框架結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：即人機(jī)交互層、應(yīng)用分析層和系統(tǒng)支撐層。

其中，應(yīng)用分析層是該平臺(tái)的核心，分為基于GIS的災(zāi)情實(shí)時(shí)信息服務(wù)模塊、預(yù)案管理模塊、災(zāi)情決策指揮模塊。應(yīng)用分析層通過人機(jī)交互接口與決策分析人員及決策者進(jìn)行交互，在系統(tǒng)支撐層的數(shù)據(jù)、模型、方法、知識(shí)、圖形、圖像等資源的支持下，完成決策過程中各個(gè)階段、各個(gè)環(huán)節(jié)的信息處理、綜合分析和輔助決策處理功能。人機(jī)交互層是系統(tǒng)使用者與系統(tǒng)之間的人機(jī)接口，主要作用是通過建立總控程序構(gòu)筑系統(tǒng)運(yùn)行的軟件環(huán)境，控制應(yīng)用軟件運(yùn)行參數(shù)的輸入和運(yùn)行結(jié)果的表達(dá)等，提供良好的系統(tǒng)運(yùn)行界面和人機(jī)交互環(huán)境。

3.2.2 平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境與要求

該平臺(tái)基于目前Microsoft公司最先進(jìn)的.net平臺(tái)，采用C#語(yǔ)言開發(fā)。軟件結(jié)構(gòu)上采用C/S模式，并將WEB服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分離，以保證系統(tǒng)處理的獨(dú)立性、高效性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境基于Windows操作系統(tǒng)，采用IIS平臺(tái)提供WWW服務(wù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle 11g。

對(duì)該平臺(tái)的基本要求：

（1）采用面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)組件化思想；

（2）分層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，搭建開放結(jié)構(gòu)，以便系統(tǒng)擴(kuò)展；

（3）體現(xiàn)面向服務(wù)要點(diǎn)，靈活搭建應(yīng)用；

（4）智能升級(jí)更新系統(tǒng)，降低維護(hù)成本；

3.2.3 平臺(tái)主要模塊簡(jiǎn)介

（1）GIS的災(zāi)情實(shí)時(shí)信息服務(wù)模塊。該模塊以靜態(tài)形式在MapInfo地圖上表示洪水淹沒風(fēng)險(xiǎn)圖，將不同頻率洪水下可供使用的防洪搶險(xiǎn)通道、搶險(xiǎn)隊(duì)伍、物資和挖沙取土點(diǎn)等重要的信息點(diǎn)的數(shù)據(jù)標(biāo)示到地圖上，供防汛指揮調(diào)度使用。實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)將水文、引水、水質(zhì)等信息進(jìn)行形象化標(biāo)記，并在電子地圖上形象地表現(xiàn)出來(lái)，給水調(diào)人員、決策者圖形化顯示。水情信息經(jīng)過整理后，通過等值線、等值面、統(tǒng)計(jì)圖、過程線等方式表現(xiàn)出來(lái)，專業(yè)人員根據(jù)整理后的成果，判斷采集水的質(zhì)量等，對(duì)整編結(jié)果進(jìn)行校核修正，將正確結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)，供其他業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（2）預(yù)案管理模塊。該模塊主要維護(hù)各種災(zāi)情預(yù)案，在MapInfo地圖上，以向?qū)Х绞叫蜗蟮乇硎龇姥搭A(yù)案。錄入、管理、維護(hù)各種預(yù)案，如防汛總體預(yù)案，抗旱預(yù)案，城市防洪應(yīng)急預(yù)案，水利工程反恐怖預(yù)案，大中型水庫(kù)度汛預(yù)案等。在地圖上，以向?qū)Х绞叫蜗蟮乇硎龀鞘蟹篮閼?yīng)急預(yù)案。

（3）災(zāi)情決策會(huì)商指揮模塊。該模塊主要針對(duì)業(yè)務(wù)人員提供一個(gè)會(huì)商材料的準(zhǔn)備環(huán)境，管理工具和演示環(huán)境。主要分為以下模塊：

①會(huì)商準(zhǔn)備：使用向?qū)降臏?zhǔn)備工具，方便的制作會(huì)商材料，連接各種會(huì)商需要的材料，并可以根據(jù)需要隨時(shí)更改和調(diào)整；

②會(huì)商演示：為領(lǐng)導(dǎo)會(huì)商提供會(huì)商材料的演示環(huán)境，提供防汛預(yù)案服務(wù)；

③會(huì)商管理：分為會(huì)商過程管理和會(huì)商紀(jì)要管理。會(huì)商過程管理對(duì)會(huì)商過程進(jìn)行跟蹤管理，從登錄到制作到演示和存儲(chǔ)，都需要進(jìn)行記錄。會(huì)商紀(jì)要管理主要對(duì)每次會(huì)商的情況進(jìn)行管理，如存儲(chǔ)、查詢、修改、刪除等。

4 總結(jié)與展望

本文介紹了基于MapInfo的防汛抗旱指揮平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源及策略信息的高效管理，并為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了優(yōu)質(zhì)的策略服務(wù)。基于平臺(tái)具有較高的可移植性和松耦合性，可以將其應(yīng)用到未來(lái)的基于全國(guó)防汛抗旱指揮系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)情進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)與管理。

本平臺(tái)采用國(guó)際上先進(jìn)的.Net、MapInfo等多種技術(shù)建設(shè)而成，實(shí)現(xiàn)了基于MapInfo的數(shù)據(jù)采集、處理、表現(xiàn)功能。在許多性能上均達(dá)到業(yè)內(nèi)較高水平。因此本平臺(tái)產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)本平臺(tái)具有本地化、個(gè)性化、低成本、易實(shí)施，投資回報(bào)效率高、速度快，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著等特點(diǎn)。所以，該平臺(tái)不僅供于中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在條件成熟后，將面向廣闊的國(guó)際市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).實(shí)時(shí)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)[S].SL323-2005.

[2]黃詩(shī)峰，李紀(jì)人.GIS支持下的防汛指揮決策支持系統(tǒng)的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)管理科學(xué)，2001，9（6）：73-75.

[3]劉金勇.防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè)問題研究[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，17（4）：145.

作者單位

四川托普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院 四川省成都市 611745