河道巡查與監管多平臺信息協同系統設計

李 磊，尚慶明，丁旭東

(淮安市水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 淮安 223005)

隨著工業化、經濟的發展，人為侵占河道水域岸線和不合理利用河道資源的現象時有發生，各級水行政主管部門大力開展河道日常巡查工作，加強河道監督和管理。但是，傳統的巡查與監管模式存在著依賴紙質資料、紙質記錄等問題，在科學性、實用性、信息化等[1- 3]方面暴露出諸多不足，包括：

(1)缺乏岸線兩側往期現狀資料，難以判斷對象屬性，不利于現場管理；即使有，也是以圖冊形式存在，當前位置信息不明導致難以利用。

(2)現場發現問題后記錄與反饋不便，沒有有效的信息化工具，只能依靠手工記錄與整理，格式上、信息全面性上差異顯著。

(3)已有信息資料(正射影像圖、管理對象普查資料等)多是以紙質載體存在，查看與查詢困難，導致利用率低。

鑒于其已經無法滿足實際工作需要，基于MySQL關系數據庫整合(電子化)已有數據資源，基于電子地圖API融合正射影像圖，設計了一套多平臺信息協同系統。系統共分移動端和PC端，兩者共用一個基礎數據庫，前者側重于輔助巡查、拍照取證、信息采集等工作，后者側重于信息查詢與利用、變化點比對分析、報表輸出等工作。多平臺間的協同實現涵蓋河道巡查與監管工作的整個流程，實現作業方式規范化，而且信息化的工具支撐有效地提高了工作效率，在一定程度上提升了河道監管的效果。

1 平臺數據庫

1.1 空間庫建設

空間庫的核心是利用正射影像制作[4]的瓦片金字塔，這也是本系統的核心基礎數據，具有現勢性高、地面分辨率高、更新周期性快的突出優勢，使得系統更加符合應用需要。

系統創新性地使用擬合點陣方法制作瓦片金字塔[5- 7]，不僅能建立高匹配性的瓦片金字塔，而且占用平臺空間縮小了90%。加載量級的大大降低將會有效提升平臺的流暢性，在此基礎上搭建物理訪問路徑，實現空間庫的遠程獲取。

此外，空間庫還包括多個點層、線層。

1.2 業務庫建設

業務庫是在整合已有的普查信息與變化點信息等數據源、待采集的數據源(格式)的基礎上構建的，是MySQL關系數據庫，按照業務功能共計建立11個數據庫表，基本覆蓋工作中產生的信息源。表1為建立的表名稱及作用。

業務庫實現系統用戶間的信息共享與協同，再與空間庫構成平臺數據庫，如圖1所示。

圖1 平臺數據庫組成

表1 業務庫表名稱及作用

2 系統設計

依據上述的平臺數據庫，設計河道巡查與監管多平臺信息協同系統，對運行平臺的硬件要求較低，保證較高的適配性。另外，功能設計來源于淮安市城市河道管理處的實地調研、問卷調查。系統整體架構如圖2所示。

圖2 移動平臺架構

2.1 移動端[8- 9]主要功能介紹

2.1.1影像疊加

獲取在服務器上構建的影像(金字塔)物理訪問路徑，實現不同時期影像的列表化目錄顯示，能按需求選擇展示某時期的影像數據，與電子地圖API融合[10- 11]，做到能夠隨著窗口的移動而實時加載顯示，而且影像場景會隨著平臺移動做到匹配顯示，保證位置信息的不丟失，保證兩者浸入式的輔助巡查體驗，如圖3所示。

圖3 影像查看界面

2.1.2目標導航

點擊地物圖標后將其經緯度信息實時上傳到后臺作為可能的目標點，一旦需要快速抵達該目標，即可進行導航，快速到達目標位置，而且保證與電子地圖的操作習慣一致，提升用戶體驗。圖4中淮陰船閘為點擊對象。

圖4 快速導航界面

2.1.3拍照取證

現場巡查與監管發現異常變化時，可以在移動端上拍攝實景照片，添加細節描述，最后上傳到業務數據表中，便于數據追溯，而且可供管理人員在PC端導出規范化的文件。

2.1.4變化核查

對于可能違章點，現場巡查時需要查看前后兩期影像對比，進而錄入與更新詳細說明、意見、復核人等信息，準確完成問題處理，而且管理人員可在PC端進行實時調取查看。

2.2 PC端[12- 16]主要功能介紹

2.2.1對比顯示

除了野外巡查發現外，還能將不同周期的正射影像進行分屏顯示，兩者之間的操作完全同步，實現地物變化與否的快速判別，再輔以現場核查，可為河道監管提供有效支撐，如圖5所示。

圖5 對比顯示界面

2.2.2軌跡顯示

多用戶使用時，管理人員可以自定義選擇人員、時間實現目標人員在目標時間的巡查軌跡，起到監督作用，而且可作為巡查人員考核、評價的依據，提升管理效率。如圖6所示。

圖6 軌跡顯示界面

2.2.3報表輸出

報表輸出共分三類：普查信息的匯總導出、變化點的實地核查記錄表導出、疑似違章地物拍照取證記錄表導出。導出報表可在加蓋公章后作為管理的依據，實現電子記錄、紙質管理。

3 案列應用

本系統已應用于淮安市大運河、里運河城區段。兩個河道全長共計48.8km，因為穿過淮安城區，河道管理范圍內河道占用情況密集，兩側大概有500多處，推廣應用普遍性高。如圖7所示。

圖7 系統應用

系統能以可視化的方式展現河道兩岸特征地物，分層分類，一目了然。功能上一鍵式，簡單易學，而且貼近河道巡查與監管工作，實現了克服傳統工作模式弊端的效果，對比分析見表2。

表2 優勢對比分析

4 結語

本文設計的系統基于電子地圖API融合DOM正射影像，提供高現勢性的底圖(核心基礎數據)，使得在現場時對岸線兩側現狀的把握更加直觀，現場處理更加有說服力，輔助巡查效果明顯；基于MySQL數據庫整合數據資源，再依托網絡實現多平臺間的協同，提高信息查詢與查看的效率，同時集成的電子化、信息化的工具使得巡查與監管工作更加便利，符合水利現代化建設的社會趨勢。通過在淮安市大運河、里運河城區段的應用證明，本系統滿足河道巡查與監管工作的實際需求，具有很好的推廣價值。