小浪底西霞院水庫庫區地圖信息系統研究

趙韋琛 張新建 魏艷萍

摘要：本文介紹了以小浪底、西霞院水庫庫區建設管理圖件、圖冊為基礎數據，以GIS為系統開發平臺，建立“基于小浪底、西霞院水庫庫區地圖信息系統”的設計技術要點和系統的功能組成，提出在開發“基于小浪底、西霞院水庫庫區地圖信息系統”的一些思路、方法和應用架構，并就系統設計原則提出了相應要求。

關鍵詞：地圖信息系統 圖件 圖冊 GIS 應用架構

中圖分類號： P208 文獻標識碼： A

1引言

隨著水利信息化建設和地理信息系統（GIS）的發展，水利建設過程中產生的傳統硬介質圖件、圖冊保存使用不便的缺點逐漸暴露出來,在許多水利部門卻依然存在大量歷史紙圖,這些圖件、圖冊數量大、種類多、精度低、現勢性差、更新速度慢。

水庫建設管理圖件、圖冊包括水庫規劃圖、施工圖、水庫基礎設施配套圖及批準的設計變更圖件、圖冊原件。完整的、真實的水庫工程圖件、圖冊資料是水庫工程實體質量的見證，是水庫基礎設施管理、使用、改建和擴建的依據，是水庫建設檔案的重要組成部分。過去對于水庫建設過程中所產生的圖件、圖冊資料管理一般采用手工編制與歸檔整理方式，手段落后，更新困難，查閱非常不便，不能滿足水庫設施高頻率、快節奏的建設需要。為加強水庫工程資料數字化和規范化管理，提高水庫工程管理水平，設計和建立基于GIS的水庫庫區圖件、圖冊管理信息系統勢在必行。

本研究從水庫管理單位的實際要求出發,利用數據庫、GIS、網絡等先進的技術手段，將和水庫有關的各種圖件、圖冊進行掃描，形成圖像文件，并對圖像文件進行合理的分類組織。開發設計的圖件、圖冊管理信息系統,能有效解決了圖件、圖冊的存儲、管理和應用等諸多問題。

2系統研究現狀及任務

地圖信息系統是一種研究系統，目前還處于探索階段。國內不同行業的地圖信息系統因目標使用對象不同而研究方向不同，地圖信息壓縮存儲查詢方法及地圖模型也不盡相同。

本研究項目任務是針對小浪底、西霞院庫區不同時期、不同專題、不同類別的地圖使用情況，研究水利工程地圖信息的獲取、傳遞、轉換、貯存和分析利用，測定水利工程地圖信息量的方法，研究地圖信息轉換和貯存管理方法，開發各種分析計算、綜合對比、評價軟件等，建立多種地圖模型，應用和發展各種分析評價方法，以及開發相應的軟件管理系統。

3系統建設主要工作

1、地圖分類統計

對各時期、各類型的地圖分門別類進行詳細統計，建立地圖分類統計圖表。

2、地圖掃描矢量化

對紙質地圖用工程專用掃描儀掃描并矢量化，建立柵格地圖。

3、地圖拼接

確定地圖坐標基準，對地圖進行坐標系統校正，建立各類地圖要素間拼接關系，對不同專題地圖的相同要素進行拼接。

4、地圖疊加

建立各類地圖的不同要素間的疊加，尤其是對不同的專題地圖進行疊加分析。

5、建立地圖數據庫

建立符合地理信息系統國家標準的具有動態屬性的“小浪底、西霞院水庫庫區地圖數據庫”。

在“小浪底、西霞院水庫庫區地圖數據庫”基礎上設計并開發“小浪底、西霞院水庫庫區地圖信息系統”，系統包括水庫地形地貌圖模塊、行政區域圖模塊、重要建筑物圖模塊、滑坡塌岸圖模塊等。

4系統建設目標

“小浪底、西霞院水庫庫區地圖圖件、圖冊管理信息系統”開發的目標主要有以下四個方面。

4.1統一規范管理

對小浪底、西霞院水庫建設管理局在日常工作及科研工作中產生的庫區各類地圖圖件、圖冊進行統一、規范的管理。從而使小浪底、西霞院水庫建設管理局工作人員在其日常工作或科研工作中快捷、方便地檢索、查閱所需地圖圖件、圖冊。并對最新產生的圖件、圖冊快速入庫更新，使決策人員能夠以最快的速度了解水庫庫區地形地貌的變化、滑坡塌陷區域最新情況等。

4.2多媒體動態演示

將庫區管理現狀專題圖、庫區專項設施專題圖、視頻文件（AVI）、移民安置規劃專題圖等多種數據利用多媒體制作工具制作成多媒體演示匯報系統，聲、像、圖、文生動具體。同時提供提供自動播放功能，提供人工控制播放功能：播放，停止，跳轉等。為工程設計的評審會或專題匯報會議提供現代化的專業素材，并能向領導實時動態演示。

4.3快速輔助決策

本系統還有一個非常重要的目的就是對突發地質災害（比如滑坡、塌陷等）的快速輔助決策功能，系統可以展示事故發生點周邊地形地貌環境情況來輔助決策，并生成地質災害區域的最新地圖，在緊急事故發生后記錄并展示事故地點和事故的詳細信息，并能對地質災害的發生情況進行統計分析。

4.4輔助規劃功能

輔助規劃是在建立水庫庫區圖件、圖冊管理信息系統的另一目的，通過實現對水庫基礎地圖數據、專業地圖數據和屬性數據的管理和共享的同時，使專業圖形數據與地形圖數據結合，從而為規劃設計提供較為貼近現狀的圖形數據和現狀屬性數據，并與水庫相關數據庫建立數據接口，獲取地面工程動態數據。使地圖圖件、圖冊管理信息系統在規劃設計得到應用推廣，實現庫區工程電子化資料快速更新，提高規劃設計準確率，實現規劃圖紙的電子存檔。

5用戶情況及采用的軟硬件

系統的使用人員是小浪底、西霞院水庫建設管理局的領導、科研人員、工作人員及與水庫建設管理局工作有聯系的其他人員或領導。系統的使用人員一般應能較熟練操作計算機，使用瀏覽器。

系統的維護人員是小浪底、西霞院水庫建設管理局的專業技術人員。系統的維護人員應能熟練操作計算機，并對計算機信息系統有一定的了解，熟悉GIS數據庫操作。

系統開發使用的軟件主要有：Oracle、ArcGIS server 、ArcGIS配套軟件等。

數據處理使用的硬件主要有：數據庫服務器、圖形工作站、大幅掃描儀、打印機、計算機等。

6系統主要功能及實現

依據《小浪底、西霞院水庫庫區地圖信息系統研究》的要求，“小浪底、西霞院水庫庫區地圖圖件、圖冊管理信息系統”應具有“地圖上傳功能”、“地圖檢索功能”、“地圖瀏覽功能”、“地圖下載功能” 、“地圖編輯功能”、“地圖疊加功能”、“地圖統計分析功能”、“地圖輸出打印功能”、“地圖的放大、縮小、鷹眼、區域選擇、移動、目標檢索、圖層上移、圖層下移功能”和“系統管理功能”等基本功能。

系統功能可以采用B/S體系結構和C/S體系結構相結合的方式實現。

7系統建設步驟

共分為四步：

（1）設計并建立“小浪底、西霞院水庫庫區地圖圖件、圖冊管理數據庫”；

（2）在“小浪底、西霞院水庫庫區地圖圖件、圖冊管理數據庫” 基礎上設計并開發“小浪底、西霞院水庫庫區地圖圖件、圖冊管理信息系統”。

（3）對所有未數字化的圖件圖冊進行圖像掃描，并對掃描后的圖件分門別類，建立起合理的組織結構，在小浪底、西霞院水庫建設管理局對地圖進行分類整理的基礎上，協助小浪底、西霞院水庫建設管理局進行相關地圖入庫的工作。

（4）最后對小浪底、西霞院水庫建設管理局指定人員進行“小浪底、西霞院水庫地圖圖件、圖冊管理信息系統”的維護及應用培訓。

8系統應用架構設計

（1）客戶層：包括3級用戶（一般用戶、管理用戶、核心用戶）。

（2）應用層：在ARCGIS平臺上進行的圖件、圖冊相關的二次開發。

（3）數據層：通過空間數據引擎ARCSDE與數據庫相連。

9結束語

本文介紹了水庫庫區地圖信息系統,以及該系統的具體實現方法. 水庫的科學管理對水庫的安全和效益的發揮至關重要,開發這個系統,節省了水庫管理中需消耗的大量的人力、物力、財力,實現了水庫管理的信息化。該系統的不斷完善和應用，將大大提高了工作效率，為水庫日常管理工作提供了統一的模式和規范化的操作流程，實現了水庫管理信息化規劃設計的現代化。

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作者簡介：趙韋琛，男，1983年11月出生，河南鄭州人。本科學歷，現供職于黃河水文勘察測繪局，主要研究方向工程測量、GIS、3S技術等。