地理信息系統在遠程供水監控系統中的應用

張靜 張慧麗

【摘要】水資源是人們賴以生存的一個必須的因素，因此如何對水資源進行合理的配置使我們當今應該著重考慮的一個問題，而這必然涉及到對于供水系統的監控。本文將地理信息系統與供水監控系統相結合，對于日常生活中各個地區的供水量形成了一個全新的遠程監控系統并進行合理的操作，從而方便了供水工作的實現。

【關鍵字】GIS 整體設計 組態設計 數據獲取 監控

1.地理信息系統

地理信息系統，簡稱為GIS，是如今運用在諸如地圖、野外考察、降雨統計等等領域的一種空間信息系統。它能夠通過遙感、實時監測、社會經濟統計等等方式來獲得需要的地理信息，并組織成地理數據庫。其最大的優點能夠簡明易懂的顯示出一個地區的地理要素數據，甚至能夠模擬出這個場景，并且自動將數據整理排列，以便于人們對數據進行實時分析、監控和檢索。將這個系統運用于遠程供水監控系統中無疑為我們進行此類工作帶來了一個便捷的方式。

2.遠程供水監控系統的整體設計

在整個供水系統中，可以結合某個地區的供水加壓系統來設計該地區的監控網絡。這樣就能實現同時監控不同的遠程現場，并且實時接收來自遠程現場的運行報告以及相關的數據或者通過進行場景模擬獲取相應的模擬值，經由控制中心的計算和分析，從而做出合理的決策。

這個系統的整體是由遠程站和中心控制站構成的。這兩個部分相輔相成，發揮著各自的作用。我們使用力控監控軟件平臺設計出中心控制站的管理系統，用以太網將其與各個遠程現場連接起來，形成一個整體的VPN模式的網絡系統來保證信息不會輕易泄露出去。系統整體的運行過程應先由現場傳感器開始，它能夠自動收集該地區有用的數據，然后發送到中心的實行數據庫，此時GIS平臺通過遠程訪問技術對數據進行分析并顯示出實時的地圖環境。以上過程可由圖（1）顯示。

圖（1） 供水監控系統結構圖

3.遠程供水監控系統的細節設計

出于對網絡層次的考慮，用服務器軟件和客戶端軟件來構建整個系統是必要的。而在數據傳遞的設計中，則要考慮到采集、儲存以及調用這三個步驟。通過軟件將各部分組合起來，讓它們能夠進行實時監控的工作。這一關系可由圖（2）展現出來。在這個系統中，對于各泵房的監控和數據的采集、儲存是十分重要的，而這一步驟的設計可以使用工業組態軟件。我們可以將工業組態軟件儲存在實時數據庫的數據進行分析并且收集到SQL Server 2000來完成我們對其的操作。

圖（2）

3.1 GIS數據的獲取

我們將收集到的屬性數據和空間數據通過分別存儲的方式來進行這里，這樣在處理GIS數據時更加靈活。在這個供水系統中，通過實時獲取的空間數據及格過數字化后會變成Maplnfo文件格式保存在GIS專門用于儲存這類數據的文件目錄中，根據數據自動形成一個圖形數據文件。并且在圖形中生成相對應的供水標識，這些標識每個都是獨一無二的，只有這樣才能將各地區不同的供水數據分離出來而不會弄混。但是要注意的是在Maplnfo中是不儲存屬性數據的，屬性數據應該是存在于外部的數據管理系統中，即SQL Server 2000 。這種數據庫的好處是容量大，檢索快，也能通過圖形與標識相結合來顯示特定的數據。

在系統的運行中，一個核心的問題是如何對組態實時數據庫與GIS監控系統的數據庫這兩個異構數據庫進行必要的數據共享和轉變。在此處需要用到OPC技術和ODBC技術相結合的方式分別進行數據訪問和數據轉變備份。實時數據通過力控組件存儲后，經由DB這個數據庫和RDBMS之間的實時連接，將兩者之間的數據一一對應并整合，然后在數據鏈接中選擇適應本系統的驅動程序通過輸入IP地址來查詢運行遠程系統。若有來自服務器的數據庫出現就代表此時已經成功連接，可以進行實時操作了。而在使用OPC程序對數據進行實時的遠程訪問時，是在GIS監控系統中安裝上OPC程序來進行數據的遠程讀取，整合及修改。

3.2 GIS的監控

根據內容我們可以將地理信息系統劃分成應用型和工具型地理信息系統，這兩個各有自己所擅長的領域。前者主要應用在對于一個區域進行綜合的地理信息只能夠或者是一個主題為入手點的地理信息的整合。而后者的主要功能是對數據進行相應的處理，譬如輸入、儲存、整合等，也可以將其稱作GIS工具軟件包。

在這個供水系統中，由于主要涉及到區域各個數據的整合以及綜合，因此選擇一個合適的方式開發應用型地理信息系統至關重要。目前，主要能應用的實現方式有以下幾種：（1）獨立開發，即開發者自主研發能夠采集和處理數據的算法，整個過程不需要依靠CIS的工具軟件。（2）單純二次開發，即利用GIS工具軟件來開發。（3）集成二次開發，即利用OLE/DDE技術或者GIS控件結合可視化開發軟件，就能形成圖文結合的整體供水監控系統。

但在 在實際的實現中，可以發現第一種和第二種方式對于技術要求過高，并且一些作用無法很好的體現，因此我們選擇第三種方式來作為本系統的GIS應用的實現方式來保證我們能對該區域供水數據能夠有效地進行管理，并且在圖形上顯現的更清晰直觀。從而有利于監控人員根據數據的顯現及時判斷該區域的供水是否有異常現象出現，如果有就及時的進行維修工作。從而保證供水的有效運行，不僅有利于工作人員效率的提高，也能更好的滿足用戶的需要。

【總結】本文通過對該供水系統的整體系統設計，細節方面以及在所要方面的設計技術上提出了自己的看法，并進行了詳細的闡數，在整個供水系統中最大亮點就是加入了地理信息系統，將各地區的拱水的實時信息通過圖文并茂的形式表現出來，這無疑減輕了從事這方面工作的工作人員的負擔，對各個地區的供水量進行操作，從而降低了人工檢查的頻率和費用，并且能通過圖像方式及時看出哪個地區可能出現供水問題而進行排查、修整，極大的方便了我們的工作。

【參考文獻】

[1]曾慶波，孫華，周衛宏.監控組態軟件及其應用技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社.2005

[2]鄔倫.地理信息系統-原理、方法和應用[M].北京：科學出版社.2001

[3]王占全，趙斯思，徐慧.地理信息系統（GIS）開發工程案例精選[M].北京：人民郵電出版社.2005