基于IEGIS的智慧河長信息管理系統設計與實現

曾志長 袁思贊 陳旭

摘 要：隨著計算機和網絡技術的發展，應用系統在各領域的使用也越來越頻繁。在數字化時代即將來臨的今天，河道信息管理信息系統如何在河道信息管理局域網的基礎上實現數字化，這是河道信息管理機關信息化發展必須面對的問題。該文首先根據智慧河長信息管理系統的現狀和實際情況對智慧河長信息管理系統進行分析，其次結合IEGIS（地理信息系統）的相關技術對智慧河長信息管理系統進行了設計，最后對系統進行了實現。智慧河長信息管理系統是一項惠民的信息化工程，在河道信息管理中起著非常重要的作用，合理的建設智慧河長信息管理系統能夠進一步的促進河道管理信息化建設的發展。

關鍵詞：IEGIS 信息管理系統 設計 實現

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0056-02

河道信息管理的數字化是以河道信息管理機關局域網為背景的一種新型數字化的工作環境，其運用現代計算機和網絡技術，在河道信息管理機關內部辦公網、內務資源網以及資源數據庫存的基礎上建立起開放的交互式管理和服務系統，超越時間、空間和部門分隔的制約，向提供高效優質、規范透明的數字化河道信息管理與服務。

為了進一步的推動河道管理工作的發展，河道管理工作也逐漸的加強了信息化建設，河道管理體系是衡量河道管理合實力的重要標準，建設智慧河長信息管理系統，為河道管理工作人員提供具有開放性、靈活性，面向公眾的智慧河長信息管理系統。大力推進河道管理的數字化建設，已成為河道管理機關轉變管理職能、轉變工作方式和作風，進一步提高工作質量和效率，建立辦事高效、運轉協調、行為規范的管理體制的重要任務。河道管理的信息化建設可以大大提高員工的工作效率，優化辦事程序。

1 系統分析

智慧河長信息管理系統以圍繞實現“水清、河暢、岸綠、生態”的目標，全面推行河長信息化管理，此次建設主要在于完成一個高性能、高安全并易于維護的智慧河長信息管理系統，智慧河長信息管理系統設計的一定要圍繞著河道信息管理的管理模式，保證智慧河長信息管理系統與實現河道信息管理的業務流程和工作內容相一致。河道信息管理數據傳輸多，數據相對較多，在進行設計時必須要保證系統數據庫的存儲空間和數據的傳輸速度，同時也要加強系統的安全性和穩定性，實現系統穩定運行。在開發的過程中，對河道管理機構工作中各個環節的信息進行收集、加工、存儲、統計、和分析，促進河道信息管理工作的程序化、規范化，提高工作效率，保證工作效果。

智慧河長信息管理系統是以網絡和計算機技術為支撐，以河道信息管理體系和業務流程為依據進行分析和設計，結合B/S技術架構進行開發，基于IE技術的先進性和成熟性，全面整合GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其他多種計算機主流技術，成功研發出的革命性的全球新一代GIS平臺（IEGIS平臺）。IEGIS采用了面向網絡的分布式空間信息應用服務支撐平臺，集二維、網格化、遙感影像于一體，基于實用性、人性化、高效性三大原則設計開發，可以通過它來發布GIS地圖、數據和應用。使用IEGIS構建的GIS系統允許任意數量的用戶通過組織內部的網絡進行訪問，最終實現的一個基于IEGIS的智慧河長信息管理系統。本系統實現了河道信息管理工作方式的轉變，從手工工作到信息辦公的轉變，降低了河道信息管理的許多重復性工作，實現了數據的實時采集、基本信息的管理、數據的分析結果進行綜合展示等，為河道信息管理工作制定決策提供依據。通過分析，系統的設計目標如下：

（1）以IEGIS為基礎，以信息化為核心，以動態影像和文字為載體，使河道管理更加的智能化。

（2）信息資源的開發、整合與共享，實現部門間的協作，互聯互動。

（3）公眾參與和監督制度加強，河道管理工作更加透明化。

（4）系統加入河道管理人員綜合考評體系，健全考評機制。

2 系統設計

此次建設主要在于完成一個高性能、高安全并易于維護的智慧河長信息管理系統，智慧河長信息管理系統設計的一定要圍繞著河道信息管理的管理模式，保證智慧河長信息管理系統與實現河道信息管理的業務流程和工作內容相一致。河道信息管理數據傳輸多，數據相對較多，在進行設計時必須要保證系統數據庫的存儲空間和數據的傳輸速度，同時也要加強系統的安全性和穩定性，實現系統穩定運行。

系統軟件架構分三層，即基礎設施、平臺和應用系統，基礎設施主要包括硬件資源池和支撐網絡，硬件資源池是服務器、存儲設備和防火墻的組合，支撐網絡主要涉及到公眾因特網、無線通訊網和專用網等；支撐平臺實現系統的開發和運行，主要包括操作系統，軟件開發平臺和數據庫等；應用系統是平臺的顯示層，包括門戶、系統管理、信息系統和數據中心。門戶是信息發布和系統的接口部分，包括身份認證、界面集成、公共服務和終端設備等，系統管理涉及到角色管理、流程管理、用戶管理、安全管理、日志管理和權限管理；功能子系統主要有IEGIS引擎平臺、WEB發布子系統、空間管理子系統、河道水利管理子系統、環保監測及上報子系統、氣象監控與共享子系統、專管員動態管理子系統、無線數據采集子系統、監督中心受理子系統、協同工作子系統、大屏幕監督指揮子系統、綜合評價子系統、應用維護子系統、數據交換子系統和二次開發數據接口。數據中心存儲著智慧河長信息管理系統的數據資源。

（1）IEGIS引擎平臺。IEGIS引擎平臺是一套提供了驅動和管理地理數據，實現渲染、查詢等功能的一套函數庫，所有的應用層軟件只需要調用地圖引擎提供的功能接口就能較容易的完成其功能。導航引擎與地圖引擎的概念一致，導航引擎驅動和管理是拓撲數據，提供的是路線和導引信息。IEGIS引擎平臺能夠封裝和保護幾何數據的拓撲關系和導引數據，對上層提供路線分析、拓撲分析、引導信息的功能。IEGIS引擎平臺會封裝和保護地理數據的組織管理機制，對上層提供地圖移動、放縮、渲染、空間查詢等功能。

（2）WEB發布子系統。WEB發布子系統是將網站上的需要經常變動的信息，河道管理動態、新聞發布、促銷活動和行業動態等更新信息集中管理，并通過信息的某些共性進行分類，最后系統化、標準化發布到網站上的一種網站應用程序。網站信息通過一個操作簡單的界面加入數據庫，然后通過已有的網頁模板格式與審核流程發布到網站上。

（3）河道水利管理子系統。水利管理的目標是：保護水源、水域和水利工程，合理使用，確保安全，消除水害，增加水利效益，驗證水利設施的正確性。河道水利管理子系統主要內容是：①水利調度，包括防洪調度、興利調度和排水管理。②用水管理，包括計劃用水、科學用水、節約用水等項。農業灌溉用水管理包括建立灌溉制度，改進灌水技術。③對水域、水流和水利工程的檢查觀測，包括河道觀測、庫區浸沒觀測、泄流觀測、冰情觀測和水工建筑物抗震監測等各項水利工程檢查觀測。④水利工程養護修理和設備更新改造。⑤水質監測、水質管理。⑥研究采用新技術和先進手段，包括水利調度優化技術、工程養護修理加固的新技術和建立水利管理自動化系統等。

（4）環保監測及上報子系統。環保監測是間斷或連續地測定環境中污染物的濃度，觀察、分析其變化和對環境影響的過程。環保監測及上報子系統的過程一般為接受任務，現場調查和收集資料，監測計劃設計，優化布點，樣品采集，樣品運輸和保存，樣品的預處理，分析測試，數據處理，綜合評價，并將這些信息存儲在系統中進行上報。

（5）氣象監控與共享子系統。本系統綜合了全球衛星定位，GPRS通信、無線通信、數據庫、網絡服務等先進行技術，實現了雨量、溫度、風速、風向、空氣瀑濕度、大氣壓力、水位以及監測點位置等數據的準確監測。

（6）無線數據采集子系統。系統主要劃分成三塊，分別為數據采集模塊、存儲和傳輸模塊和遠程控制站模塊。數據采集模塊主要有FPGA進行完成，存儲和傳輸模塊主要通過ARM9嵌入式系統板進行完成，遠程控制站也就是PC機。ARM9嵌入式系統板在數據寫入技術上采用的是DMA技術，這樣能夠大大提高系統吞吐量。在從FPGA板獲取采樣數據的同時，系統周期性的通過RS232串口從磁羅盤設備和GPS設備獲取方位信息和時間值，將采集到的數據信息進行打包，并按要求寫入數據文件，將文件經過網絡傳輸到遠程控制站，當網絡不通時，也能夠通過無線方式傳輸接收數據信息，保證數據的傳輸工作，系統在能夠在操作的過程中修改采樣參數。

（7）大屏幕監督指揮子系統是對系統中分散的多條線路信息進行整理分析綜合評定之后進行指揮調度的控制中心，是整個系統的信息處理、監視和控制的中心機構，它根據各種系統當前運行狀況和預計的變化進行判斷、決策和指揮。顯示效果清晰自然，動態效果流暢，能實現單屏顯、組合顯、整屏顯、疊加漫游等功能，讓調控指揮的抽象過程實現可視化、計量化。配合GIS、GPS系統顯示控制提升數據集成水平，整合計算機系統、網絡、實時視頻等多種應用處理和集成功能，完全滿足信息集中顯示、大數據量處理、實時準確顯示的需要。

3 系統實現

智慧河長信息管理系統作為河道信息管理的重要工具，處在了一個非常重要的位置。智慧河長信息管理系統與其他管理系統有所區別。智慧河長信息管理系統為酒河道信息管理的重要工具，主要用于內部工作信息的傳遞和外部信息的公開，系統承載了越來越多的關鍵信息，這就需要更高的可靠性以及高性能。和外部系統要求將系統用戶與河道管理組織結構及用戶相對應，要求智慧河長信息管理系統內各子系統和外外部系統之間有信息交互，也就是說要求智慧河長信息管理系統具有與其他應用系統交互的接口。該系統主要包括十幾個子系統，本系統不僅要完成以上十幾個子系統的功能，也要實現以下目標。

（1）系統界面友好易學，操作方便易懂，系統使用者在接觸后能夠很快上手，并且能夠掌握系統的使用流程。

（2）實現了河道信息管理的業務的數字化管理，對河道信息進行實時的管理，保證數據的準確性。

（3）系統具有安全性、穩定性和高效性三個重要特點。

（4）系統提高了河道管理工作效率，減少勞動力。

（5）系統的實施能夠提高河道的管理水平。

該系統中使用了兩臺服務器作為數據服務器，其中，一個作為主數據服務器，另一個作為備用服務器，智慧河長信息管理系統和數據庫同時在兩臺服務器上部署，實現了數據的熱備份和數據同步，保證了智慧河長信息管理系統的穩定運行和數據安全。

智慧河長信息管理系統的技術架構為B/S架構，河道管理工作人員能夠通過訪問接口進行系統的內部，對系統進行管理，接口層Web服務器能夠將用戶的請求傳給應用層服務器；應用層服務器通過和數據庫的交互來完成用戶的請求。

4 結語

智慧河長信息管理系統因為其具有較高的可操作性、較好的交互性與較出色靈活性而被認同，在很大程度上方便了河道管理的日常工作。智慧河長信息管理系統作為河道管理的重要工具，主要用于內部工作信息的傳遞，系統承載了越來越多的關鍵信息，這就需要更高的可靠性以及高性能。我國河道信息的管理工作僅僅處于起步階段。河道信息管理由于一直缺乏詳細的數據支持，因而一直無法建立起一套針對河道管理特點的管理體制。取而代之的場地粗放式的管理，管理機制并不全面，致使河道信息管理長期處于嚴重浪費資源和人力的運營狀態。該文主要對河道信息管理系統進行了分析和設計，最終實現了一個基于IEGIS的智慧河長信息管理系統，該系統仍然需要在使用的過程中進一步的發現問題，改進問題。

參考文獻

[1] 畢恒.組件式地理信息系統研究與應用[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2004.

[2] 黃群.基于關系數據庫的城市基礎地理信息系統研究[D].鄭州：解放軍信息工程大學，2004.

[3] 劉明.基于組件式的國土資源地理信息系統的研究[D].武漢：華中科技大學，2004.

[4] 賈兵.基于MapObjects的組件式地理信息系統的研建[D].烏魯木齊：新疆大學，2005.

[5] 李曼麗.組件式地理信息系統中空間數據處理算法的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2005.

[6] 王宇.企業信息管理系統設計與實現[D].上海：東華大學，2014.

[7] 熊錦輝.基于B/S結構的學生信息管理系統的設計與實現[D].北京：北京郵電大學，2013.

[8] 張成義.基于J2EE的企業信息管理系統[D].成都：電子科技大學，2013.