基于GIS溫州內(nèi)河航道查詢(xún)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

陳　浩　王正虎

(中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江 寧波　315200)

隨著溫州城市建設(shè)的快速發(fā)展，內(nèi)河航道通航尺度也大幅變化，現(xiàn)有航道普查資料與內(nèi)河航道的現(xiàn)實(shí)情況差別較大，航道水深及航道的附屬設(shè)施建設(shè)的變化對(duì)內(nèi)河航運(yùn)能力影響較大，并且存在較多的安全隱患，不便于綜合管理。

內(nèi)河航道管理的重點(diǎn)就是能實(shí)時(shí)了解各條內(nèi)河航道的水位、水深、跨河設(shè)施的凈空高度、寬度等信息。本文通過(guò)溫州內(nèi)河航道綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，采用GIS結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)建立了溫州內(nèi)河航道查詢(xún)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)管理信息系統(tǒng)，可進(jìn)行內(nèi)河航道信息數(shù)據(jù)的錄入、編輯、查詢(xún)等功能。

1　項(xiàng)目背景及意義

1.1　溫州內(nèi)河航道現(xiàn)狀

溫州市水運(yùn)資源豐富，平原地區(qū)河流縱橫交錯(cuò)，航道密布，但內(nèi)河航道等級(jí)較低，大部分為七級(jí)及準(zhǔn)七級(jí)航道。經(jīng)過(guò)多年變化，溫州市內(nèi)河航道外部條件變化較大，據(jù)第二次全國(guó)內(nèi)河航道普查及近年變化情況，溫州市內(nèi)河航道共216條，內(nèi)河航道總里程1 277.44 km，其中七級(jí)及以上航道377.77 km，占航道總里程29.6%，準(zhǔn)七級(jí)航道899.67 km，占航道總里程70.4%。等級(jí)航道中，三級(jí)航道95.80 km，四級(jí)航道40.64 km，五級(jí)航道31.48 km，六級(jí)航道77.60 km，七級(jí)航道132.25 km。

1.2　設(shè)計(jì)內(nèi)河航道查詢(xún)信息系統(tǒng)的實(shí)際意義

同傳統(tǒng)的航道管理相比，航道查詢(xún)信息系統(tǒng)為航道資源管理提供了優(yōu)良的工作環(huán)境、簡(jiǎn)捷的工作程序、大大縮短了工作時(shí)間，節(jié)省了大量的人力、財(cái)力、物力和存儲(chǔ)空間，同時(shí)可以避免因?yàn)橘Y料丟失和損壞帶來(lái)的不便，具有高效率，高質(zhì)量和高效益等優(yōu)越性，是航道資源信息系統(tǒng)的重要組成部分，屬于GIS范疇，側(cè)重于對(duì)航道信息進(jìn)行圖文管理。日常的航道管理工作涉及到了大量的航道產(chǎn)業(yè)圖件及相關(guān)文字屬性描述，特別要求能在統(tǒng)一操作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形數(shù)據(jù)和屬性實(shí)行的雙向查詢(xún)和同步更新，而將屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合正是GIS的專(zhuān)長(zhǎng)。因此開(kāi)發(fā)出航道信息查詢(xún)系統(tǒng)，從而對(duì)航道數(shù)據(jù)實(shí)行直觀，便捷的管理；對(duì)溫州實(shí)現(xiàn)航道資源信息化管理；以及對(duì)重要決策進(jìn)行支持都具有重要意義。

2　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1　建設(shè)目的

溫州內(nèi)河航道管理信息系統(tǒng)建設(shè)總體設(shè)計(jì)目標(biāo)是：建立可方便查詢(xún)溫州內(nèi)河航道查詢(xún)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)樂(lè)清、永嘉、溫州、瑞安、平陽(yáng)、蒼南、文成及泰順七個(gè)區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù)管理，以及主要航道橋梁、管線(xiàn)等跨河設(shè)施、過(guò)船設(shè)施的調(diào)查。建立可以查詢(xún)航道基本信息(航道名稱(chēng)、航道編碼、航道的起終點(diǎn)、過(guò)河建筑物名稱(chēng)、建成時(shí)間、過(guò)河建筑物管理單位、過(guò)河建筑物影響信息獲取、過(guò)河建筑物位置及高程信息獲取、設(shè)計(jì)最高通航水位、航道等級(jí)、航道長(zhǎng)度、通航凈空尺度、橋梁結(jié)構(gòu)形式、過(guò)河橋梁用途、航標(biāo)、是否達(dá)標(biāo)、其他信息記錄等)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.2　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

以航道信息化管理實(shí)際為基礎(chǔ),充分考慮軟硬件技術(shù)的先進(jìn)性,模型的科學(xué)性,信息的實(shí)時(shí)性,結(jié)構(gòu)的合理性,系統(tǒng)的整體性,操作的靈活性,系統(tǒng)的實(shí)用性、開(kāi)放性和可推廣性等原則,通過(guò)廣泛收集和實(shí)地勘察及數(shù)據(jù)采集，全面獲取航道水深、平面坐標(biāo)、通航等級(jí)，相應(yīng)橋梁或過(guò)河電纜管道的凈寬、凈高、位置、名稱(chēng)、照片等信息，對(duì)這些信息進(jìn)行分類(lèi)與規(guī)范，借助GIS軟件平臺(tái)，構(gòu)建包括具有屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的航道信息數(shù)據(jù)庫(kù)。開(kāi)發(fā)時(shí)以科學(xué)性、實(shí)時(shí)性和實(shí)用性為主導(dǎo)思想。

3　系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1　主界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)的主界面是本系統(tǒng)中界面設(shè)計(jì)最為完善的，它包括工具欄、屬性查詢(xún)欄、屬性導(dǎo)出工具、圖層管理和視圖窗口五部分，并可以實(shí)現(xiàn)控件自動(dòng)適應(yīng)窗體而變化，界面直觀、簡(jiǎn)潔、操作方便快，如圖1所示。

3.2　系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)及功能分析

該系統(tǒng)以數(shù)據(jù)顯示、快速查詢(xún)、數(shù)據(jù)輸出等功能為主，打開(kāi)軟件后，視圖中會(huì)顯示相應(yīng)地區(qū)遙感影像圖和航道信息，影像圖已建立好金字塔數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)瀏覽速度。可以根據(jù)看圖需要，在圖層管理工具中選中顯示或關(guān)閉不同圖層信息在視圖中顯示與隱藏狀態(tài)，根據(jù)工具欄中的工具進(jìn)行視圖放大、縮小、平移、距離查詢(xún)、畫(huà)線(xiàn)、地物空間查詢(xún)和航道信息查詢(xún)等操作，也可以使用鼠標(biāo)滾動(dòng)條進(jìn)行視圖放大或縮小。利用屬性查詢(xún)欄中的工具采用空間坐標(biāo)、航道名稱(chēng)或編碼、建筑物名稱(chēng)進(jìn)行屬性查詢(xún)，在查詢(xún)結(jié)果中雙擊航道名稱(chēng)，在視圖中會(huì)全屏高亮顯示該航道中心線(xiàn)位置，雙擊查詢(xún)結(jié)果中的過(guò)河建筑物或過(guò)河電線(xiàn)和管線(xiàn)名稱(chēng)，在視圖中會(huì)高亮顯示該建筑物名稱(chēng)，并彈出該建筑物屬性表，不同建筑物屬性表顯示格式不同。根據(jù)以上系統(tǒng)功能需求，進(jìn)行各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)，各模塊界面以直觀、簡(jiǎn)潔、易于操作、布局合理等原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要模塊功能如下。

3.2.1視圖窗口

本軟件視圖窗口占整個(gè)軟件窗口的4/5，用于航道信息、影像底圖等數(shù)據(jù)顯示，可以以不同比例尺顯示過(guò)河建筑物、航道中心線(xiàn)、縱橫斷面高程點(diǎn)等地物的位置、地物名稱(chēng)等信息。

3.2.2圖層管理

為方便地物查看管理，本軟件將地物進(jìn)行分層顯示管理，為各圖層進(jìn)行符號(hào)化，共分為10個(gè)圖層：

1)航道斷航信息；2)河建筑基礎(chǔ)信息；3)過(guò)河電線(xiàn)及管道基礎(chǔ)信息；4)航標(biāo)；5)縱斷面高程點(diǎn)；6)橫斷面高程點(diǎn)；7)航道中心線(xiàn)；8)橫斷面線(xiàn)；9)縣級(jí)行政區(qū)域圖；10)影像底圖。

圖2為符號(hào)化的各圖層界面。

3.2.3工具欄

工具欄位于查詢(xún)系統(tǒng)視圖窗口頂側(cè)，有放大、縮小、移動(dòng)、全屏、視圖顯示比例、量距、畫(huà)線(xiàn)和查詢(xún)等功能，主要工具功能如圖3所示。

1)地物空間查詢(xún)工具：?jiǎn)螕艨臻g查詢(xún)工具，在視圖中可以用鼠標(biāo)左鍵單擊過(guò)河建筑物(橋梁符號(hào)、過(guò)河電線(xiàn)或管線(xiàn)符號(hào)、航標(biāo)符號(hào)、橫斷面線(xiàn)和航道斷航符號(hào))，可以查詢(xún)其相應(yīng)建筑物的照片和屬性信息，如圖4顯示窗口，可以拖動(dòng)屬性字段右側(cè)滾動(dòng)符號(hào)，查看橋梁的全部屬性信息；

2)航道信息查詢(xún)工具：?jiǎn)螕艉降啦樵?xún)按鈕，可用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊視圖中的航道中心線(xiàn)進(jìn)行航道信息查詢(xún)。

3.2.4屬性查詢(xún)欄

屬性查詢(xún)欄分空間查詢(xún)、航道查詢(xún)和建筑物名稱(chēng)查詢(xún)?nèi)N形式，窗口上側(cè)為選擇查詢(xún)形式，下側(cè)為顯示查詢(xún)結(jié)果。

1)空間查詢(xún)：以坐標(biāo)形式查詢(xún)地圖坐標(biāo)位置一定半徑范圍內(nèi)的橋梁、電力線(xiàn)等地物，如圖設(shè)置坐標(biāo)和半徑查詢(xún)結(jié)果為甌江航道下的“七都大橋和500 kV樂(lè)清電廠溫東輸電線(xiàn)”，雙擊甌江航道，視圖中會(huì)以高亮顯示甌江航道中心線(xiàn)，雙擊七都大橋，在視圖中高亮顯示七都大橋的位置并顯示七都大橋的屬性窗口。

2)航道查詢(xún)工具：航道查詢(xún)可以以航道名稱(chēng)和航道編碼進(jìn)行查詢(xún)，輸入航道名稱(chēng)或航道編碼，點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕，會(huì)查詢(xún)出該航道下所有過(guò)河建筑和過(guò)河電力線(xiàn)及管道地物，雙擊航道名稱(chēng)，在視圖中會(huì)全屏顯示該航道中心線(xiàn)，雙擊地物名稱(chēng)，在視圖中會(huì)顯示該地物坐標(biāo)位置并彈出該地物屬性顯示信息。

3)建筑物名稱(chēng)查詢(xún)：輸入建筑物名稱(chēng)，點(diǎn)擊查詢(xún)，可以查詢(xún)出該建筑物的航道名稱(chēng)和建筑物名稱(chēng)，雙擊建筑物名稱(chēng)視圖中會(huì)顯示到該建筑物位置和其屬性信息。

4　結(jié)語(yǔ)

溫州內(nèi)河航道信息查詢(xún)系統(tǒng)軟件是基于ARCGIS10.1平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)完美的將測(cè)區(qū)高分辨率遙感影像圖與測(cè)量成果圖相結(jié)合，可以加載離線(xiàn)下載影像圖，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)保密性。在系統(tǒng)上添加了縮放、量距、畫(huà)線(xiàn)、數(shù)據(jù)輸出和多種查詢(xún)功能，并對(duì)測(cè)量成果符號(hào)化，更直觀、清晰、快捷地掌握溫州內(nèi)河航道信息。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，該軟件性能穩(wěn)定、界面友好、兼容性強(qiáng)、功能滿(mǎn)足業(yè)主需求。

溫州內(nèi)河航道信息查詢(xún)系統(tǒng)，豐富了溫州內(nèi)河航道地理空間信息數(shù)據(jù)，拓展了地理信息資源的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了綜合服務(wù)能力；最大程度地推進(jìn)了地理信息資源的共享和應(yīng)用，節(jié)約財(cái)政管理，有助于提高政府管理和決策水平，推進(jìn)溫州內(nèi)河道航道管理信息化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]田慶，陳美陽(yáng)，田慧云.ARCGIS地理信息系統(tǒng)講解[M].第10.1版.北京：北京希望電子出版社，2014.

[2]楊軍生，張輝.智慧東錢(qián)湖地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A].綜合性測(cè)繪學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].2014:135-138.

[3]湯國(guó)安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：科學(xué)出版社,2006.

[4]陳宏金.基于GIS的區(qū)域作物生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文,2007.