用水信息采集系統的建設應用與研究

周慧敏 平頂山市城市污水處理費征收管理辦公室

一、引言

用水信息采集系統主要是基于現代化信息技術，利用計算機和地理信息技術對城市用水信息進行水資源管理，通過獲取用水信息，對用戶用水情況進行分析、統計和處理，從而有效加強對用水情況的信息采集和管理。用水信息采集系統涉及到的內容較多，所參與工作的模塊較為復雜，通過設計和優化用水信息采集系統，能夠有效提供用水信息管理，實現水資源管理和整合。用水信息采集系統具有十分強大的功能和特點，能夠有效儲存大量的用水信息，能夠進一步掌握用水時間、動態分布情況，還能有效檢測用水的空間動態。當前，我國常見的用水信息管理系統其功能主要包括統計和處理用水信息，對水資源實現動態管理，但是在分析用水信息的空間分布情況時還存在一定的欠缺。通過優化用水信息管理系統，能夠有效改善傳統用水信息管理存在的缺陷。新一代用水信息管理系統是一個較為典型的地理信息系統，以GIS平臺為基礎對各種用水信息進行管理，通過將用水信息的地理位置以及相關視圖進行整合，能夠便于相關管理人員查閱和管理用水信息，從而使用水信息得到有效檢測和規劃[1]。

二、用水信息采集系統的建設應用與研究的意義

基于GIS技術對用水信息采集系統進行建設和優化具有十分重要的意義和作用。第一，針對部分水資源利用率較低、水資源缺乏、水生態環境較為惡劣的城市而言，通過更新和優化用水信息采集系統，能夠有效提高水資源的利用率，緩解城市水資源缺陷現象，有效改善城市水生態環境[2]。第二，對于水資源較為了浪費的情況也會得到明顯改善，基于GIS技術優化現有的用水信息采集系統，能夠有效降低水資源浪費情況，有效改善地下水超采、水質惡化等生態問題。第三，通過搭建GIS技術平臺，對用水信息采集系統進行更新和管理，能夠提高相關水資源管理部門對水資源的管理效率，提高對用水信息的管理水平，能夠便于相關管理部門第一時間掌握各地區的用水情況，對各地區的用水情況進行有效檢測和調控，便于制定更加契合當地情況的用水管理計劃，從而提高水資源的利用率。第四，基于GIS技術對用水信息進行采集和管理，能夠提高居民的節約用水意識，實現資源可持續發展和利用，對城市發展具有十分重要的戰略意義[3]。

三、基于GIS技術的用水信息采集系統的技術特點

用水信息采集系統主要是基于計算機技術、遙感技術以及地理科學信息科學等，通過借助地理信息系統(GIS)實現對城市用水信息的空間數據整合。用水信息采集系統通過利用GIS技術，對城市用水情況進行采集、管理，并對相關信息進行統計和分析，將其以可視化的形式進行輸出，從而有效提高城市用水信息管理[4]。其中，基于GIS技術的用水信息采集系統的技術特點主要包括利用GIS技術能夠有效能夠實現對城市用水信息的空間數據采集、管理和分析，其核心技術在于空間數據管理，通過對空間數據進行分析和整合后形成特定的專題地圖、統計數據以及遙感圖像數據等。基于GIS技術的用水信息采集系統具有提取數據、轉化數據以及編輯數據的功能，能夠有效查詢和檢索相關用水數據信息，對相關數據進行分析和更新。在開展水資源管理的過程中，利用GIS技術，能夠對水資源的分布情況、運動情況以及變化情況進行分析，圍繞水資源管理對城市用水情況和變化規律進行分析，從而結合城市用水的實際情況，制定科學合理的水資源管理措施，有效提高水資源的利用率。同時，基于GIS技術的用水信息采集系統能夠將所掌握的水資源時空分布特點和相關數據進行可視化管理，使數據采集和管理更加便利。另外，基于GIS技術的用水信息采集系統具有良好的空間性、動態性特點，能夠更好地對用水信息進行采集、處理和輸出，從而實現水資源的多要素、綜合性以及動態預測等管理，其數據結果具有較高的準確性，能夠提供科學的參考數據[5]。

四、GIS技術在用水信息采集和管理方面的應用

GIS技術在用水信息采集和管理方面具有非常廣泛的應用。第一，能夠有效提供水文情報預報。通過利用GIS技術能夠有效實現用水空間信息查詢和分析的功能，通過借助電子地圖能夠實現水文情報預報。第二，實現水環境管理。利用GIS技術能夠確切顯示城市各個地區用水問題和水環境變化情況，從空間上對水的質量變化趨勢進行管理，通過對用水質量和環境進行檢測和分析，能夠有效實現水環境管理。利用GIS技術能夠實現數據管理和水質參數管理，便于相關部門快速定位污染源[6]。第三，GIS技術能實現防洪減災的功能。通過采用GIS技術能夠對災情評估，利用空間管理對洪澇災害風險進行等級劃分，有效實現城市防洪。第四，優化水土管理。通過利用GIS技術能夠有效對水土流失情況進行動態監測，對土壤侵蝕強度進行劃分，實現有效的數字建模。第五，對地下水水質進行評估。通過采用GIS技術能夠對城市地下水水質進行評估和預測，從而更加直觀生動地監測地下水質。第六，實現生態用水量管理。通過采用GIS技術能夠對水資源進行生態環境管理，有效建設生態用水計量模型[7]。

五、基于GIS技術對用水信息采集系統的相關建設方案

(一)GIS技術路線

基于GIS技術對用水信息采集系統的相關建設方案首先要對GIS技術路線進行設計，在開發GIS用水信息采集系統時要以水資源管理工作為前提，結合相關的法律法規和技術開發綜合性的用水信息采用系統，在建設相關用水信息采集系統時要嚴格按照全面的、科學的、安全的、超前的、可靠的原則進行設計和建設。第一，搭建以GIS技術為基礎的系統開發平臺。在建設用水信息采集系統時要根據城市用水的具體情況，構建水資源管理信息系統，采用NET平臺進行系統開發，通過利用 GIS對用水采集系統進行數據處理，其開發模式主要為客戶機/服務機結構對相關數據進行管理，在采用GIS技術時要充分利用GIS圖文一體化功能，實現可視化綜合管理。第二，搭建數據庫管理平臺。根據具體的城市用水數據以及對未來用水情況的預估，對所采集的用水信息和相關數據進行儲存，其數據庫采用SQL Server。第三，獲取相關的用水信息。通過構建以城市用水信息為基礎的地理信息平臺，結合大量的用水數據信息，對數據進行GPS定位、掃描、搭建數字化地圖，從而有效獲取用水信息[8]。

(二)基于GIS技術的用水信息采集系統構成

在設計用水信息采集系統的時候，要對相關系統構成進行整體規劃和處理。其中，基于GIS技術的用水信息采集系統構成主要包括三個方面：第一，用水信息數據庫管理系統，通過獲取城市用水信息，對用水數據和空間數據進行儲存、分類和管理；第二，系統平臺，基于GIS基本功能實現用水信息屬性與空間數據的查詢、統計、分析等；第三，應用系統，主要包括用水信息采集系統各模塊組成和相關功能。其中包括用水管理模塊、水資源管理模塊、用水計量模、用水保護模塊、節約用水模塊、用水情況匯總模塊以及用水情況評價管理及政策法規模塊。

六、用水信息采集系統各模塊組成和相關功能

(一)用水管理模塊和相關系統

用水管理模塊和相關系統主要是對取水單位進行管理，通過對取水單位的用水信息進行登記和錄入，能夠有效實現用水查詢等功能。在用水管理模塊中，通過對取水許可審批流程進行有效管理，搭建申請、受理、審查等一站式服務系統能夠有效提高用水管理效率，提高取水單位對用水的申請效率。在申請相關用水時根據系統提示，按照相關格式填報申請書，確定申請后等待審批即可。通過借助用水管理模塊和相關系統能夠便于申請人查詢申請進度，優化審批流程，實現高效用水管理。

(二)水資源管理模塊及其系統功能

水資源管理模塊及其系統功能主要是對用水產生的費用進行征收管理。在該模塊中，通過對自動識別用水管理模塊中申請的用水量，將相關信息自動轉入費用管理臺賬中，同時對用水用戶的用水量進行統計，并根據所統計的用水量進行費用計算，從而確定不同用戶的用水費用，系統在一定時間內根據所統計的用水費用將清單發送至用戶，并告知繳費，對未按時繳費用戶進行匯總，同時告知相關部門進行備案[9]。

(三)用水計量模塊及其管理功能

用水計量模塊及其管理功能具有良好的兼容性，能夠將原用的用戶取水量通過數據借口實時傳送到新的系統中，有利于對用戶的用戶的用水量進行計量，便于相關管理部門對用戶用水情況進行監測，同時便于對城市某一區域、某一時間段的用水情況進行匯總，并通過制作柱形圖等進行數據分析。

(四)用水保護模塊及相關內容

用水保護模塊及相關內容能夠實現對水資源的保護和管理。通過利用用水保護模塊能夠有效監測入河排污口的空間分布情況，從而有利于相關水資源保護部門對水資源的污染情況進行實時監控，提高城市用水保護效率。

(五)節約用水模塊及其設計

節約用水模塊及其設計能夠快速查閱當地計劃用水指標，包括居民用水、工業用水、農業用水等，通過節約用水模塊能夠對不同區域的用水情況進行分析，并有效實施相關的節水計劃，能夠對用水較為浪費、不合理的區域進行及時發現和整改，同時實現對歷史節水情況進行分析和統計的功能。

(六)用水情況匯總模塊和內容

用水情況匯總模塊主要是起到對城市用水情況的匯總和分析，對城市水資源用水情況進行分析，將月度、季度以及年度用水情況進行數據匯總，并生成相關的表格和圖表，便于相關部門分析城市年度用水情況。

(七)用水情況評價管理及政策法規模塊

用水情況評價管理及政策法規模塊主要由兩部分組成，用水評價管理和政策法規。用水情況評價模塊通過流城分區對用水進行管理，能夠實現對水資源空間分布信息查詢和管理，能夠提高對用水情況的評價效率。政策法規模塊根據國家和當地對用水的政策法規進行規范化管理，能夠實現有章可循，有法可依[10]。

七、結語

綜上所述，基于GIS技術對水資源管理系統進行更新和優化能有效實現對城市用水信息的管理和采集，其技術主要時借助地理信息系統實現對城市用水信息的空間數據整合。其中，基于GIS技術對用水信息采集系統進行建設時要重點從GIS技術路線出發，通過搭建以GIS技術為基礎的系統開發平臺、搭建數據庫管理平臺、獲取相關的用水信息實現用水信息采集系統設計。

在建設用水信息采集系統時主要包括水管理模塊、水資源管理模塊、用水計量模、用水保護模塊、節約用水模塊、用水情況匯總模塊以及用水情況評價管理及政策法規模塊七大模塊，通過優化和更新用水信息采集系統能夠提高水資源的利用率、有效改善地下水超采、水質惡化等生態問題，提高相關水資源管理部門對水資源的管理效率，實現資源可持續發展和利用。■