張靜 張慧麗

【摘要】水資源是人們賴以生存的一個(gè)必須的因素，因此如何對(duì)水資源進(jìn)行合理的配置使我們當(dāng)今應(yīng)該著重考慮的一個(gè)問(wèn)題，而這必然涉及到對(duì)于供水系統(tǒng)的監(jiān)控。本文將地理信息系統(tǒng)與供水監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)于日常生活中各個(gè)地區(qū)的供水量形成了一個(gè)全新的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)并進(jìn)行合理的操作，從而方便了供水工作的實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵字】GIS 整體設(shè)計(jì) 組態(tài)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)獲取 監(jiān)控

1.地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為GIS，是如今運(yùn)用在諸如地圖、野外考察、降雨統(tǒng)計(jì)等等領(lǐng)域的一種空間信息系統(tǒng)。它能夠通過(guò)遙感、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等等方式來(lái)獲得需要的地理信息，并組織成地理數(shù)據(jù)庫(kù)。其最大的優(yōu)點(diǎn)能夠簡(jiǎn)明易懂的顯示出一個(gè)地區(qū)的地理要素?cái)?shù)據(jù)，甚至能夠模擬出這個(gè)場(chǎng)景，并且自動(dòng)將數(shù)據(jù)整理排列，以便于人們對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、監(jiān)控和檢索。將這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用于遠(yuǎn)程供水監(jiān)控系統(tǒng)中無(wú)疑為我們進(jìn)行此類工作帶來(lái)了一個(gè)便捷的方式。

2.遠(yuǎn)程供水監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

在整個(gè)供水系統(tǒng)中，可以結(jié)合某個(gè)地區(qū)的供水加壓系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)該地區(qū)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。這樣就能實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)控不同的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)，并且實(shí)時(shí)接收來(lái)自遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行報(bào)告以及相關(guān)的數(shù)據(jù)或者通過(guò)進(jìn)行場(chǎng)景模擬獲取相應(yīng)的模擬值，經(jīng)由控制中心的計(jì)算和分析，從而做出合理的決策。

這個(gè)系統(tǒng)的整體是由遠(yuǎn)程站和中心控制站構(gòu)成的。這兩個(gè)部分相輔相成，發(fā)揮著各自的作用。我們使用力控監(jiān)控軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)出中心控制站的管理系統(tǒng)，用以太網(wǎng)將其與各個(gè)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，形成一個(gè)整體的VPN模式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)保證信息不會(huì)輕易泄露出去。系統(tǒng)整體的運(yùn)行過(guò)程應(yīng)先由現(xiàn)場(chǎng)傳感器開(kāi)始，它能夠自動(dòng)收集該地區(qū)有用的數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到中心的實(shí)行數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)GIS平臺(tái)通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并顯示出實(shí)時(shí)的地圖環(huán)境。以上過(guò)程可由圖（1）顯示。

圖（1） 供水監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.遠(yuǎn)程供水監(jiān)控系統(tǒng)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

出于對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次的考慮，用服務(wù)器軟件和客戶端軟件來(lái)構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)是必要的。而在數(shù)據(jù)傳遞的設(shè)計(jì)中，則要考慮到采集、儲(chǔ)存以及調(diào)用這三個(gè)步驟。通過(guò)軟件將各部分組合起來(lái)，讓它們能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的工作。這一關(guān)系可由圖（2）展現(xiàn)出來(lái)。在這個(gè)系統(tǒng)中，對(duì)于各泵房的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存是十分重要的，而這一步驟的設(shè)計(jì)可以使用工業(yè)組態(tài)軟件。我們可以將工業(yè)組態(tài)軟件儲(chǔ)存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并且收集到SQL Server 2000來(lái)完成我們對(duì)其的操作。

圖（2）

3.1 GIS數(shù)據(jù)的獲取

我們將收集到的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)通過(guò)分別存儲(chǔ)的方式來(lái)進(jìn)行這里，這樣在處理GIS數(shù)據(jù)時(shí)更加靈活。在這個(gè)供水系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取的空間數(shù)據(jù)及格過(guò)數(shù)字化后會(huì)變成Maplnfo文件格式保存在GIS專門(mén)用于儲(chǔ)存這類數(shù)據(jù)的文件目錄中，根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)形成一個(gè)圖形數(shù)據(jù)文件。并且在圖形中生成相對(duì)應(yīng)的供水標(biāo)識(shí)，這些標(biāo)識(shí)每個(gè)都是獨(dú)一無(wú)二的，只有這樣才能將各地區(qū)不同的供水?dāng)?shù)據(jù)分離出來(lái)而不會(huì)弄混。但是要注意的是在Maplnfo中是不儲(chǔ)存屬性數(shù)據(jù)的，屬性數(shù)據(jù)應(yīng)該是存在于外部的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，即SQL Server 2000 。這種數(shù)據(jù)庫(kù)的好處是容量大，檢索快，也能通過(guò)圖形與標(biāo)識(shí)相結(jié)合來(lái)顯示特定的數(shù)據(jù)。

在系統(tǒng)的運(yùn)行中，一個(gè)核心的問(wèn)題是如何對(duì)組態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與GIS監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)這兩個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)共享和轉(zhuǎn)變。在此處需要用到OPC技術(shù)和ODBC技術(shù)相結(jié)合的方式分別進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變備份。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)力控組件存儲(chǔ)后，經(jīng)由DB這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和RDBMS之間的實(shí)時(shí)連接，將兩者之間的數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)并整合，然后在數(shù)據(jù)鏈接中選擇適應(yīng)本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)輸入IP地址來(lái)查詢運(yùn)行遠(yuǎn)程系統(tǒng)。若有來(lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)就代表此時(shí)已經(jīng)成功連接，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)操作了。而在使用OPC程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)時(shí)，是在GIS監(jiān)控系統(tǒng)中安裝上OPC程序來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程讀取，整合及修改。

3.2 GIS的監(jiān)控

根據(jù)內(nèi)容我們可以將地理信息系統(tǒng)劃分成應(yīng)用型和工具型地理信息系統(tǒng)，這兩個(gè)各有自己所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。前者主要應(yīng)用在對(duì)于一個(gè)區(qū)域進(jìn)行綜合的地理信息只能夠或者是一個(gè)主題為入手點(diǎn)的地理信息的整合。而后者的主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，譬如輸入、儲(chǔ)存、整合等，也可以將其稱作GIS工具軟件包。

在這個(gè)供水系統(tǒng)中，由于主要涉及到區(qū)域各個(gè)數(shù)據(jù)的整合以及綜合，因此選擇一個(gè)合適的方式開(kāi)發(fā)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)至關(guān)重要。目前，主要能應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式有以下幾種：（1）獨(dú)立開(kāi)發(fā)，即開(kāi)發(fā)者自主研發(fā)能夠采集和處理數(shù)據(jù)的算法，整個(gè)過(guò)程不需要依靠CIS的工具軟件。（2）單純二次開(kāi)發(fā)，即利用GIS工具軟件來(lái)開(kāi)發(fā)。（3）集成二次開(kāi)發(fā)，即利用OLE/DDE技術(shù)或者GIS控件結(jié)合可視化開(kāi)發(fā)軟件，就能形成圖文結(jié)合的整體供水監(jiān)控系統(tǒng)。

但在 在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中，可以發(fā)現(xiàn)第一種和第二種方式對(duì)于技術(shù)要求過(guò)高，并且一些作用無(wú)法很好的體現(xiàn)，因此我們選擇第三種方式來(lái)作為本系統(tǒng)的GIS應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)保證我們能對(duì)該區(qū)域供水?dāng)?shù)據(jù)能夠有效地進(jìn)行管理，并且在圖形上顯現(xiàn)的更清晰直觀。從而有利于監(jiān)控人員根據(jù)數(shù)據(jù)的顯現(xiàn)及時(shí)判斷該區(qū)域的供水是否有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，如果有就及時(shí)的進(jìn)行維修工作。從而保證供水的有效運(yùn)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(jié)】本文通過(guò)對(duì)該供水系統(tǒng)的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，細(xì)節(jié)方面以及在所要方面的設(shè)計(jì)技術(shù)上提出了自己的看法，并進(jìn)行了詳細(xì)的闡數(shù)，在整個(gè)供水系統(tǒng)中最大亮點(diǎn)就是加入了地理信息系統(tǒng)，將各地區(qū)的拱水的實(shí)時(shí)信息通過(guò)圖文并茂的形式表現(xiàn)出來(lái)，這無(wú)疑減輕了從事這方面工作的工作人員的負(fù)擔(dān)，對(duì)各個(gè)地區(qū)的供水量進(jìn)行操作，從而降低了人工檢查的頻率和費(fèi)用，并且能通過(guò)圖像方式及時(shí)看出哪個(gè)地區(qū)可能出現(xiàn)供水問(wèn)題而進(jìn)行排查、修整，極大的方便了我們的工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曾慶波，孫華，周衛(wèi)宏.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005

[2]鄔倫.地理信息系統(tǒng)-原理、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社.2001

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