董婷婷

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

遼寧省水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)

董婷婷

（遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

詳細(xì)闡述了遼寧省開(kāi)展水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)工作。平臺(tái)以水利普查成果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以不同比例尺的水利專題地圖為底圖，以 Oracle為數(shù)據(jù)庫(kù)，利用 Silverlight、GIS、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、打印輸出、更新維護(hù)等功能，初步實(shí)現(xiàn)“四個(gè)一”目標(biāo)，為各級(jí)水行政主管部門(mén)提供了共享共用的數(shù)據(jù)成果。

水利普查；數(shù)據(jù)成果；應(yīng)用平臺(tái)；遼寧省

為貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，全面摸清水利發(fā)展現(xiàn)狀，提高水利服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)，根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于開(kāi)展第一次全國(guó)水利普查的通知》（國(guó)發(fā)［2010］4號(hào)）的文件精神，遼寧省于2010～2012年開(kāi)展了第一次全國(guó)水利普查。普查成果涵蓋了河湖基本情況、河湖開(kāi)發(fā)治理、水利工程、水土保持、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、灌區(qū)、地下水和行業(yè)能力 8個(gè)專項(xiàng)，共計(jì) 36類涉水對(duì)象，241張調(diào)查表，約 800萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)。普查成果呈現(xiàn)出類型多樣、關(guān)聯(lián)復(fù)雜、數(shù)據(jù)海量等特點(diǎn)。

如何將這些普查成果“管起來(lái)、用起來(lái)、活起來(lái)”，成為普查結(jié)束之后面臨的首要問(wèn)題。2013年初，國(guó)務(wù)院水利普查辦公室下發(fā)了《關(guān)于印發(fā) ＜第一次全國(guó)水利普查 2013年工作安排＞的通知》（國(guó)水普辦［2013］7號(hào)），通知中明確要求各地:開(kāi)展普查成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用，編制設(shè)計(jì)方案和工作方案，組織相關(guān)單位共同實(shí)施，建設(shè)普查成果查詢及服務(wù)系統(tǒng)。

在此背景下，遼寧省開(kāi)展了水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)工作。平臺(tái)的建設(shè)順應(yīng)了當(dāng)前水利信息化的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)整合各類水利普查成果，并充分挖掘數(shù)據(jù)潛能，極大地發(fā)揮水利普查效益，推動(dòng)普查成果的廣泛應(yīng)用，提高水行政管理部門(mén)的效率與決策水平，為此，結(jié)合省水利行業(yè)的實(shí)際需求，以水利普查成果為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的技術(shù)手段為依托，開(kāi)展水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)具有重要意義。

1 建設(shè)原則與依據(jù)

以國(guó)家法律、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)文件精神為依據(jù)，密切結(jié)合我省水利工作的自身特點(diǎn)以及今后水利信息化發(fā)展的需要，以“集約、實(shí)用、高效、創(chuàng)新”為方針，堅(jiān)持“緊密結(jié)合，相得益彰；統(tǒng)一管理，安全共享；需求主導(dǎo)，急用先建；以人為本，先進(jìn)高效”的原則。

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 水利專題地圖

水利專題地圖是根據(jù)水利專業(yè)的需要，突出反映一種或幾種主題要素的地圖。其中作為主題的要素表示的很詳細(xì)，其他的要素則圍繞表達(dá)主題需要，作為地理基礎(chǔ)概略表示。根據(jù)專題地圖的制作要求，水利專題地圖應(yīng)包括:上圖要素、比例尺、圖例、投影信息 4部分內(nèi)容。

上圖要素:分為兩類，一類是水利專題圖層，具體包括:河流、湖泊、水庫(kù)、水電站、灌區(qū)及渠道、水閘、橡膠壩、泵站、堤防、農(nóng)村供水工程、地表水水源地、取水口、排污口、水利單位、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)、規(guī)模以上用水戶、公共供水企業(yè)、水井等；另一類是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖層，主要包括省、市、縣、鄉(xiāng)政府駐地及自然村、國(guó)界、省界、市界、縣界、國(guó)道、省道、鐵路、高速、縣道等。

比例尺:根據(jù)水利主管部門(mén)在業(yè)務(wù)中的實(shí)際需要，同時(shí)結(jié)合普查數(shù)據(jù)的具體情況，制作多種不同比例尺的水利專題地圖，主要有1∶400萬(wàn)、1∶200萬(wàn)、1∶100萬(wàn)、1∶50萬(wàn)、1∶25萬(wàn)、1∶12.5萬(wàn)、1∶6.5萬(wàn)、1∶3萬(wàn)、1∶1.5萬(wàn)、1∶7500、1∶3750和1∶2000 共12個(gè)級(jí)別。

圖例:參考《公共地理信息通用地圖符號(hào)》（GB/T24354-2009）。

投影信息:采用墨卡托投影，WGS_1984地理坐標(biāo)系。

為了滿足多級(jí)比例尺地圖專題配置與制圖的需要，通過(guò)對(duì)各類矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、要素分類、分級(jí)、分區(qū)、概化、統(tǒng)計(jì)、坐標(biāo)統(tǒng)一等處理，實(shí)現(xiàn)以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)各類要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行多專題、多級(jí)比例尺的地圖分層表達(dá)。

2.2 水利綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

以“第一次全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)處理上報(bào)系統(tǒng)（省級(jí)）”導(dǎo)出的水利普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)（Excel格式），采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)ArcSDE服務(wù)器把所有空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中和無(wú)縫管理。水利綜合數(shù)據(jù)庫(kù)包括普查成果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)3部分內(nèi)容。

普查成果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括:水系及水文站網(wǎng)、水利工程、水資源、農(nóng)業(yè)灌溉、水土保持和水利單位信息。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括:水系、湖泊、流域、水資源三級(jí)區(qū)、水庫(kù)、堤防、水閘、泵站等水利專題空間數(shù)據(jù)；行政區(qū)、道路等基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)。

元數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)說(shuō)明其元素或?qū)傩?、或其結(jié)構(gòu)、或其相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.3 水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)

水利普查數(shù)據(jù)成果開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)是水利普查成果與信息化技術(shù)有機(jī)融合的重要成果，平臺(tái)以水利普查成果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以不同比例尺的水利專題地圖為底圖，以O(shè)racle為數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Silverlight、GIS、云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、二三維聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)更新維護(hù)、打印輸出等功能，初步實(shí)現(xiàn)“四個(gè)一”目標(biāo)，為各級(jí)水行政主管部門(mén)提供共享共用的數(shù)據(jù)成果。

3 關(guān)鍵技術(shù)

Silverlight技術(shù)是微軟公司推出的新一代RIA技術(shù)，它是一種跨瀏覽器、跨平臺(tái)的.NET Framework的實(shí)現(xiàn)，能夠開(kāi)發(fā)出具有專業(yè)圖形、音頻和視頻等多媒體的Web應(yīng)用程序。它使用.NET平臺(tái)的精簡(jiǎn)運(yùn)行時(shí)環(huán)境CoreCLR，無(wú)須依賴客戶端的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)具有良好的后臺(tái)語(yǔ)言框架支持來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的客戶端計(jì)算能力、支持多線程，并繼承了WPF豐富的樣式、控件、特效與動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)了對(duì)瀏覽器的適應(yīng)性，更安全的沙箱模式。Silverlight原生支持 MVVM模式，將 UI設(shè)計(jì)和后臺(tái)邏輯分開(kāi)獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，降低程序耦合性，提高可維護(hù)性和可重用性。

地圖緩存技術(shù)又稱瓦片技術(shù)，作為 GIS技術(shù)的一種，基于預(yù)生成技術(shù)把地圖切片預(yù)生成圖片保存到計(jì)算機(jī)硬盤(pán)里，通過(guò)檢索返回緩存圖片的方式完成用戶的地圖請(qǐng)求，從而提高系統(tǒng)效率，達(dá)到降低服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提升地圖瀏覽速度的效果。地圖緩存技術(shù)分為融合緩存、多圖層緩存、以及按需緩存。

云計(jì)算技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云計(jì)算是通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，是分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡、熱備份冗余等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，具有超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)、極其廉價(jià)等特點(diǎn)。

4 系統(tǒng)框架

平臺(tái)采用了多層體系架構(gòu)，邏輯結(jié)構(gòu)清晰，便于功能的擴(kuò)展。以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全體系作為基礎(chǔ)支撐，由基礎(chǔ)環(huán)境層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)軟件層、應(yīng)用支撐層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層5個(gè)層次構(gòu)成。

5 系統(tǒng)功能

綜合考慮各類水利普查數(shù)據(jù)成果，并結(jié)合水行政主管部門(mén)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)主要功能包括:導(dǎo)航、查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)分析、二三維聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)更新維護(hù)、打印輸出等。

圖1 系統(tǒng)總體框架圖

導(dǎo)航功能:提供了用戶進(jìn)入系統(tǒng)的途徑，根據(jù)實(shí)際需求，系統(tǒng)設(shè)置了兩類導(dǎo)航途徑，分別是:按專項(xiàng)導(dǎo)航和按行政區(qū)劃導(dǎo)航。

查詢功能:為了使不同層次的用戶都能方便、快速、準(zhǔn)確地查詢到所需要的內(nèi)容，系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需求，提供了快捷查詢和高級(jí)查詢兩種查詢方式，其中快捷查詢包括:搜索查詢和簡(jiǎn)單組合式查詢；高級(jí)查詢包括:快速定位、多條件組合查詢和自定義查詢。

顯示功能:當(dāng)用戶查詢到所需要的內(nèi)容后，系統(tǒng)需要借助顯示功能將查詢結(jié)果恰到好處地呈現(xiàn)給用戶。系統(tǒng)提供了4種顯示方式，分別是統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表、匯總表和地圖。通過(guò)這 4種形式將普查成果的表現(xiàn)形式“圖”和“表”進(jìn)行了詮釋，針對(duì)“圖”實(shí)現(xiàn)了要素在空間上的落地，針對(duì)“表”采取了溯源的方式實(shí)現(xiàn)了表的逐級(jí)統(tǒng)計(jì)與匯總，最終實(shí)現(xiàn)了圖表互動(dòng)統(tǒng)一。

統(tǒng)計(jì)分析功能:為了滿足各類用戶對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析需要，系統(tǒng)提供了統(tǒng)計(jì)分析功能，它利用各種數(shù)學(xué)算法，對(duì)普查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要的數(shù)學(xué)算法包括:求和、最大值、最小值、計(jì)數(shù)、平均值等。

二三維聯(lián)動(dòng)功能:二維場(chǎng)景由于儲(chǔ)存內(nèi)容相對(duì)較少，可以實(shí)現(xiàn)較快的漫游功能。在現(xiàn)實(shí)中，水利要素空間分布多與地形地貌密切相關(guān)，在三維場(chǎng)景中水利要素可以更加逼真地顯示，為此，融合二三維場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)提供二三維聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)了同一要素，在二維和三維場(chǎng)景中同時(shí)顯示的功能。即在二維場(chǎng)景中查詢信息時(shí)，三維場(chǎng)景會(huì)立刻將視點(diǎn)切換至二維場(chǎng)景上對(duì)應(yīng)的區(qū)域，相應(yīng)地點(diǎn)擊三維場(chǎng)景上的某一位置，二維場(chǎng)景的內(nèi)容也隨之發(fā)生變化。

數(shù)據(jù)更新維護(hù)功能:為了滿足數(shù)據(jù)更新的實(shí)際需求，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)維護(hù)功能。按照每年一次或者每半年一次的頻率實(shí)施數(shù)據(jù)更新。主要包括:數(shù)據(jù)記錄的增加、刪除、修改、審核、保存、入庫(kù)等，通過(guò)“一鍵式”操作，完成一次數(shù)據(jù)的更新維護(hù)工作。

打印輸出功能:為使此系統(tǒng)更好地服務(wù)于各類水利用戶，系統(tǒng)設(shè)置了打印輸出功能。用戶可以將已查詢到的結(jié)果以“圖”或“表”的形式保存在本機(jī)上，與辦公自動(dòng)化軟件對(duì)接，便于將普查數(shù)據(jù)進(jìn)行二次應(yīng)用。

6 結(jié)語(yǔ)

該平臺(tái)于2012年底開(kāi)發(fā)完成，于 2013年11月順利通過(guò)驗(yàn)收，之后部 署于水利廳內(nèi)網(wǎng)，運(yùn)行效果良好。它的建設(shè)與運(yùn)行有力促進(jìn)了水利普查成果的共享與應(yīng)用，充分發(fā)揮了普查成果在政府宏觀決策、抗旱防汛、水資源調(diào)度、水利工程管理、農(nóng)村水利、水土保持、水利工程移民管理、引調(diào)水工程、水利辦公自動(dòng)化等方面的服務(wù)作用，促進(jìn)了普查成果更加深入廣泛的應(yīng)用。

通過(guò)與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)水利信息資源的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，促使形成行政管理綜合決策共享數(shù)據(jù)體系，為信息的深度挖掘和進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，提高水行政管理的高效性和科學(xué)性。

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TV211.1；TP392

：B

：1008-1305（2015）05-0008-03

DO I：10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.003

董婷婷（1980年—），女，高級(jí)工程師，博士研究生。