呂 欣，鄧 娟，時(shí) 青

（青島市水文局，山東 青島266071）

1 水文站網(wǎng)管理現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著水利水文行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的加快，新建、改造了一大批水文站點(diǎn)，站網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。為把水文數(shù)據(jù)在地圖上直觀醒目的集中顯示出來(lái)，以便于水文站網(wǎng)的日常管理和維護(hù)，同時(shí)為規(guī)劃建設(shè)新測(cè)站提供參考。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2018 年，全省各類水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)近1 萬(wàn)處，青島市800 余處，基本形成了布局較為合理、功能較為完備的水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系，實(shí)現(xiàn)了水文監(jiān)測(cè)工作在較大河流、水庫(kù)、部分中小河流的全覆蓋。為了能夠更直觀地了解水文站網(wǎng)的空間分布和站點(diǎn)信息，及時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備故障、更新維護(hù)站點(diǎn)信息，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)匯總分析進(jìn)行站網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整，對(duì)水文站網(wǎng)信息系統(tǒng)的可視化研究具有重要意義。

近年來(lái)隨著WebGIS 技術(shù)普及和互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面的迅速擴(kuò)大，水利水文行業(yè)也進(jìn)行了不斷探索，研發(fā)了一些行業(yè)應(yīng)用程序，GIS 技術(shù)在水利水文行業(yè)得到推廣。然而，大部分應(yīng)用均為從宏觀上進(jìn)行海量水文數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、分析、處理和顯示，從而為水文水資源規(guī)劃管理、水資源保護(hù)、水文地質(zhì)調(diào)查、水文模型構(gòu)建和防洪減災(zāi)等提供高效準(zhǔn)確的決策依據(jù)和技術(shù)支持，較少有單獨(dú)從微觀方面為加強(qiáng)水文站網(wǎng)管理而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的報(bào)道。針對(duì)這一情況，開(kāi)發(fā)了基于WebGIS 技術(shù)的青島市水文站網(wǎng)可視化管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的青島市水文站網(wǎng)管理系統(tǒng)采用WebGIS 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全市水文站網(wǎng)的綜合管理，不僅能輸入、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)管理各類站點(diǎn)基礎(chǔ)信息，還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障自動(dòng)報(bào)警、設(shè)備報(bào)修及反饋等功能，以協(xié)助水文站網(wǎng)管理人員提高效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)便于根據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表對(duì)站網(wǎng)及設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1）安全可靠原則。系統(tǒng)建成后，系統(tǒng)管理員需要對(duì)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常性備份。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，要防止網(wǎng)絡(luò)攻擊、非法侵入和病毒等，要做好防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器安全管理。

2）簡(jiǎn)單實(shí)用原則。系統(tǒng)主界面應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，功能清晰，操作簡(jiǎn)單、易于上手，即使是非專業(yè)人員也可以輕松獲取所需求的信息。后臺(tái)管理軟件應(yīng)緊密結(jié)合水文站網(wǎng)管理工作實(shí)際需要，符合站網(wǎng)管理業(yè)務(wù)流程，能夠快速滿足日常站點(diǎn)管理的需要，軟件功能應(yīng)全面，流程簡(jiǎn)潔，數(shù)據(jù)輸入、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)、輸出方便快捷，具有統(tǒng)計(jì)分析和異常自動(dòng)報(bào)警功能，切實(shí)提高工作效率。

3）先進(jìn)可擴(kuò)展原則。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)嚴(yán)格按照水利水文行業(yè)規(guī)范，各功能模塊采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性，采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)工作需要，可以進(jìn)一步優(yōu)化原有功能，增加或刪除功能模塊。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1）地圖的基本操作功能。加載能夠顯示到村莊、道路的分辨率較高的矢量地圖，系統(tǒng)用戶可以在地圖上自由拖動(dòng)查看以圖形形式顯示的各類空間信息；可以控制圖層的顯示與切換。能夠用鼠標(biāo)滾輪或點(diǎn)擊放大縮小按鈕控制地圖顯示級(jí)數(shù)；點(diǎn)擊還原按鈕可切換至初始顯示畫面；隨著鼠標(biāo)移動(dòng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前鼠標(biāo)位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)，也可通過(guò)輸入坐標(biāo)將光標(biāo)定位到某一具體位置。

2）測(cè)站信息展示功能。通過(guò)控制圖層，實(shí)現(xiàn)水文站、雨量站、水位站、海水入侵站、蒸發(fā)站、土壤墑情站、地下水站、水準(zhǔn)點(diǎn)等在地圖上的位置分布顯示，可以單獨(dú)顯示一類也可以顯示多類站點(diǎn)，不同類型的站點(diǎn)用不同符號(hào)疊加顯示。點(diǎn)擊站點(diǎn)名稱會(huì)根據(jù)站點(diǎn)類型彈出對(duì)話框，顯示該站點(diǎn)的詳細(xì)信息。

3）測(cè)站查詢定位功能。設(shè)置搜索模塊，提供站點(diǎn)名稱、鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱與測(cè)站類型組合查詢方式，可以靈活選擇單一查詢條件或復(fù)合查詢條件。選擇站點(diǎn)名稱查詢方式，輸入已知站點(diǎn)名稱，光標(biāo)在地圖上自動(dòng)切換到站點(diǎn)位置。也可以通過(guò)鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱、測(cè)站類型組合查詢?cè)诘貓D上快速顯示某個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)的某種類型的水文測(cè)站。

4）測(cè)站信息編輯功能。在后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠批量導(dǎo)入預(yù)處理好數(shù)據(jù)格式的測(cè)站信息表及有關(guān)曲線、圖片、音視頻附件等；能夠人工錄入單個(gè)站點(diǎn)信息，上傳測(cè)站照片、音視頻等附件。在后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)有站點(diǎn)信息編輯修改；根據(jù)用戶級(jí)別在地圖點(diǎn)擊單個(gè)站點(diǎn)后彈出對(duì)話框也設(shè)置“編輯”按鈕鏈接。

5）測(cè)站故障自動(dòng)分析功能。根據(jù)每類測(cè)站、設(shè)備報(bào)送數(shù)據(jù)的時(shí)間頻率不同，設(shè)置不同的時(shí)間間隔，通過(guò)定時(shí)調(diào)取水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等，比對(duì)數(shù)據(jù)通暢率和正確率，自動(dòng)分析測(cè)站設(shè)備是否存在故障，并及時(shí)報(bào)警、通知系統(tǒng)管理員和具體負(fù)責(zé)人員前往處理，維修后上傳維護(hù)記錄、手動(dòng)解除警報(bào)，或者在設(shè)備修好后下一次定時(shí)自檢時(shí)自動(dòng)解除警報(bào)，實(shí)現(xiàn)水文站網(wǎng)設(shè)備智能化巡檢。

6）統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能。管理員可以根據(jù)需要對(duì)測(cè)站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并生成專業(yè)報(bào)表，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)站網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，設(shè)置新的儀器設(shè)備維護(hù)周期參數(shù)等。

7）多用戶分級(jí)管理功能。本系統(tǒng)主要的用戶為市局業(yè)務(wù)處室、分局業(yè)務(wù)科室、鄉(xiāng)鎮(zhèn)水文中心管理員，根據(jù)職責(zé)分工不同分配不同級(jí)別的賬號(hào)，設(shè)置為系統(tǒng)管理員、管理員、一般用戶，不同級(jí)別用戶擁有不同的訪問(wèn)權(quán)限，管理員只能修改相應(yīng)轄區(qū)內(nèi)站點(diǎn)信息、上報(bào)故障、維保信息等，一般用戶只能訪問(wèn)、不能修改。

2.4 系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)

系統(tǒng)邏輯上由四層架組成分述如下：

1）基礎(chǔ)層：該層為系統(tǒng)運(yùn)行的服務(wù)器及有關(guān)軟件和路由器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2）數(shù)據(jù)層：該層為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務(wù)支撐的各種數(shù)據(jù)資源，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)等。將全部應(yīng)用數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)層，便于數(shù)據(jù)管理、信息共享，降低了數(shù)據(jù)冗余度，提高了效率。

3）應(yīng)用層：該層是整個(gè)系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)處理模塊的集合，它包含了各項(xiàng)測(cè)站管理業(yè)務(wù)的具體應(yīng)用，如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、站點(diǎn)管理、系統(tǒng)管理、設(shè)備故障自檢、水文圖表維護(hù)等，每個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立，便于擴(kuò)展調(diào)整功能，協(xié)同形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

4） 展 示 層：該 層 采 用HTML、CSS、C#、JavaScript、Flex、Photoshop 等技術(shù)設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)潔直觀、操作簡(jiǎn)單、易于上手的界面，滿足各級(jí)用戶的需要。主要為登錄界面、系統(tǒng)主界面、查詢統(tǒng)計(jì)界面、后臺(tái)管理界面等。

3 結(jié) 語(yǔ)

系統(tǒng)建成后，基本實(shí)現(xiàn)了站網(wǎng)自動(dòng)化管理，市局和各分局站網(wǎng)管理人員通過(guò)任何連接互聯(lián)網(wǎng)的臺(tái)式機(jī)或移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地登錄系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。能夠克服水文站網(wǎng)點(diǎn)多、面廣、數(shù)據(jù)量大的困難，依托WebGIS 平臺(tái)直觀地查看各類站點(diǎn)分布、查詢站點(diǎn)基本信息和設(shè)備運(yùn)行狀況、上傳維護(hù)站點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全市水文測(cè)站的可視化管理；依托設(shè)備自動(dòng)巡檢、報(bào)警和人工報(bào)修功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，跟蹤設(shè)備維護(hù)情況；依托統(tǒng)計(jì)分析功能，根據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，針對(duì)不同的站點(diǎn)和設(shè)備采取不同的預(yù)防維護(hù)措施，對(duì)站網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保測(cè)站設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。