小浪底西霞院水库库区地图信息系统研究

赵韦琛 张新建 魏艳萍

摘要：本文介绍了以小浪底、西霞院水库库区建设管理图件、图册为基础数据，以GIS为系统开发平台，建立“基于小浪底、西霞院水库库区地图信息系统”的设计技术要点和系统的功能组成，提出在开发“基于小浪底、西霞院水库库区地图信息系统”的一些思路、方法和应用架构，并就系统设计原则提出了相应要求。

关键词：地图信息系统 图件 图册 GIS 应用架构

中图分类号： P208 文献标识码： A

1引言

随着水利信息化建设和地理信息系统（GIS）的发展，水利建设过程中产生的传统硬介质图件、图册保存使用不便的缺点逐渐暴露出来,在许多水利部门却依然存在大量历史纸图,这些图件、图册数量大、种类多、精度低、现势性差、更新速度慢。

水库建设管理图件、图册包括水库规划图、施工图、水库基础设施配套图及批准的设计变更图件、图册原件。完整的、真实的水库工程图件、图册资料是水库工程实体质量的见证，是水库基础设施管理、使用、改建和扩建的依据，是水库建设档案的重要组成部分。过去对于水库建设过程中所产生的图件、图册资料管理一般采用手工编制与归档整理方式，手段落后，更新困难，查阅非常不便，不能满足水库设施高频率、快节奏的建设需要。为加强水库工程资料数字化和规范化管理，提高水库工程管理水平，设计和建立基于GIS的水库库区图件、图册管理信息系统势在必行。

本研究从水库管理单位的实际要求出发,利用数据库、GIS、网络等先进的技术手段，将和水库有关的各种图件、图册进行扫描，形成图像文件，并对图像文件进行合理的分类组织。开发设计的图件、图册管理信息系统,能有效解决了图件、图册的存储、管理和应用等诸多问题。

2系统研究现状及任务

地图信息系统是一种研究系统，目前还处于探索阶段。国内不同行业的地图信息系统因目标使用对象不同而研究方向不同，地图信息压缩存储查询方法及地图模型也不尽相同。

本研究项目任务是针对小浪底、西霞院库区不同时期、不同专题、不同类别的地图使用情况，研究水利工程地图信息的获取、传递、转换、贮存和分析利用，测定水利工程地图信息量的方法，研究地图信息转换和贮存管理方法，开发各种分析计算、综合对比、评价软件等，建立多种地图模型，应用和发展各种分析评价方法，以及开发相应的软件管理系统。

3系统建设主要工作

1、地图分类统计

对各时期、各类型的地图分门别类进行详细统计，建立地图分类统计图表。

2、地图扫描矢量化

对纸质地图用工程专用扫描仪扫描并矢量化，建立栅格地图。

3、地图拼接

确定地图坐标基准，对地图进行坐标系统校正，建立各类地图要素间拼接关系，对不同专题地图的相同要素进行拼接。

4、地图叠加

建立各类地图的不同要素间的叠加，尤其是对不同的专题地图进行叠加分析。

5、建立地图数据库

建立符合地理信息系统国家标准的具有动态属性的“小浪底、西霞院水库库区地图数据库”。

在“小浪底、西霞院水库库区地图数据库”基础上设计并开发“小浪底、西霞院水库库区地图信息系统”，系统包括水库地形地貌图模块、行政区域图模块、重要建筑物图模块、滑坡塌岸图模块等。

4系统建设目标

“小浪底、西霞院水库库区地图图件、图册管理信息系统”开发的目标主要有以下四个方面。

4.1统一规范管理

对小浪底、西霞院水库建设管理局在日常工作及科研工作中产生的库区各类地图图件、图册进行统一、规范的管理。从而使小浪底、西霞院水库建设管理局工作人员在其日常工作或科研工作中快捷、方便地检索、查阅所需地图图件、图册。并对最新产生的图件、图册快速入库更新，使决策人员能够以最快的速度了解水库库区地形地貌的变化、滑坡塌陷区域最新情况等。

4.2多媒体动态演示

将库区管理现状专题图、库区专项设施专题图、视频文件（AVI）、移民安置规划专题图等多种数据利用多媒体制作工具制作成多媒体演示汇报系统，声、像、图、文生动具体。同时提供提供自动播放功能，提供人工控制播放功能：播放，停止，跳转等。为工程设计的评审会或专题汇报会议提供现代化的专业素材，并能向领导实时动态演示。

4.3快速辅助决策

本系统还有一个非常重要的目的就是对突发地质灾害（比如滑坡、塌陷等）的快速辅助决策功能，系统可以展示事故发生点周边地形地貌环境情况来辅助决策，并生成地质灾害区域的最新地图，在紧急事故发生后记录并展示事故地点和事故的详细信息，并能对地质灾害的发生情况进行统计分析。

4.4辅助规划功能

辅助规划是在建立水库库区图件、图册管理信息系统的另一目的，通过实现对水库基础地图数据、专业地图数据和属性数据的管理和共享的同时，使专业图形数据与地形图数据结合，从而为规划设计提供较为贴近现状的图形数据和现状属性数据，并与水库相关数据库建立数据接口，获取地面工程动态数据。使地图图件、图册管理信息系统在规划设计得到应用推广，实现库区工程电子化资料快速更新，提高规划设计准确率，实现规划图纸的电子存档。

5用户情况及采用的软硬件

系统的使用人员是小浪底、西霞院水库建设管理局的领导、科研人员、工作人员及与水库建设管理局工作有联系的其他人员或领导。系统的使用人员一般应能较熟练操作计算机，使用浏览器。

系统的维护人员是小浪底、西霞院水库建设管理局的专业技术人员。系统的维护人员应能熟练操作计算机，并对计算机信息系统有一定的了解，熟悉GIS数据库操作。

系统开发使用的软件主要有：Oracle、ArcGIS server 、ArcGIS配套软件等。

数据处理使用的硬件主要有：数据库服务器、图形工作站、大幅扫描仪、打印机、计算机等。

6系统主要功能及实现

依据《小浪底、西霞院水库库区地图信息系统研究》的要求，“小浪底、西霞院水库库区地图图件、图册管理信息系统”应具有“地图上传功能”、“地图检索功能”、“地图浏览功能”、“地图下载功能” 、“地图编辑功能”、“地图叠加功能”、“地图统计分析功能”、“地图输出打印功能”、“地图的放大、缩小、鹰眼、区域选择、移动、目标检索、图层上移、图层下移功能”和“系统管理功能”等基本功能。

系统功能可以采用B/S体系结构和C/S体系结构相结合的方式实现。

7系统建设步骤

共分为四步：

（1）设计并建立“小浪底、西霞院水库库区地图图件、图册管理数据库”；

（2）在“小浪底、西霞院水库库区地图图件、图册管理数据库” 基础上设计并开发“小浪底、西霞院水库库区地图图件、图册管理信息系统”。

（3）对所有未数字化的图件图册进行图像扫描，并对扫描后的图件分门别类，建立起合理的组织结构，在小浪底、西霞院水库建设管理局对地图进行分类整理的基础上，协助小浪底、西霞院水库建设管理局进行相关地图入库的工作。

（4）最后对小浪底、西霞院水库建设管理局指定人员进行“小浪底、西霞院水库地图图件、图册管理信息系统”的维护及应用培训。

8系统应用架构设计

（1）客户层：包括3级用户（一般用户、管理用户、核心用户）。

（2）应用层：在ARCGIS平台上进行的图件、图册相关的二次开发。

（3）数据层：通过空间数据引擎ARCSDE与数据库相连。

9结束语

本文介绍了水库库区地图信息系统,以及该系统的具体实现方法. 水库的科学管理对水库的安全和效益的发挥至关重要,开发这个系统,节省了水库管理中需消耗的大量的人力、物力、财力,实现了水库管理的信息化。该系统的不断完善和应用，将大大提高了工作效率，为水库日常管理工作提供了统一的模式和规范化的操作流程，实现了水库管理信息化规划设计的现代化。

参考文献:

[1]朱长富；基于3S的水库淹没处理信息系统的开发与应用，人民珠江，2005年S1期。

[2]陈雪冬,杨武年；水库移民GIS辅助决策支持系统的设计和实现[J]；测绘科学；2004年03期。

[3]胡志刚；小浪底移民项目管理信息系统开发研究[J]；华北水利水电学院学报；1996年02期

[4]唐卫文；市政道路GIS数据模型设计与实现[D]，南京师范大学硕士论文；2007年；

作者简介：赵韦琛，男，1983年11月出生，河南郑州人。本科学历，现供职于黄河水文勘察测绘局，主要研究方向工程测量、GIS、3S技术等。