田朝鳳

淺析GIS技術(shù)在淮河河道現(xiàn)代化管理中的應(yīng)用

田朝鳳

一、引言

淮河流域位于黃河、長(zhǎng)江之間，干流全長(zhǎng)1000km，流域總面積18.7萬(wàn)km2，其中安徽省境內(nèi)為6.69萬(wàn)km2。安徽省淮河河道管理局隸屬于安徽省水利廳，負(fù)責(zé)安徽省境內(nèi)淮河干流河道的統(tǒng)一管理工作，具體擔(dān)負(fù)淮河干流上的堤防、涵閘等工程管理和防汛、歲修任務(wù)，河道保護(hù)以及岸線、河口等的管理。河道長(zhǎng)、水利工程建設(shè)多，需要管理的信息量大，監(jiān)控范圍廣，為了更好地進(jìn)行水利管理，及時(shí)準(zhǔn)確地做出決策，實(shí)現(xiàn)水利的現(xiàn)代化管理勢(shì)在必行。

河道監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，是在整理分析現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等多方面技術(shù)，將基礎(chǔ)信息的管理、區(qū)域水資源規(guī)劃、值模擬、圖形顯示等融為一體，實(shí)現(xiàn)基本信息查詢、水利工程的監(jiān)測(cè)與管理、防汛調(diào)度等功能，為水利的科學(xué)管理、合理配置等提供技術(shù)支持服務(wù)。

二、基于GIS的河道監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)

1.GIS是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶組成的，通過(guò)利用數(shù)據(jù)的空間屬性，實(shí)現(xiàn)了圖形與數(shù)據(jù)的結(jié)合。它通過(guò)可視化平臺(tái)多維地顯示數(shù)據(jù)，揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和隱藏在數(shù)據(jù)背后的信息。水利信息量大繁雜，既有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又有歷史數(shù)據(jù)；既有環(huán)境數(shù)據(jù)，又有經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)；既有矢量數(shù)據(jù)，又有柵格數(shù)據(jù)，這些信息中80%以上與空間信息相關(guān)。

2.該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)建立一個(gè)基于GIS、動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)和模擬軟件技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，以系統(tǒng)界面和網(wǎng)頁(yè)的形式向用戶提供關(guān)于區(qū)域內(nèi)水資源、水利工程的所有詳細(xì)內(nèi)容。用戶除了可以在系統(tǒng)界面內(nèi)瀏覽傳統(tǒng)意義上的規(guī)劃文字信息和圖片信息外,最重要的功能就是利用GIS在客戶端實(shí)現(xiàn)智能化、遠(yuǎn)程化的查詢檢索。

①架設(shè)基于Internet的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)淮河流域各類水利工程的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和區(qū)域的一體化管理。

②建設(shè)實(shí)時(shí)管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，利用現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)與各級(jí)水文站的遙測(cè)數(shù)據(jù)、水庫(kù)的實(shí)時(shí)庫(kù)容和水位數(shù)據(jù)相連，在信息中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、匯總、整編和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

③構(gòu)建智能決策支持平臺(tái)，基于歷史信息數(shù)據(jù)庫(kù)，提取雨水情、河道水情、大壩庫(kù)容與水位數(shù)據(jù)，結(jié)合流域模型，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析、數(shù)值模擬、圖象顯示和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。

④構(gòu)筑高效的公眾信息發(fā)布平臺(tái)，通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)基礎(chǔ)地理、水文信息的高速可視化和水利管理工作動(dòng)態(tài)的網(wǎng)上發(fā)布與瀏覽。

⑤Oracl空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，主要功能是存儲(chǔ)和管理海量的地理信息數(shù)據(jù)。采用高性能的服務(wù)器和Oracle9數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶端的數(shù)據(jù)渲染和查詢請(qǐng)求，從數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索、存取海量數(shù)據(jù)。與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)直接連接，根據(jù)當(dāng)前客戶端和服務(wù)器的CPU使用情況，自動(dòng)分配計(jì)算任務(wù)，能大大降低整個(gè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器的依賴，有效提高系統(tǒng)整體性能。

3.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。該系統(tǒng)基于河道管理的需要并結(jié)合淮河水資源特點(diǎn)，主要由工程管理、河道管理、防汛調(diào)度、水資源管理、工程檢測(cè)、河床演變、GPS導(dǎo)航、河道三維、法律法規(guī)等部分組成，充分利用現(xiàn)有資源、信息、技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水資源、水利工程各類數(shù)據(jù)查詢、存儲(chǔ)、分析，水情模擬，地形地貌模擬，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等多種功能。

三、系統(tǒng)的功能與實(shí)現(xiàn)

1.視圖管理：安徽省淮河河道監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)提供了全景、放大、縮小、漫游等基本地圖操作，支持基礎(chǔ)圖層與其他流域和水利工程的專題要素的疊加顯示、地圖管理與圖層控制。同時(shí)，還提供了鷹眼功能，使用戶隨時(shí)了解當(dāng)前圖形縮放的區(qū)域在整個(gè)地圖中的位置。

2.信息查詢：本系統(tǒng)存儲(chǔ)了大量的水利信息，方便用戶查詢分析。信息查詢實(shí)現(xiàn)圖形和屬性的雙向查詢，可按矩形查詢和條件查詢，檢索所需信息。

3.工程管理：工程管理是基于對(duì)堤防、水閘、護(hù)坡、護(hù)岸、工程地質(zhì)等進(jìn)行屬性查詢、定位，導(dǎo)出等功能，可以方便地查詢各類水利工程及其相關(guān)信息，全面快捷。

4.河道管理：包括基本情況、涉河項(xiàng)目、采砂管理、岸線利用管理，沙堆場(chǎng)管理功能，可查看淮河干流、各類涉河項(xiàng)目如橋梁、碼頭等的信息，掌握采砂區(qū)、岸線規(guī)劃和沙場(chǎng)情況等信息，為有效、快捷地管理河道，打擊非法采砂等提供了幫助。

5.防汛調(diào)度：包含了防汛物資的查詢及物資調(diào)度，行蓄洪區(qū)運(yùn)用、水文信息查詢、雨情水情查詢等。結(jié)合科學(xué)的水淹模型，還可以進(jìn)行水淹模擬分析。通過(guò)系統(tǒng)可查看各代儲(chǔ)單位所屬堤防段所需要的防汛物資，行蓄洪區(qū)的基本情況、行洪堤防、行洪調(diào)度、歷史運(yùn)行等情況，以及各類水文信息。

6.水資源管理：包含了沿淮湖泊水情、蚌埠閘上游庫(kù)容、取排水口信息、水功能區(qū)劃分等，可通過(guò)選擇相應(yīng)的模塊，實(shí)現(xiàn)所需信息的查找定位。

7.工程監(jiān)測(cè)模塊：包括沉降觀測(cè)、采砂監(jiān)測(cè)、采砂船監(jiān)管、視屏監(jiān)控等，可對(duì)各閘體及其部位進(jìn)行沉降觀測(cè)，對(duì)采砂船只進(jìn)行采砂監(jiān)測(cè)，對(duì)采砂船只所處的河段及信息進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵水閘、水庫(kù)、河道水位等情況，更加清楚地掌握各地情況。

8.河床演變：包括河道斷面切割、河道沖淤分析、河道深泓線、河道重心線、等高線套繪等功能。更加方便、快捷地管理、計(jì)算各類工程數(shù)據(jù)，能更加清楚地了解、管理河道，預(yù)防險(xiǎn)情的發(fā)生，也為涉河項(xiàng)目的建設(shè)提供了有力的依據(jù)。

9.河道三維：包括虛擬現(xiàn)實(shí)、蓄洪模擬、加載三維地形、隱藏三維地形等功能,對(duì)河道的三維演示，讓人有身臨其境的感覺(jué)，對(duì)洪水的淹沒(méi)過(guò)程進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)展示，幫助更加準(zhǔn)確的處理險(xiǎn)情，進(jìn)行防汛調(diào)度。

目前，該系統(tǒng)大部分功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并投入使用，少數(shù)功能仍需在日后繼續(xù)完善，待功能完善后將為安徽省淮河流域的水利管理提供更為便捷的服務(wù)。

四、結(jié)論

水利管理涉及地域廣，處理信息量大，網(wǎng)上實(shí)時(shí)更新、監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和管理就顯得尤為重要，GIS在水利管理中的應(yīng)用符合了這一發(fā)展需求。安徽省淮河河道管理局利用監(jiān)控與管理系統(tǒng)將水文數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水利工程數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)集中到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供即時(shí)、雙向的數(shù)據(jù)操作,可以及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確地查詢流域信息及基礎(chǔ)資料信息，實(shí)現(xiàn)了圖形與屬性數(shù)據(jù)的空間查詢、分析和專題地圖制作等功能，并將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)與流域水文模型相結(jié)合,進(jìn)行場(chǎng)景分析和水文系統(tǒng)模擬,可動(dòng)態(tài)處理最新區(qū)域水資源信息,查詢各類水利工程、水文信息，使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和調(diào)度指揮等輔助決策的功能。

運(yùn)用該軟件有效地整合了當(dāng)?shù)氐乃Y源資料,減少了在收集、整理、查找過(guò)程中由于人為因素對(duì)資料造成的損壞,提高了管理者的工作效率，提高了查詢的精度，提高了分析、決策等工作的技術(shù)水平，使得管理更加科學(xué)化、直觀化。由于技術(shù)等各方面原因，目前系統(tǒng)尚有部分功能有待完善

安徽省淮河河道管理局 233000）