任皓晨

甘肅省科學院地質自然災害防治研究所 甘肅 蘭州 730000

《甘肅省暴雨洪水圖集》是首次對甘肅省長短歷時暴雨及中小流域雨洪水匯流規(guī)律進行全面系統(tǒng)分析研究，緊密結合我省自然地理氣候特性和工程設計的迫切需要研制出的一套全省性完整的暴雨洪水計算成果，為甘肅省不同地區(qū)提供了一套簡便有效的暴雨洪水計算方法，解決了我省短缺實測資料地區(qū)的中小流域設計洪水計算的迫切需要。由于其使用簡便，使用價值高，在地質災害防治、水利水電、防汛、水保、交通、城市建設及科研教學等部門有著廣泛的應用，對生產和推進水文科技進步將發(fā)揮重要作用[1]。

在當時計算機水平不發(fā)達、互聯(lián)網不普及的條件下，將復雜繁重的人工計算轉換為人工查圖表的方式以獲得相應的參數(shù)、然后輔以少量計算的方式來推求設計洪水，是一種十分簡便高的效方法，在當時及后來一段時期內發(fā)揮了十分重要的作用。但隨著計算機和互聯(lián)網的突飛猛進的發(fā)展，這種在當時簡便有效的人工查圖表方法就顯得費時費力，而且獲取參數(shù)的準確度低、影響洪水計算結果的精度，漸漸成為制約圖集推廣應用的瓶頸，不能滿足發(fā)展需要。

本文旨在設計一套輔助查詢地理信息系統(tǒng)，改進計算過程中查圖、查表的方式，以提高計算過程的自動化、快速化、準確化，從而促進圖集更快更廣的應用，同時也為其他省份改進水文圖集推求設計洪水提供參考。

1 相關技術

1.1 WebGIS技術

WebGIS即網絡地理信息系統(tǒng)，是Internet技術與GIS技術相結合的產物，是傳統(tǒng)GIS在Web端的進一步擴展和完善。WebGIS不但具有傳統(tǒng)GIS的特點，而且使GIS成為了大眾使用工具，用戶可以在不同的地點進行空間數(shù)據(jù)發(fā)布、空間查詢檢索、空間模型的分析、信息資源共享等操作[2]。

1.2 ArcGIS for Sever技術

ArcGIS for Sever，原為ArcGIS Sever，是ESRI公司推出的功能強大的基于服務器的、幫助用戶創(chuàng)建企業(yè)級GIS應用的專業(yè)平臺，通過ArcGIS for Sever可創(chuàng)建集中管理的、支持多用戶的、提供專業(yè)GIS功能的GIS應用與服務，可實現(xiàn)在分布式環(huán)境下進行空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)編輯、地圖制圖、地理處理、空間分析等GIS功能。

2 功能設計與分析

2.1 用戶查詢文件載入模塊

在完成用戶信息確認后，允許用戶根據(jù)自己收集數(shù)據(jù)，可直接上傳流域重心點位或流域邊界，并選擇確認數(shù)據(jù)的格式和必要的元數(shù)據(jù)（如投影坐標系統(tǒng)）等；用戶上傳完成后對數(shù)據(jù)進行格式檢查、元數(shù)據(jù)核對、數(shù)據(jù)預處理等，并反饋給用戶確認，用戶確認后將數(shù)據(jù)上傳至服務器端進行下一步操作。

2.2 空間數(shù)據(jù)分析查詢模塊

利用用戶確認過的數(shù)據(jù)，在服務器端進行各項空間分析查詢等，主要包括：流域參數(shù)的自動提取、各歷時點雨量均值與點雨量變差系數(shù)自動查詢等。其中流域參數(shù)自動提取是根據(jù)載入的查詢文件，結合DEM數(shù)據(jù)進行流域參數(shù)（面積、溝道比降、流域重心等）的計算與提取；各歷時點雨量均值與點雨量變差系數(shù)自動查詢是根據(jù)載入的查詢文件，對流域參數(shù)與各歷時點雨量均值和變差系數(shù)柵格數(shù)據(jù)進行空間疊置分析，獲取指定流域的各長短歷時的點雨量均值和變差系數(shù)等參數(shù)。

2.3 非空間數(shù)據(jù)關聯(lián)查詢模塊

本模塊功能是根據(jù)空間分析查詢的結果，關聯(lián)相應的非空間數(shù)據(jù)，查詢模比系數(shù)、點面折減系數(shù)、流域形狀改正系數(shù)等。其中模比系數(shù)利用變差系數(shù)查詢模；流域點面折減系數(shù)利用流域面積、歷時、天氣相似區(qū)等查詢；流域形狀改正系數(shù)利用流域面積、流域形狀、歷時等查詢。

2.4 視圖瀏覽對比模塊

該模塊功能是將查詢的所有結果和相關原始圖表一并疊加顯示在網頁端，讓用戶通過目視對比確認查詢結果。該功能可為用戶提供多樣化的瀏覽器端視圖選擇，主要涉及控制圖層顯示、比例尺顯示、圖例顯示、鷹眼圖顯示、圖層說明性信息顯示、視圖分屏顯示，透明度設置，卷簾工具（用于圖層對比）。

2.5 系統(tǒng)工具模塊

該模塊是具有系統(tǒng)整體控制功能的模塊，主要包括頁面刷新，操作撤銷，清除圖層，樹結構圖層管理器，打印頁面工具等功能。

3 結語

本系統(tǒng)設計基于WebGIS和ArcGIS for Sever技術設計，通過Web端載入用戶查詢數(shù)據(jù)，在后臺進行空間分析和關聯(lián)查詢等實現(xiàn)各參數(shù)的自動查詢，然后通過GIS Sever發(fā)布的相關空間數(shù)據(jù)，最后經Web調用后顯示反饋至用戶。該系統(tǒng)設計不僅能夠很好地實現(xiàn)圖集中各參數(shù)的自動查詢，而且有利于提高參數(shù)的準確度，進而有助于提高洪水計算結果的精度，具有較強的實用性和可擴展性。