新一代交互式水雨情 WebGIS 系统研制

周 艏，刘 敏

（广东省水文局韶关水文分局，广东 韶关 512028）

Internet 的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展为 GIS 行业提供了一种崭新而且非常有效的水情信息载体——WebGIS（网络地理信息系统）[1]。依托于 WebGIS 将地理信息发布于 Internet 上，从 Internet上的任意结点，用户都可以浏览到 WebGIS 站点上的水情数据，制作专题地图，进行空间查询检索及分析，能实现各项数据实时、动态地地图化发布，对防汛减灾工作具有辅助作用。国内已相继建立了若干基于 WebGIS 的防汛减灾系统，如广东省三防信息查询系统[2]、长江防汛信息服务系统、黑龙江省防汛指挥信息服务子系统[3]等等。

1 WebGIS 体系结构和设计思想

网络改变了 GIS 数据信息的获取、传输、发布、共享、应用、可视化等过程和方式，WebGIS 是交互式、分布式、动态的地理信息系统，具有全球化的客户/服务器应用，它扩大了 GIS 的潜在用户范围，具有良好的可扩展和跨平台特性。

1.1 WebGIS 体系结构

WebGIS 体系结构由数据层、业务逻辑层和表示层组成，符合3层结构体系标准，它的业务逻辑层由 Web 和 GIS 应用2个服务器组成。在这个体系结构中，客户通过网络向 WebGIS 服务器发送请求，WebGIS 服务器处理请求并向数据服务器请求数据，数据服务器返回数据给 WebGIS 服务器，WebGIS服务器响应并把处理后的数据返回客户端。由于数据、服务和用户的分布性，WebGIS 系统集成分布式技术，实际上3层结构已发展为以服务为中心的多层体系结构。

1.2 WebGIS 平台的选择

Google maps 与传统 WebGIS 相比，优缺点如下：

1）地图操作。Google maps 操作简单，自由缩放支持鼠标滚动，而且可以当前鼠标位置放大，十分方便，缩放与平移不需要切换。传统 WebGIS 支持移动、拉框放大和缩小，放大、缩小，但是每种操作类型需要人工切换，当你选择放大操作时，操作完要平移地图，必须要点工具栏的“平移”，将当前操作切换为“平移”状态，并且还不支持鼠标去掉滚动缩放地图。

2）功能性。总体来说，目前传统 WebGIS 功能要比 Google maps 强一些，特别是最佳最短路径、缓冲区及其他拓扑等分析。Google maps 可以实现距离测量，最近和路径分析等。目前 Google maps 推出了 Google maps 的街景模式，在街景模式下，人们可以以 360°视角漫游在虚拟的城市街道上，可以观赏街头景象，就如同在走在真实环境的大街上一样。相信今后 Google maps 会越来越强大，足以满足大众化的需要。个人认为，传统 WebGIS 在行业内应用还是有市场，而大众化应用 Google maps 足以应付。

3）开发成本。目前 Google maps 提供免费的API，不再需要申请 key 就能使用 Google maps；而WebGIS 的成本对个人用户来说太高（这里不提盗版），就算今后 Google 收费，估计每年的使用费也不会太高。

4）使用环境。Google maps 要从服务器提取卫星图片，因此必须联上互联网才能使用，传统 WebGIS 不存在这个问题。

5）数据更新。Google 的地图是用 Mapabc 的，但是目前开放的是 API 的，在国内只有卫星图片，没有 map。卫星图片更新由 Google 不定期进行，在 2007年6月初完成了1次重大的图像更新，接着分别在 2009年12月、2010年7月又更新了部分地区图片。

基于传统 WebGIS 开发成本高、周期长，维护困难等问题，大众化应用 Google maps 能满足开发要求，因此，在北江流域水文信息化平台的建设中，利用 Google maps 提供的开发平台，能够大大缩短开发周期。Google maps 与水雨情召测系统中 SQL数据库的链接和 ASP 脚本解释语言的编程，能够很好地与原有信息系统相结合，达到预期的效果。通过 Google maps 在北江流域水文信息平台中的实际应用，可以看到，利用 Google maps 建立基于 Web 的地理信息系统有着开发成本低、周期短、维护简单的优点。

1.3 新一代水情信息采集系统设计思想

随着《北江流域水文基础设施建设》项目的实施完成，实现了水雨情召测数据的自动采集，但信息的发布使用不尽人意，为了能充分发挥水情信息采集系统的社会经济效益，依托北江流域水雨情自动测报系统数据库，针对水文信息实时监测的特点，结合 Google maps 产品，基于 WebGIS 技术进行平台构建和应用开发。系统计围绕水雨情信息共享平台用户的实际需求，根据实用、开放、安全、可靠的技术标准，利用计算机、网络、WebGIS 和数据库等技术，在网上建立基于 WebGIS 和动态网页技术的完整应用网站系统，以网页的形式向用户提供实时的水文信息，用户可以在网上浏览传统意义上的实时水文信息，并且在网上实现地图的交互式访问，在客户端实现智能化、远程化的地图查询检索。

2 新一代交互式水雨情 WebGIS 系统功能设计

2.1 功能设计

从水文信息管理工作出发，实时水文信息系统的首要任务是能够实时查询到各个雨情站点的雨量和水情站点的水位情况，以及对这些查询结果的表达、分析等，为相关决策部门提供实时数据。因此，本系统需实现的 WebGIS 功能如下：

1）基本操作，浏览器端可实现对相关地图进行放大、缩小、平移、全图显示、鹰眼等功能；

2）图层管理，可对各个图层进行可视、当前图层、图层显示顺序等设置；

3）图例设置，不同雨量级别的雨情站点可以用不同符号进行渲染显示，超警戒、超汛限/危险、正常等不同水位站点用不同的符号进行显示；

4）可进行图形、属性的双向查询，结果以报表和直方图（过程线）表示；

5）可动态显示某一时段的雨量直方图和水位过程线；

6）对超过警戒水位的水位站点进行报警提示；

7）对超过某一量级雨量的雨情站点进行报警提示。

2.2 功能实现

系统的 WebGIS 基本操作功能由 Google maps 服务器免费提供完成。

鼠标移动查询时，用户通过移动鼠标到地图上的某个站点查询该站点的水文信息时，Web 服务器将所选中的该站点站号的信息作为连接实时水文属性数据库条件，并结合时间等条件对数据库进行查询，结果以水情直方图（雨情站点）或者水位过程线（水情站点）返回到浏览器端。

鼠标点击查询时，用户通过点击地图上的某个站点，Web 服务器将该站点的属性信息作为查询条件对数据库进行查询，将该站点的基本信息以表格的形式返回到浏览端，并通过连接站号信息查询该站点相关的水文信息。

若某个水情站点的水位超过警戒水位或者雨情站点的雨量超过某个量级，系统将用不同颜色符号来渲染该站点，实现危险警报，当最近1h 超过30mm 将出现红白闪烁报警。

在系统主界面任意位置按鼠标右健，弹出功能菜单，实现用户交互式功能查询，可实现：逐时、逐日降水量（水位），逐旬、逐月降水量等查询，单站降水量（水位）年报表、雨洪过程线的绘制，多站水位过程线比较，水位、降水等资料提取（整编用），以及调用用户本机已安装的“韶关市降水分析系统”进行降水等值线面绘制和降水笼罩面积分析等。

3 结语

WebGIS 是在地理信息和互联网技术支持下发展起来的，代表了 GIS 的发展方向。WebGIS 支持下的北江流域水雨情召测系统的建设，解决了实时水文数据共享、远程访问等问题，为水文和防汛等相关部门提供水雨情信息查询、统计及分析服务，提高了各相关部门的办公效率和服务质量，降低了管理成本。

系统在功能上满足用户需要的同时，在性能设计上也尽量追求完善，以满足系统运行的要求。系统具有较高的抗干扰性和控制故障的能力，系统的维护升级、数据的更新简单易行，还设置了访问权限，杜绝了对系统的非法操作，同时系统界面简洁清晰、生动直观具有较好的可操作性。

[1] 宋关福，钟耳顺，王尔班.WebGIS——基于 Internet 的地理信息系统[J].中国图象图形学报，1998,3（3）: 221-254.

[2] 高雪山.广东省三防信息查询系统总体设计[J].广东水利水电，2002（4）: 17-19.

[3] 周惠成，何 斌，梁国华，等.WebGIS 在省级防汛指挥决策信息服务子系统的应用研究[J].水科学进展，2003,14（1）: 104-108.