基于GIS平台的河长制管理信息系统设计与实现

禹旭 王幸 刘丽莉 贾宝

(1.河南省测绘工程院，河南 郑州 450003；2.泌阳县水土保持预防监督监理站，河南 泌阳 463700；3.偃师市自然资源和规划局，河南 偃师 471900)

1 引言

全面推行河长制是党中央、国务院为加强河湖管理保护作出的重大决策部署，是落实绿色发展理念、推进生态文明建设的内在要求，是解决我国复杂水问题、维护河湖健康生命的有效举措，是完善水治理体系、保障国家水安全的制度创新。伴随河长制工作的开展，各地纷纷启动了信息系统建设工作，但由于对河长制管理业务和信息系统整合共享认识参差不齐，“顶层设计不到位、建设标准不统一、工作推进不协调”等，造成普遍存在“低水平重复、数据不共享、应用不协同、上下不联通”等问题。为解决上述问题，必须从河长制管理信息系统应用需求出发，结合信息化系统建设、运行和管理等所需的数据、网络、用户实际现状，选择合适的服务模式[1-5]。

本文利用先进的信息化技术，搭建技术先进、及时高效和完善可靠的河湖信息管理平台，对于完善水资源治理体系、保障水体安全、进一步提高河湖管护工程的综合运用效能具有重要意义，可为河长制的落实提供强有力的支持，有助于实现河湖管护工作的高效性、便捷性、长效性和实时性等目标。

2 河长制管理信息系统总体设计

河长制管理信息系统建设采用“一图一库一平台”的总体架构，面向河长、河长办、巡查人员和公众四类用户，充分利用水务普查工作成果，借助计算机技术、地理信息系统技术、计算机网络技术，以数字化地图为载体，建立基于GIS 平台的河长制管理信息系统。按照统一规划、统一标准、县乡两级分级建设的模式，由县级河长办制定河长制管理平台建设技术指南和标准规范，保持县乡两级平台统一要求、信息共享、互联互通，实现对境内河流和水库基础信息的统一管理[6]。

根据WebService 技术的原理，结合河长制管理信息系统的数据环境，系统自顶向下采用多层次架构设计，可分为用户层、应用层、支撑层、数据存储层和数据采集层。用户层主要针对系统的使用人员设定，包括各级河长、河长办公室与社会公众；应用层由中间件和Web 应用服务器构成，是系统的核心业务实现层，负责接受用户层的操作请求，访问数据源、查询记录并将结果返回到用户层；支撑层主要为应用层提供各类支撑服务；数据采集层主要负责基础数据信息的采集；数据存储层主要负责与SQL 数据库建立联系，并对各子系统数据进行增加、修改、查询等操作[7]。系统总体框架如图1 所示。

图1 河长制管理信息系统总体架构图

3 系统主要功能

河长制管理信息系统包括河长制系统管理端、河道巡查App 端、微信公众号端、河长制基础数据库四个部分。系统的组成部分如图2 所示。

图2 河长制管理信息系统组成部分

3.1 河长制系统管理端

河长制信息管理平台主要包括河长工作、综合信息、一河一策、河道巡查、考核监督、应急管理、系统管理等子系统。系统功能结构如图3 所示。

图3 河 长制管理信息系统功能结构图

（1）空间信息存储与查询：可实现河流湖泊基础信息、河道调查信息、动态监管信息、公众投诉信息等数据存储及分类查询。

（2）可视化展示：实现对河流、湖泊、河湖调查要素、河湖动态监管信息、河道巡查信息的平面展示，可供浏览河流、湖泊、河湖调查要素、河湖动态监管信息、河道巡查信息相关空间地理位置信息。

（3）统计分析：在河长制河湖空间数据基础上，实现对各类基础数据的统计分析。

（4）一河一策：按照用户所选行政区划，列出下辖所有河段的信息列表，在河段列表点击某一具体“区域”或“河流”，跳转到该区域或者河流的详细信息页面。详细信息页面包括河段相关的河长信息、河湖调查、一河一策、两表三清单、一河一治等功能。还为普通用户提供信息搜索、查阅、下载、导出、打印等功能，为河长办系统管理人员提供更新、删除、文件上传等高级权限。

（5）应急管理：包括应急事件、应急预案等功能模块。应急事件主要对已启动应急响应状态的应急事件进行管理，属性字段包括应急事件名称、河流、行政区、启动时间、结束时间、事件类型、经度、纬度等。点击“事件名称”链接，显示其详细信息。应急预案主要对应急预案相关信息进行管理，属性字段包括应急预案名称、行政区、预案级别、年度、编写时间等。点击“应急预案名称”链接，显示其详细信息。

3.2 河道巡查App 端

河道巡查App 端为C/S 架构，以移动终端为基础，集巡查、监督等功能于一体，可在智能手机或平板电脑上运行。按照河长用户和巡查员用户划分使用权限，业务功能主要包括河长巡河、工作动态、路线导航、河道信息、统计分析、通信录、河长日志、待办事项、通知公告、用户信息，模块划分如图4 所示。巡查人员可利用河长App 随时随地按分派任务巡河、上报及核实反馈涉水事件，依托手机定位功能，全程记录巡查路线，并对发现和处理的问题进行记录。

图4 河道巡查App功能结构图

3.3 微信公众号端

河长制微信公众号端以B/S 架构建设县级河长制微信公众平台，提供综合信息查询、公众监督、成效展示功能。公众能够通过移动互联网查询河湖管护新闻、河湖概况，投诉举报涉水事件；能够将发现的问题图片上传至系统，达到有效监督、及时整改和反馈的效果。系统功能框架如图5 所示。

图5 微信公众平台系统结构图

3.4 河长制基础数据库

河长制基础数据包括空间基础地理数据与各类业务数据。

（1）空间基础地理数据：采用天地图公众版、1米分辨率的遥感影像及河道沿线周围1 ∶2000 的地形图，地图数据通过服务发布供系统调用。

（2）河段数据表 ：作为河湖管理的最小单元河段，系统开发时要把河流编码、流域名称、区划代码、流经区划代码、起止点位置、河湖类型、是否界河、综合展示数据（界桩、公示牌、各类监测站、引调水工程数据、饮用水源地数据）、河湖现状调查数据等河段数据作为基本信息考虑。因此，创建河段数据表用于存储河段基本信息资料。考虑到系统后期维护、扩展和升级，使用标准的SQL 语句创建数据库。为了更好地兼容中文字符，数据库采用UTF-8 编码。

（3）河长数据表：河长是河长制管理系统的主要对象，系统开发过程中要把河长姓名、河长职务、电话、河长级别等最基本的河段数据作为基本信息进行考虑。因此创建河长数据表用于存储河长基本信息资料。系统开发过程中还要把河段和河长信息进行关联，将河段编码、河长姓名等最为基本的河段数据作为基本信息，创建关联关系数据表用于存储关联关系基本信息资料（如表1 所示）。

表1 关联关系数据表

4 系统特点

河长制管理信息系统兼容多个操作平台，用户可以在电脑上操作，也能在平板电脑、智能手机上随时随地查看各类信息。系统通过河流网格化管理思维，整合现有各种基础数据、提交数据与监测数据，通过分配、计算、统计等方式，向各级领导、工作人员、社会公众提供不同层次、不同角度的查询、上报及管理功能。河长制管理信息系统App 端包括前端和服务端，前端使用安卓技术，服务端程序使用.Net 编写的WebService。微信与桌面端采用B/S 架构，结合java技术、.Net 技术和Oracle 数据库实现系统编程[7]。

利用GIS 新技术建立管理平台，接入各个实时监控数据服务，加载各类河道专题空间数据并融合其他管理元素，叠加河段和对应陆域的关联分析结果，通过信息的实时可视化，突出显示需要关注预警的要素因子，形成河道保护要素预警图，能够方便快捷地查看河道信息及周边状况，实现河道周边违法建设监测、河道水环境情况监测，河道汛期淹没范围模拟、分析河道汛期移民范围等功能，辅助政府管理河道。河长制管理信息一张图如图6 所示。

图6 河长制管理信息一张图

5 结语

河湖管理保护是一项复杂的系统工程，涉及上下游、左右岸、不同行政区域和行业。河长制管理信息系统以“河长制管理制度”为核心，与水利信息技术有机结合，需充分利用已有信息化资源，通过统一基础数据，强化整合共享和应用协同，可有效整合河道治理信息、打破地域限制、提高工作效率，实现统分结合、各有侧重、上下联通，为河长制工作提供全面的信息化支撑，以助力早日实现水清、岸绿、安全、宜人、景美的宏伟目标。