基于3S技术的河湖库巡查管理信息系统设计与实现

顾礼清

(常熟市沿江堤闸管理所，江苏 常熟 215500)

水利资源合理开发与有效管理离不开水利资源现状与规划[1]，传统型水资源管理工作模式老化，无法适应现代新要求，推进水利信息化建设[2]，全面实现数字水利。巡查管理信息系统可以实现水资源管理各类数据和工作流程的电子化、信息化，为水资源管理提供决策支持。

本文主要对巡查管理信息系统架构、网络组成、作业流程与功能进行阐述以及浅析基层水利工程管理单位的实际应用。

1 “3S”技术及特点

近年来，计算机现代网络科技得到广泛的应用。遥感(RS)、地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)及一体化技术有机结合，简称3S技术，也逐步融合到水利工程中。GIS通过GPS实现精准定位与实时更新，通过RS提供源数据，“3S”信息技术对目标和环境的变化趋势进行整理和分析[3]。

2 系统目标

针对传统监管模式下的薄弱环节[4]，通过对比历年遥感影像信息、实时信息、规划设计资料，将水利资源基础数据通过网络技术、信息技术有效组织，建立多元素、多层次、多维度，具有时空特征的动态监管模式，通过建立高效的信息化、网络化的巡查信息管理动态监管系统，实现水利监管从发现到定性处理的全过程动态监管。为规范、科学、高效、有序监管水利工程管理提供了有效手段。

3 系统架构

系统框架通过利用关系型数据库与大数据网络，由数据库层对影像数据、反馈数据与巡查数据进行管理，并为应用服务层提供底层数据支持[5]。应用服务层通过Arc GIS Server应用服务器平台，可以满足用户界面层的各种需求。用户界面层在GPS智能PAD通讯设备的基础上，形成GPS定位跟踪、信息数据采集与报送一系列动态监管过程。其总体架构如图1所示。

图1 系统架构

江苏省河湖库巡查管理信息系统包括水资源数据管理系统、在线分析系统、业务监管系统、移动端外业调查系统四部分[6]。

水资源数据管理系统包括数据库运行、基础信息更新维护、历史数据整合等功能。对各期各类遥感影像数据、行政区划数据和河湖库专题数据进行浏览查看、分析研究、分类汇总等。

在线分析系统是利用3G技术获取时空数据资料，并对数据进行综合处理、检索和复合分析。

业务监管系统是对事件、变化点、违法点全生命周期跟踪处理与监管，形成一套完整事件处理流程，如图2所示。

图2 变化点监管

移动端外业调查系统利用精准定位功能，将特定变化区域进行现场数据采集与核查，为巡查管理信息系统提供基础信息，如图3所示。

图3 图斑采集

4 系统业务流程

在长江堤防常熟段巡查管理过程中，先由江苏省水利厅通过巡查管理信息系统对遥感信息数据进行分类汇总获取特定区域；通过网络信息逐级派发到下属基层水利管理单位；基层水利管理单位核查人员通过帐户登录查看任务并下载后，到达变化区、变化点进行数据采集；返回后将变化数据上报上级水行政主管部门，再由上级水行政主管部门进行逐级审核。系统流程如图4所示。

图4 工作流程图

通过利用遥感信息技术及时发现前期征兆，区域变化后利用3S的实时反应、图像处理与分析手段，依据违法程度进行动态监测并作出有效评价[7]。能够实时掌握基层水利开发利用动态，落实了“关口前移，重心下移，责任到基层”的工作要求[8]。

5 系统实现

该系统的组成主要由巡查管理信息移动端、GPRS(3G)通讯模块、GPS模块、机房监控模块共四部分组成。

系统采用C/S结构[9]。服务器端以Window 2008 Server操作系统，以SQL Server 2008为数据库，以GPS厂商提供的ActiveX控件接收，解析卫星信息；客户端以Window 7及以上操作系统，以SQL Server 2008为数据库，以GIS平台AcrMap10.1为基础图形支撑平台，以ArcEngine 10.1作为开发语言[10]。移动端采用3G及以上网络，Android 7.0及以上版本。

6 结语

综上，江苏省巡查管理信息系统目前处于试运行阶段，该系统充分运用了GIS、GPS、RS等3S高新技术，将多源、多尺度、多类型的水利资源基础数据通过网络技术融为一体，实现了对省河湖库不同时期不同类型的信息统计、实时反馈动态跟踪监视、远程指挥管理、数据导入导出等功能，提高了处理事件、变化点、违法点的实时性、准确性和可靠性，解决了传统监管模式因人员缺少、资源管理复杂而导致的管理区域窄、发现变化点难、数据反馈慢等问题，优化了水利资源配置。实践证明该系统具有高效性、准确性、易操作性等优点，理论和实用均合理可行。