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地下水调查与监测工作积累了大量资料,这些数据数量较大、类型众多、结构复杂,涉及基础地质、水文地质结构、降水入渗系数、地下水的补给与排泄等。在项目开展过程中和项目完成后提交成果时,科研人员必须对大量数据进行编辑、更新、查询、调用、存储和移交等一系列维护工作,同时,水文、气象等环境因素所具用的固有动态变化特性,要求对数据进行实时更新。另一方面,随着公众环境保护意识加强,公众迫切要求能够了解所在区域地下水相关指标如地下水水位、水质、水量等信息。因此,建立基于网络的地下水资源管理系统实现数据的及时输入、浏览查询、安全管理、迅速处理和快速输出具有重要实用价值。为此,本文结合临汾盆地数值模拟项目开展的实际工作,设计开发了地下水资源管理与专业分析系统。
地理信息系统已经被广泛应用于资源环境调查、灾害监测等诸多领域的相关行业,成为当今信息时代重要组成部分之一。而随着Internet技术和IGIS(地理信息系统)技术的发展,WebGIs成为当今GIS发展的热点之一,WebGIs是在Internet或Intranet网络环境下的一种存储、处理、分析、显示与应用地理信息的计算机信息系统,其基本思想就是在互联网上提供地理信息,让用户通过浏览器浏览并获得一个地理信息系统中的数据和功能服务。通过WebGIS可为一些远程终端的用户提供方便的服务,实现信息资源更大范围的共享,并且数据库通过网络可以很方便地为不同的决策部门提供地下水资源管理、地下水水质评价、地下水环境评价和地下水污染控制等重要的决策依据。因此,面向地下水特定行业的信息系统开发显得日益重要。
如何针对地下水这个行业特点和用户需求高效地开发出功能实用、界面美观、操作简捷的基于WebGIS的地下水资源信息系统是开发者和用户都非常关心的问题。正是基于以上原因,本人尝试着将地下水资源管理和专业分析两大系统模块集成到一个软件系统中。通过两大模块的集成,不仅可为特定专业人士提供技术支持,同时可满足公众对地下水相关信息的浏览、查询,以方便公众及时了解所在区域地下水相关资源信息。
WebGIS是当前GIS发展的潮流之一。过去的十年里,WebGIS利用B/S模式一定程度上实现了GIS数据共享,网络技术的发展较好地推动了GIS的大众化进程,但是WebGIS仍然存在着很多不足,国内外有关WebGIS的理论研究和实践尚处于发展阶段。
本文以基于WebGIS的山西省临汾盆地地下水资源信息系统的实现为例,详细介绍了基于WebGIS的地下水资源信息系统的理论和技术背景、设计思路、实现方法和过程。在研究过程中,本文综合考虑了GIS数据结构与地下水专业数据特点,为了能够实现对两套数据模型进行融合,选择了Sql Server数据库和ArcGIS9.1平台系列,采用客户机/服务器(C/S)与浏览器/服务器(B/S)的混合架构。B/S架构部分主要实现地下水资源监测数据的远程管理,包括数据的录入、查询、统计与发布,其中数据查询、统计与发布基于WebGIS实现。C/S架构部分主要实现地下水监测数据的空间分析、专题制图等功能。通过混合架构体系最终将GIS与地下水资源模型进行了有效融合,实现了一套数据库,两套数据模型。本文的主要内容是地下水资源管理与专业分析系统的设计思想及其实现。首先,论文介绍了WebGIS平台的关键技术,详细介绍了WebGIS特点、结构原理及实现模式。随后介绍了整个系统分析,包括背景条件分析、系统目标分析、系统功能需求分析、系统数据分析及系统安全分析。然后根据项目的实际需求,分析了系统各模块功能,提出了系统的设计方案。最后,论文选取山西省临汾盆地作为研究区域,以临汾盆地的各种环境和地质相关背景资料和数据作为研究对象,利用ArcIMS的HTML Viewer结合JSP(Java ScriptPage)技术和MapObiects二次开发实现了一个基于WebGIS的临汾盆地地下水资源管理与专业分析系统。
系统由地下水资源网上发布系统与地下水资源专业分析系统两个子系统组成。地下水资源网上发布系统主要实现了属性数据的录入、查询、修改等功能,空间数据的要素查询、几何量算、缓冲区查询等功能。用户可以通过Internet直接查询临汾盆地地下水观测井详细信息、地下水水质、水位、水量、钻孔柱状图等信息。地下水资源专业分析系统主要实现了专业图件绘制与地下水数值模拟模型,专业图件绘制包括等值线的绘制以及具有shape件格式的图层管理,图层管理包括图层的叠加显示、调整图层顺序、图层的放大缩小、图例编辑、距离的量算(包括点、线、面的量算)、激活图层上绘制点、线、圆、矩形、多边形等图元功能;地下水数值模拟模型采用内嵌可执行程序方式(GIS应用模型实现方式)将GMS5.0直接嵌入专业分析子系统中对临汾盆地建立了地下水数值模拟模型,由于GMS5.0支持shape格式,专业分析子系统通过对shape文件格式的管理操作,较好的融合两套数据模型。