水资源与生态环境评价管理信息系统的建设

摘 要 遥感技术、GIS技术、管理信息系统技术以gc_~-联网技术的综合运用体现了系统分析的原则，构成了高度自动化、实时化和智能化的信息系统。基于遥感和GIS技术的水资源与生态环境评价管理信息系统采用了GIS组件技术，体现了面向对象的设计原则，使地理信息系统和管理信息系统的结合实现了无缝连接。

关键词 地理信息 管理信息 组件

由于水资源与生态环境评价牵涉面广，涉及数据信息来源多，因此需要运用多种手段进行分析研究。遥感技术、nS技术和管理信息系统技术在水资源与生态环境评价中的综合应用是未来发展的趋势。RS用于实时、快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息和各种变化，MIS是综合处理非空间数据的平台，同时也为空间数据提供了属性信息，GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用以及展示的平台。3项技术综合运用将对大范围改善水资源与生态环境之间的关系发挥巨大的作用。

一、基于遥感和GIS技术的水资源与生态环境评价管理信息系统的建设

基于遥感和Cn技术的水资源与生态环境评价管理信息系统是遥感技术、Cn技术和管理信息系统技术的综合应用，由于3种技术都还处于不断发展的过程中，因此系统的建设有其特殊性。

1．系统总体结构

系统总体结构如图1所示。水资源与生态环境评价管理信息系统采用“三库三系统”的应用体系结构，整个系统由属性数据库、空间数据库、遥感信息库3个基础数据库支撑，以属性数据库管理系统、基于CIS方式的水资源与生态环境评价管理信息系统、基于Web GIS方式的水资源与生态环境评价综合信息查询系统3种方式面向用户前台。

组成结构如图2所示。

系统网络结构如图3所

2．系统建设内容

水资源与生态环境评价管理信息系统的建设内容包括：地理信息空间数据库、遥感信息库、属性数据库以及与各类数据形式管理相应的计算机应用软件的开发。

(1)基础电子地图的建设

基础电子地图数据均采用国家现有的1:25万系统数据。主要内容包括：行政区边界、城市、居民点、河流、湖泊、水库、公路、铁路等信息。

(2)专业电子地图的建设

专业电子地图数据是在基础电子地图的基础上，结合水资源信息描述的需要，将专业地理数据数字化，与基础电子地图相匹配并进行叠加。主要内容包括：各类水利工程的分布、各级流域分区(水资源分区)的边界、水文站、雨量站、蒸发站、水质监测站、排污口、水体功能区等信息。

(3)遥感信息库的建设

遥感信息库是利用遥感遥测得到的数据进行解译加工处理，形成能与基础地理数据相匹配的数据。主要内容包括：20世纪70年代土地利用遥

感影像、90年代土地利用遥感影像、2000年土地利用遥感影像以及生态系统变化图等信息。

(4)属性数据库的建设

水资源与生态环境综合信息属性数据库是该系统的基础数据库，是查询的对象。数据库的内容包括社会经济状况、水资源状况、水资源利用状况、水利工程状况、水环境状况以及土地利用状况等。

(5)基于GIS方式的水资源与生态环境评价管理信息软件系统的建设

结合水资源综合信息管理的需要，采用嵌入式GIS开发技术建设水资源与生态环境评价管理信息软件系统。主要功能包括：属性数据库的管理、空间数据的管理以及属性数据和空间数据相结合的信息管理等内容。系统的主要应用对象为内部用户。

(6)基于WebGIS方式的水资源与生态环境综合信息查询系统的建设

基于WebGIS方式的水资源与生态环境综合信息查询系统的主要应用对象是外部用户，可以通过Internet进行水资源与生态环境信息的综合查询。

3．系统设计框架

结合水资源与生态环境评价的需要，水资源与生态环境评价管理信息系统的主要框架可分为6大块内容。包括：跟水资源与生态环境密切相关的社会经济情况、土地利用状况、区域水资源状况、水资源利用状况、水利工程分布及工程指标情况、水环境状况等。

每大块内容又可细分为若干子块，并结合空间实体，组成若干专题，以达到数据信息的分层、分类和有序管理。专题的管理采用树状结构，既可以层层展开，也可以组合成完整的体系结构。整个系统的建设正是建立在每一个专题的基础上，并通过专题之间的有机联系，共同组成一个完整的水资源与水环境评价管理地理信息系统。

4．系统开发与集成环境

(1)系统集成环境

①网络体系

网络体系采用NT平台的客户服务器结构。

②操作系统和网络工具软件操作系统拟采用Microsoft Windows2000平台的高级服务器版本建立网络系统运行环境，客户端不限操作系统。操作系统及其支持工具软件包括： Microsoft Windows 2000 Server中文版、Microsoft ILS(Internet lnformation Server) ，4、Microsoft IE(Internet ExPlorer)5。

③数据库管理系统软件

考虑应用软件的通用性和易维护性，采用Microsoft SQL Server 7.0数据库管理系统。服务器端选用SOL Server集成产品，客户端应用开发选用Delphi5.0、Sybase PowerBuilder等集成工具，Sybase SOL Anywhere 5.0桌面数据库。

④GIS应用开发工具软件

Arclnfo是GIS系统开发工具。具有地图编辑和显示功能，支持DXF、ARC/INFO、Atlas GIS、Intergraph MGE等地图格式，具有数据可视化功能和地理分析能力。

Arcview是GIS应用工具。可用于构造特定的GIS应用。Mapobject是OCX控件，与其他软件工具(如Power Builder和C十十等)集成使用，通过Mapobject还具有能够集成Arcview的功能，使用DDE(Dynamic Data Exchange)与其他软件包进行通信和调用DLL(Dynamic Link Libraries)例程等开发能力。

IMS是Internet支持的GIS软件产品。IMS提供灵活服务体系结构支持，同时Mapobject为IMS提供GIS Server配置方案。每个Web Server可配置一个或多个GIS服务的服务器，GIS服务还可以和Web服务放在同一台主机上，ESRIMAP能够在GIS Server间动态地分配客户请求，所以不管采用哪

种服务器网络结构都可充分利用服务器资源，达到服务器网络最优化。

⑤客户端应用开发工具软件客户端应用开发工具选用基于 Microsoft Windows X(95／98／NT4／2000)中文版环境下的开发工具，包括数据库、Web、GIS、DSS和专业应用程序等开发工具。

(2)地理信息系统组件技术

GIS组件技术是当前GIS发展的三个重要发展方向(即GIS组件技术、空间数据库管理系统、Intemet／IntranetGIS)之一，也是综合应用遥感技术、GIS技术和管理信息系统技术的关键技术。

组件是一段可重复使用的程序代码和数据，它由一个或多个对象组成。组件技术是一种新型的软件开发技术。组件是具有某种特定功能的软件模块，采用组件开发软件系统就像搭积木一样容易，可以完成许多任务。GIS软件厂商已由原来向用户提供系统转为提供控件OCX或Active X；用户则可根据控件自选组装成一个系统，还可以根据需要自行开发部分控件，与GIS软件厂商提供的控件一起使用。用户还可以很容易地使用VB、VC或Delphi等开发工具开发自己的应用系统。水资源与生态环境评价管理信息系统正是用专业开发工具和G1S组件技术开发完成的，并不是建立在某个桌面GIS平台上。

二、水资源与生态环境评价管理地理信息系统

基于GIS的水资源与生态环境评价管理信息系统的主要用户对象是系统内部用户，目前GIS组件技术已相当成熟，并且由于C/S结构的设计不受B/S开发方式的限制，可以将GIS的分析功能发挥至极致。

水资源与生态环境评价管理地理信息系统由专题管理系统、空间数据管理系统及空间数据编辑系统3部分组成。系统结构如图4所示。

专题管理系统是水资源与生态环 境评价管理地理信息系统的核心部分， 其主要任务是提供空间数据与属性数 据进行连接的工具，建设专题信息，将 空间数据和水资源与生态环境评价所 需的属性数据结合成为有机的整体，使 空间数据信息为水资源与生态评价服务，并在此基础上完成对空间数据和属性数据进行双向查询，既可以对属性库进行各类查询，又可将查询结果直观地在地图上表示出来，也能以地图为工具，查询图上各空间要素的详细资料，通俗的说，也就是从表到图、从图到表的双向信息查询，使信息达到既形象直观又详尽、具体的完美统一。专题管理系统还提供对空间信息进行量算、数据显示和输出及其他辅助功能。

三、结语

遥感、地理信息系统和管理信息系统的综合运用是一种新的技术，也是一门交叉性学科。他们之间的结合一方面可以克服传统管理信息系统表述方式不够丰富，比较呆板以及数据采集方式单一的缺点，管理信息系统的数据信息配合遥感图像、地理信息系统空间数据信息，可以生动直观、清晰明了地得到展示，同时借助于GIS空间分析功能，还可以扩展属性数据的应用，并获取新的信息；另一方面也克服了单一地理信息系统缺少人性化信息及动态性差的缺点。集遥感、地理信息系统和管理信息系统技术的功能于一体，构成高度自动化、实时化和智能化的信息系统。

基于遥感和GIS技术的水资源与生态环境评价管理信息系统的研究主要取得了以下6个方面的成果：

①提出了基于遥感和GIS技术的水资源与生态环境评价管理信息系统的建设方法。

②研制了具体体现遥感技术、GIS技术、管理信息系统技术以及多媒体技术综合运用的水资源与生态环境评价管理信息系统。

③研制了体现遥感技术、GIS技术、管理信息系统技术和互联网技术综合运用的水资源与生态环境综合信息查询系统。

④应用所研制的基于遥感和GIS技术的西北地区水资源与生态环境评价管理信息系统进行了西北地区生态环境变迁分析和生态耗水(需水)量的研究。

⑤建立了包括遥感图像在内的西北地区水资源与生态环境空间数据库。

⑥建立了地区水资源与生态环境属性数据库，并与相应的空间数据库建立了连接。

(作者单位：中国水利水电科学研究院水资源研究所)