基于GIS组件技术的地下水资源管理信息系统的研究与开发

基于GIS组件技术的地下水资源管理信息系统的研究与开发

宋君   陈沭   范玲

青岛市水文中心     山东青岛     266300

摘要：现如今人们对地下水资源的重视程度越来越高，我国也提高了对地下水资源管理的要求，这使得地下水资源的管理信息系统建设成为了目前相关人员较为关注的重点。本文从GIS的概述、GIS组件技术的基础理论以及方法出发，并提出了基于GIS组件技术的地下水资源管理信息系统开发思路。

关键词：GIS；地理信息系统；组件技术；地下水资源；信息系统

引言：地下水是淡水资源的重要组成部分．在保证城乡居民生活用水，支持经济社会发展和维护生态平衡等方面发挥了重要作用。但目前来看我国的地下水资源分布呈现着南多北少、东多西少的局面，许多城市的地下水资源较为匮乏，同时地下水资源的管理工作不够良好，导致地下水资源分配不均、部分地区用水困难的问题。因此地下水资源管理部门应当做好信息系统的研究与开发，提高地下水的管理效率以及管理质量。

1 GIS（地理信息系统）概述

GIS是对地理空间数据进行采集、模拟、处理、检索、分析和表达的一种计算机信息技术。在分析和解决问题时，GIS利用了数据和属性的关系，并利用数据库管理的方法将二者结合起来，实现共同管理、分析和应用。常规的 GIS技术系统开发负担过重，应用系统集成困难，二次开发的系统语言比较繁琐，但使用COMGIS技术则不需要依靠特定的开发工具，能够直接在环境中嵌入 GIS的控件，从而达到一般 GIS能够实现的功能。COMGIS软件可以大大减少程序的研制时间、易于移植、易于维护、降低开发费用等特点，是当前 GIS中小应用软件的主要发展方向。

2 GIS组件技术理论与方法

GIS构件技术的核心理念是将大型、精密的软件产品划分为一组可实现、易于开发、易于理解和调整的构件，并以此作为软件或系统的开发基础。这种方案可以减少成本，并增加了效能。为开发人员提供了一种便捷、快捷的方式，将各类组件以类似“组装”的方式装配到不同的应用环境中，以适应特定的用户需要，提高了开发的速度；各部件之间采用二进制链接规范进行协作，不仅能够提高各个组件之间的协同性，还能够降低ERP运维实施人员的工作难度和压力；在不同进程、不同机器之间，组件二进制可以实现互操作的透明化，使得程序设计模式的一致性，并降低开发者对于应用系统的开发难度。

组件化技术与 GIS技术的飞速发展，使得GIS软件逐渐开始向组件化发展，目前绝大多数GIS软件都采用了组件化技术。组件式GIS（ComGIS）的核心是将OOP与组件化套用到GIS开发当中。ComGIS控制项与其它软件或控制项之间的通信兼容性强，由于该控件的通信接口能够与其他的软件进行无缝通信，因此可以跨程式、跨电脑实现数据传输。计算机地理信息系统的主要概念是将GIS的各个主要的功能模块分解为多个控制项，并实现相应的控制。利用图形软件的可视性开发工具，可以很容易地将各种GIS控件，以及 GIS控件与非 GIS控件进行整合，从而让GIS系统满足实际使用需求。这些控件就像是一块由 GIS组件和非 GIS组件组成的拼图，相关人员可以按照自己的需求建造“积木”，从而形成一个完整的应用程序。地下水资源监测领域的GIS组件技术管理系统的功能可以包括：底层地质资料的分层、局部地下水位的动态变化、空间地理资料的检索、以及对主题地图的初步制作。然而，由于数据具有多语义性、多尺度性、时空性和获取手段的多样化，使得数据采集的原则和融合标准必须得到一致，而在数据可视化的处理上仍需进一步改进。

3 基于GIS组件技术的地下水资源管理信息系统开发思路与设计

3.1开发思路

基于GIS组件技术的地下水资源管理信息系统的开发目的是系统、科学、有效的管理和维护地下水资源，并在保证水资源管理工作正常运转的前提下，使系统中的各个子系统能够高效、有序、协调的运行。利用 GIS技术，对地下水进行信息存储、处理、查询、相关数据报表、办公文件的印刷、输出等，同时应当 GIS技术对地下水进行空间的信息进行分析，为地下水管理工作的现代化、科学化和制度化奠定了基础。

3.2系统内各模块功能划分

按照模块式编程的基本思路和系统整体的功能要求，为确保系统各个部件能够独立工作，并能够实现特定的工作，同时还可以被系统进行统一的使用，系统维护、数据维护、数据分析、空间分析、报表管理、网络信息管理等六大部分。

3.2.1系统维护模块

系统维护模块包括登录用户账号管理及登录、账号注销及退出、系统备份、系统重置、系统恢复等功能。用户管理、系统数据备份与恢复、系统登录与退出。在用户账号管理及登录功能中，不同的用户账号有着不同的对应权限，例如超级管理员账号可以实现所有功能，包括信息的修改、管理以及查询，同时能够对其他账户进行管理；普通管理员能够对信息进行修改、管理以及查询；普通用户只能查询信息。系统备份、重置及恢复功能可以定期对现有的水资源数据进行自动备份，同时管理员也可以在数据遭受破坏时，将系统还原至上一个节点以保留原有数据的完整性。

3.2.2 数据维护模块

数据维护模块是GIS水资源管理信息系统的核心功能模块之一，该模块可以对水资源的相关数据信息进行添加和修改，并能够对相关数据进行更新，备份和恢复。该模块包括了地下水开采取水许可、取水相关单位档案、地下水费用征缴、水位数据维护、水位监测维护等子模块。

3.2.3数据分析模块

数据分析模块的主要目的是对现有的数据进行管理并对已有的数据进行分析，进而帮助管理员或其他操作人员判断后续的发展趋势，竟然实现预测未来走向的作用。目前绝大多数GIS水资源管理信息系统都能够从时间、空间等多个角度对水资源的相关数据进行预测分析；而常见的预测分析模型为模糊识别模型，不仅能够对水质和水位进行评价，还能够对管理工作以及未来水资源使用或征缴的发展态势进行较为良好的识别。

3.2.4空间分析模块

该模块具有地下水资源的可视化、可视化的特点，具有对地下水的空间分析、查询、图表和地下水基本资料的交互查询、统计定位等功能，并提供相应的专题分析功能，并可以自动产生水井、水文地质图、海水人侵示意图、地下水水质、开采量、开采层位分布图等。此外，空间分析模块还能够对城市地下水进行治理，并将有关的数据进行电子化、图表化。

3.2.5报表管理模块

报表管理模块是GIS地下水资源管理系统中负责信息管理的重要部分，不仅能够对数据进行统计计算以及查询，还能够完成数据的调用以及输出，例如各类取水的证件和申请表，以及缴费清单等，都需要通过报表管理模块进行输出；此外报表管理模块也负责水位和水质变化曲线图的绘制以及输出，因此可以将报表管理模块是做整个系统的输出端。

3.2.6网络信息管理模块

网络信息管理模块主要负责将地下水的相关政策发布至官网当中，并将本地的地下水开发利用及保护工作成果上传至各类网络平台。

3.3系统模式

一般情况下，GIS地下水资源管理系统可以选择C/S和B/S互相叠加，由于在局域网的沟通中并不需要大量的端口和用户量，因此C/S的点对点配对模式能够最大程度的保障系统稳定性以及安全性，避免系统遭受攻击，造成数据损坏；而B/S则采用了多对多的开放结构，在地下水资源管理系统需要与互联网进行接驳时，这种模式效果突出，能够在用户量较大时最大程度的保障操作和读取的速度。因此可以结合两种模式进行混合使用，局域网内部选择C/S，互联网部分选择基于Microsoft IIS 10.0的B/S模式。

结语：随着互联网技术以及计算机技术的不断发展， GIS组件技术也得到了全面的完善和提升，想要提高地下水资源的管理效果，就必须将信息化数据化的技术充分融入其中，做好js组件技术下系统的功能模块设计以及整体架构，并良好规划GIS组件技术的应用。

参考文献：

[1] 谢晓婷. GIS技术在水文水资源领域中的应用[J]. 建材发展导向, 2020, 18(6):1.

[2] 孔军朝. 基于GIS和物联网技术的基础设施管理信息系统分析[J]. 科学与信息化, 2020.

[3] 郑春冰. 浅析GIS技术在水文地质领域的应用[J]. 华东科技：综合, 2020(2):1.