GIS在深圳市三防指挥信息系统中的应用

摘  要  深圳市三防指挥信息系统利用ＧＩＳ技术，结合水利（水务）、防汛、抗旱的具体业务，建立了水情遥测数据处理分系统、工况监测数据处理分系统、水务行业三防信息管理分系统、决策支持分系统、水源优化调度分系统，提高了现代化管理水平。
关键词  ＧＩＳ  信息系统  水情遥测  数据处理
　一、深圳市三防指挥信息系统简介
　　地理信息系统（geographic Information System，简称GIS）是20世纪60年代初发展起来的一门边缘学科，它集合了计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学、应用数学、管理科学的知识。它的zui显著特色是，既能处理空间数据，又能处理属性数据。
　　深圳市三防指挥信息系统的硬件支持有四大部分（水情遥测、工况监测、水源调度、计算机广域网），与GIS关系密切的是计算机广域网，它为GIS提供运行的硬件平台。
　　三防指挥信息系统目前采用Ｃ/Ｓ体系，其中Ｓ端（服务器端）操作系统为windowsＮＴ，Ｃ端（客户端）操作系统为windows98；数据库管理系统为MSSQL Server。上述软件均适合于Arc/Info的运行。随着技术的发展，现已部分采用Ｃ/Ｂ/Ｓ体系运行三防GIS系统。
　　三防指挥信息系统的五大功能模块（即分系统：三防信息管理、三防指挥决策支持、水源优化调度、水情遥测数据处理、工况监测数据处理）中，三防信息管理、水源调度、三防指挥决策支持等三个分系统zui重要。这五个分系统的设计目标分别是：
　1．水情遥测数据处理分系统
　　根据深圳市的需要以及实际管理方式，并结合深圳市水务局已规划的监测网点，建立基本满足深圳市三防工作需要的水情自动遥测站网，并对数据进行处理。
　2．工况监测数据处理分系统
    对深圳市的中型、小（1）型水库的大坝及重要河堤、海堤进行安全监测，并对有关数据进行处理。
　3．水务行业三防信息管理分系统
　　以Internet技术构建的三防Internet计算机网及三防信息数据库为基础，能满足水务行业各种专业工作的要求，并为三防值班、会商及办公自动化提供综合信息查询服务。
　4．决策支持分系统
　　对各种灾害的成灾范围、灾害等级、影响对象、影响程度进行预测、预报、预警，为减灾决策提供决策支持，对灾害造成的经济损失进行评估，并在灾后进行统计分析。
　5．水源优化调度分系统
　　在分析深圳市水源、供水、用水需求的基础上，进行水源调度方案的规划、分析、统计和实施优化调度。
　二、ＧＩＳ在三防指挥信息系统中的应用
　　GIS在三防指挥信息系统中的应用，首先要满足三防指挥信息系统的设计目标所提出的要求。深圳市三防指挥信息系统五个分系统的设计目标如前所述，GIS的基本功能也在简介中作了介绍。现将两者结合起来，形成如下应用目标。
　1．数据的输入与存储
　　（1）空间数据的输入。先要准备好有关的地图，包括：各种比例尺的深圳市地形图、行政区划图、水系图、道路分布图、水利工程分布图、水文站网规划布置图、通信站网规划布置图、供水水源规划布置图等等。其中前面的四种是GIS的基础图，必须要有。
　　（2）属性数据的输入。三防指挥信息系统共有120多个属性数据表，且将来还有可能增加。其中，绝大多数数据表都与地理位置信息有关。这些数据建库后，GIS可直接通过ODBC去访问它。属性数据中的静态数据手工录入，动态实时数据通过无线遥测网自动采集。
　2．数据的处理与输出
　　要将GIS中的空间数据和属性数据在电子地图上巧妙地予以显示，这不单单是计算机程序编写的问题，其中还涉及了人机工程学、电脑艺术等，是GIS应用的重点。数据的处理和输出实质上也是用户对电脑所存储的信息的利用。
　　（1）凡与地理位置有关的数据，均在GIS中处理，并以电子地图为背景输出。
　　（2）空间数据抽象成点、线、面、体等地理要素。例如：水库、城镇、村庄、建筑物等等在大比例尺的地图上是面，在小比例尺的地图上是点；河道在大比例尺的地图上是带状，在小比例尺的地图上是线状；堤防、公路、街道等都可以抽象为线；行政区划、开发区、规划区、覆盖区、洪水淹没区、水土保持或水土流失地区等等都抽象为面；水库蓄水量、地下水蕴藏量、土方挖填量等等都抽象为体。
　　（3）属性数据与空间数据通过相同的地理位置坐标建立关联。这样，地理位置一旦用GPS定位仪确定，属性数据就可以显示出来，并可进行统计处理或决策支持处理。
　　（4）电子地图显示同多媒体显示技术相互配合，使数据的输出更加生动、形象、丰富多彩。例如：某地的静态数据除用文字、图表来显示外，还配以相应的画面、图片、动画或录像，并配音说明（目前尚在制作中），使呆板的数字能更直观地呈现在用户面前；动态数据打算配上现场实况录像或采用虚拟现实的表现手法；为了强调某些数据，还采用了闪烁、反白、变色、增加亮度等手法。
　　对电子地图加以放大、缩小，或在图上漫游（甚至可采用虚拟现象的手法来模拟平面或空中漫游），并结合起来加以运用。
　3．三防GIS系统简介
　　三防GIS系统1999年初开始建设，即将验收。系统的功能模块有：风雨水潮、三防工程、系统设置三大部分。系统的操作平台是深圳市电子地图，为使图面简洁，初始画面的图层尽量少，待放大到一定的比例尺后，才自动增加有关的图层。
　　风雨水潮部分包含风情信息、雨情信息、水情信息、潮情信息四个子模块。三防工程部分包含工程信息、人员机构、抢险救灾、灾情统计四个子模块。
　　系统的基本功能是：查询、统计、辅助决策三大类。
    查询以电子地图定位为主，选定查询的内容后，只要将光标定位于电子地图上任一点后单击（或双击），即可显示出相应的数据；数据还可以分层叠加显示。上述数据还可以经过处理，进一步绘出等高线图、坡度坡向图、断面图等等。还可以任意某一区域，来查询与之有关的数据。
　　查询也可以内容，来查找相应的地图要素。例如：（输入）台风编号，可在电子地图上显示台风的路径，并表示出台风的移动状况，随着移动位置的不同，分别显示有关的数据〔如：日期、时间、编号、名称、中心附近风速（及相当的风力等级）、某一级大风半径、中心气压、移动方向、移动速度、预计登陆地点与时间、实际登陆地点与时间、本地风速、风向、降雨量及时段等〕。某一地名或水工建筑物名称，并选定有关内容，可查到该地或建筑物在地图上的位置（包括同名地点的分布）及相关数据、工程图纸；输入经纬度，可显示对应的位置等等。查询还揉合进多媒体技术与动画技术，例如，由某地出发到另一地，地图可自动显示出*路径，如路线不通（需人工设置），系统能自动找寻另一条*路径。正在考虑采用虚拟现实技术，当用户选择不同路线行进时，使之能在专门的窗口内显示前进时周围的环境。当然，这种应用需要很高的编程技巧和大量的相关资料（如录像等等），是一种锦上添花的做法，并非必需。
　　统计与查询一样，也可以有两种方式：一是按地点统计相关数据，二是按有关数据统计相应的特点。例如：某一地点后，统计该处的降雨量年平均值、月平均值、年zui大zui小值、月zui大zui小值、日zui大zui小值……或（键盘输入）降雨量统计值，显示符合该条件的降雨地点分布。
　　决策支持与GIS结合，极大地提高了决策水平。统计与查询一般用在灾前和灾后，决策支持则用于情况紧急的灾中。所谓灾中，是指可能发生或已经发生灾害。对于可能发生的暴雨、台风、干旱等灾害，根据气象预报，预测灾害发生的时间、范围、严重程度，并作出相应的预防行动。当然，预测灾害可能发生不等于灾害一定会发生，因为这与气象预报的准确程度密切相关。
　　针对已发生的灾情与险情，在电子地图上显示有关信息。输入地点、受灾人数后，可自动显示抢险队伍的调动*路径、抢险物资（包括工具、器材、设备）的调运*路径、人员疏散与撤退路线、避险中心分布及开放和使用状况，人员物资调运受阻后（道路的通畅情况需人工设置）的应急措施（自动搜索*的另一条通行路线，或由相距zui近的地点再抽调人员和物资）。
　　深圳市三防指挥信息系统在分步实施过程中采用了GIS技术，结合水利（水务）、防风、抗旱的具体业务设计和开发出适合实际工作特点的，功能强大、应用方便的GIS系统，提高了现代化管理水平。
参考文献：
1 地理信息系统原理和方法．边馥苓主编，测绘出版社，1996．