靖会灌区地理信息系统项目规划孙晋威完成系统规划.docx
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靖会灌区地理信息系统项目规划孙晋威完成系统规划
《靖会灌区地理信息系统》
项目规划
白银市靖会电灌工程管理局
2011年12月
靖会灌区地理信息系统项目
5.1、建设地点、范围
通过建立靖会灌区地理信息系统，可以把灌区的基本状况和各种灌溉业务数据整合到电子地图上，通过基于地图的查询，可及时、准确、直观地把握灌区业务现状。
以灌区业务数据采集子系统收集并保存在数据库中的各种水情、雨情、墒情数据为基础，借助靖会灌区地理信息系统的数据可视化能力，可以重现某些水文过程。
以灌区地理信息系统为依托，通过引入矢量模型、栅格模型和与本地区类似的产汇流模型，可以进行各种空间分析和仿真计算，并将分析或计算结果在电子地图上以渲染、专题图、等值线图、流程线图等方式显示出来，甚至模拟（重现）某些水文过程。
5.2、建设缘由
靖会灌区管理中涉及到众多水工建筑物都具有自然地理坐标，而且与灌溉有关的水文水情信息、气象信息和农作物分布信息都具有空间属性。
传统的以表格数据为特征的管理系统难以直观表达这些具有空间属性的数据，甚至根本无法表达此类数据。
而靖会灌区地理信息系统以数字电子地图和空间数据库为基础，可以方便地把各种属性数据叠加到电子地图上，从而很好地适应了管理空间相关数据的需要。
5.3、规划依据
靖会灌区地理信息系统工程方案设计根据《靖会灌区水利信息化系统工程建设规划报告》对近期建设的规划，并遵循有关的法律、规范、标准。
5.3.1、本系统工程中所有设计、制造、安装、试验和检验均应符合下列技术规范、标准：
（1）国际电工委员会（标准）IEC
（2）国际标准化组织（标准）ISO
（3）国际电气电子工程师协会标准IEEE
（4）中国国家标准GB
（5）中国水利电力行业标准SD（DL）
5.3.2、本系统遵照执行的中国国家和中国水利电力行业规范有：
（1）《电气装置安装工程及验收规范》（GBJ232—82）；
（2）《电气建设安全工作规程》（SDJ63—82）；
（3）《电气装置及安装工程母线装置及施工验收规范》（GBJ149—90）；
（4）《泵站技术规范》（安装分册）（SD204—86）；
（5）《电力建设施工及验收技术规范》（SD51—82）；
（6）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169—92）；
（7）《低压电器基本标准》（GBJ497—79）；
（8）《继电保护和安全自动装置技术规程》（SDJ6—83）；
（9）《电测量仪表装置设计技术规程》（SDJ9—87）；
（10）《电气装置安装工程低压电气施工及验收规范》（GB5054—96）；
（11）《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》（GB50171—92）；
（12）《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB60168）；
（13）《水位观测标准》（GBJ138—90）；
（14）《工业企业通信设计技术规定》（GBJ42—81）；
（15）《计算机场地技术条件》（GB2887—89）；
（16）《水文自动测报系统规范》（SL61—94）；
（17）《水利水电工程水情自动测报系统设计规定》（DL/T5051-96）
（18）《基础地理信息要素分类与代码》（GB/T13923-2006）
（19）《数据采集标准》、《数据分层规范》、《数据处理标准》、《数据整合规定》、《信息系统建设标准》、《数据库管理规范和元数据标准》等。
5.4靖会灌区地理信息系统基本功能及结构
5.4.1灌区地理信息系统软件的功能
地图库管理
提供海量地形数据管理功能，能够管理多层地理信息，根据需要控制显示相应的图层，方便快捷地实现地形图数据查询、检索以及输出。
使其反映出灌区自然地理、人文地理和水工建筑物的现状。
输入编辑
提供方便的渠网输入手段，构建并自动维护渠网拓扑关系，建立各类渠系及水工建筑物的空间数据库及属性数据库。
渠网管理
裁剪输出：
提供矩形、圆形、任意多边形以及图幅范围的裁剪方式，可自动添加图饰，按一定比例输出。
三维观察：
根据国家技术规范，生成任意区域渠系横断面、纵断面图，并能打印输出；可自动生成三维立体图，方便用户从各个方向观察特定区域内的渠网分布，并随时显示相关属性。
定位工具：
对整个渠网范围进行分级定位，提供区划、地名等多种方式的检索定位手段。
统计工具：
针对某个区域的建筑、设备进行各种方式的属性统计。
基于地图的查询
提供区域、属性条件（使用条件表达式）、图形条件等多种查询方式，查询与指定物相关的各种信息（比如水工建筑物信息，如渠道的渠道长度、渠顶宽度、坡度、以及堤的构成；某监测点的水文水情数据，如泵站扬程，泵的数量，机组参数，运行状况，最大流量等等），查询结果可以表格、统计图（折线图、直方图、立体直方图、饼图、立体饼图）、分幅图、文字等多种方式输出，并可对查询结果进行二次检索。
系统维护
维护渠系拓扑结构的完整性和数据的一致性。
提供对渠网、水工建筑物等对象属性的修改、更新。
设备的状态预警。
权限管理，系统的使用者具有不同的授权，不同的部门、组和用户都具有一定的权限，系统提供对所有这些权限进行统一管理，在服务端进行验证。
系统安全管理及备份，系统提供了口令验证、加密、权限控制等安全机制，可以将数据访问及读写权限控制到每一个操作对象和每一个用户，使整个系统的安全管理工作更加清晰完整。
系统数据的备份采用服务端自动定期备份的方式。
网络发布
用户可能过internet直接浏览渠系、水文数据等各种信息，查询所感兴趣的相关信息。
可按类型、区域、条件查询相关信息。
5.4.2系统的特点
（1）数据录入方法的多样性。
系统采用多样的数据采集手段，为渠网资料的动态管理提供了有力保障。
（2）系统根据渠网的设备类型来设计数据结构，冗余小，访问效率高，保证了数据模型的合理性以及数据一致性。
（3）数据管理能力强，访问速度快，同时保证快速的显示和检索。
（4）配置灵活，个性化系统设置。
系统结构灵活，用户可以对个性化的操作界面和输出形式进行设置。
（5）查询、检索手段丰富，分析功能强大。
（6）强大的输出功能。
可输出单幅或多幅图件，也可以任意指定图的范围，可输出各类统计表格和统计图。
5.4.3泵站地理信息软件的功能
基本操作
对泵站地形、地貌，泵房全貌，泵房内机组的分布的平面图、立体图的输入、编辑、修改。
对机组、输水管各种属性的输入、编辑、修改。
水量测量站点属性的输入、编辑、修改。
基本情况显示
泵站的地理信息显示，如泵站地形、地貌，泵房全貌，泵房内机组的分布的平面图、立体图等。
泵站基本情况信息显示，如泵站装机容量，扬程，机组参数，渠道上、下游正常水位等。
数据实时显示
泵站实时水量显示
渠道上下游水位显示
机组运行状况显示
机组工作状况显示
数据维护
对原有数据的更新
对错误数据的修改
5.3.4灌系地理信息软件的功能
基本操作
对灌区地形、地貌，区域划分，作物分布的输入、编辑、修改。
对渠系各种属性的输入、编辑、修改。
对管网、各中水工建筑物各种属性的输入、编辑、修改。
对新建、改建、改造的各中水工建筑物、渠系等各种属性的输入、编辑、修改。
基本情况显示
灌区的地理信息显示，如地形、地貌，区域分布的平面图、立体图等。
渠系基本情况信息显示，如渠道长度、渠顶宽度、渠底宽度、坡度，衬沏等参数。
水工建筑物基本情况信息显示，如建筑物名称、位置、建设年代、现状，建筑物的长、宽、高等参数
数据实时显示
渠道某点水位显示
渠道某个截面的累积水量显示
灌区内雨量点的雨量实时显示
渠系动态配水显示
数据维护
对原有数据的更新
对错误数据的修改
5.3.5系统维护管理模块
（1）用户管理
按照部门、组、用户的层次结构来管理每个用户。
（2）权限管理
系统的使用者具有不同的授权，不同的部门、组和用户都具有一定的权限，系统提供对所有这些权限进行统一管理，在服务端进行验证。
（3）备份管理
系统数据的备份采用服务端自动定期备份和客户端不定期备份相结合的方式。
（4）系统安全管理
系统提供了口令验证、加密、权限控制等安全机制，可以将数据访问及读写权限控制到每一个操作对象和每一个用户，使整个系统的安全管理工作更加清晰完整。
5.3.6防汛信息管理与防洪减灾决策支持系统
防洪减灾决策支持系统作为人类抵御洪水灾害的重要非工程措施，以地理信息系统为集成平台。
防汛信息包括气象信息、水雨情信息、渠系信息、渠系工程信息、泵站前池和蓄滞洪区信息、物料人防信息、险情信息、灾情信息、历史背景信息等，都具有明显的空间分布特征，以地理信息系统为集成平台，可以把各种信息有机的结合起来，并可以实现与实时数据和计算模型的动态连接。
5.3.6.1专业化的系统功能
1、图形化信息服务
在综合数据库和地理信息系统空间数据库的支持下，以方便快捷的方式查询气象、实时降雨、水情、工情、洪水预报结果、调度方案、灾情评估结果、工程运行状况、各类基本资料等全面信息，公开信息以Internet方式发布。
2、汛情自动监视
根据实时的雨、水、工情等信息，与相应的各种特殊值及防洪预案进行比较，如果超限，则以系统自动触发方式，通过光、声、闪耀等形式给出报警信息。
3、防洪调度
防洪形势分析
调度方案制订
方案的评价与选择
决策实施
4、灾情评估
确定淹没区水位
确定淹没区范围
灾情评估
迁安咨询
实际灾情的统计
5、决策会商
会商人员管理
会商信息管理
模拟仿真评估
异地多媒体会商
方案实施
完善的模型库和方法库
5.3.6.2防洪指挥决策支持系统包括以下模型：
（1）洪水过程计算模型
暴雨分析模型
气象模拟预测模型
降雨径流模型
洪水演进模型
蓄滞洪区洪水调度模型
溃坝决堤、渠系模拟模型
泵站、前池蓄水调度模型
（2）方案评估体系
灾害损失评估模型
5.3.7基于地理信息系统的水质信息发布系统
5.3.7.1系统建设的必要性
1.适应环境管理的新发展
应用地理信息系统技术，实现网上水质信息的直观、图像化发布，为实现灌区水资源优化配置提供手段，为决策提供依据，为水环境管理更好地服务灌区发展创造条件，也体现出采用现代信息技术改造传统管理模式的目的。
2.系统结构设计
图1系统结构示意图
系统结构如图1所示，系统结构在第一个层次上分为信息维护、水质评价、基本地理信息功能、信息查询和专题地图五个部分，拓扑结构：
考虑到系统的应用范围、业务规模和区域的地理分布以及靖会管理局的业务特点，建议采用C/S和B/S结合的方式，将系统建成资源共享、又可灵活拓展的实用的地理信息系统，并为靖会管理局水资源管理部门以及其它相关部门的系统提供接口和服务支持。
系统各个功能模块的简要描述如下：
3.信息维护
在信息维护子系统中，能够实现对各类信息的录入、修改、删除等功能。
并且，在系统用户对数据进行这些操作时，系统能够辨别用户对数据的操作权限，对未被授权的用户拒绝其操作。
4.水质评价
选择评价参数，评价渠系各水质指标以及全指标能够满足何种类别的水用途，统计出超标污染物名称及超标倍数，将评价结果存储在地面水水质评价结果表中，并且形成评价成果表。
地面水水质评价分为每测次水质评价和年平均水质评价。
5.基于地理信息系统水质信息发布的效果
（1）提供地图的放大、缩小、漫游、全图显示、图层控制、保存图形、信息查询、查询站网布设状况、查询测站位置、查询分析区域环境质量状况功能，对不同的地理信息如各种测站，提供分图层分别显示，实现地图的打印预览和打印。
（2）提供污染物浓度分布专题地图、污染物评价类别分布专题地图、污染物评价类别时间变化趋势专题地图、污染物评价类别色彩渲染专题地图等。
5.5、工程任务及规模
靖会灌区地理信息系统的建设任务是消除靖会灌区各系统之间的信息孤岛，屏蔽系统异构，实现靖会灌区信息的共享和协同服务。
实现靖会灌区管理所需的水情、墒情、工情等信息的采集、传输、存储、处理与分析的现代化和自动化。
靖会灌区地理信息系统在灌区的应用就是把灌区内各种与水相关的信息通过各种技术手段，按照统一的数据规则，集成到统一的地理信息平台上，从而实现靖会灌区内与水相关的各种信息的统一管理。
靖会灌区地理信息系统采用C/S和B/S共用模式开发，其中地理信息采集设备及系统汇总如下：
1、灌区地理信息设备及软件2套
2、泵站地理信息设备及软件38套
3、灌系地理信息设备及软件5套
4、系统维护管理设备及模块44套
5、防洪抗旱设备及软件361处+38处+60处
5.6、投资估算
本次靖会灌区靖会灌区地理信息系统总投资费用为3450万元。
其中工程费用3000万元，税金450万元。
系统投资设备清单：
1、靖会灌区地理信息系统设备
序号
设备名称
数量
1
灌区地理信息设备
2
2
泵站地理信息设备
38
3
灌系地理信息设备
5
4
系统维护管理设备
44
5
防洪抗旱设备
361处+38处+60处
2、靖会灌区地理信息系统软件
序号
设备名称
数量
1
灌区地理信息软件
2
2
泵站地理信息软件
38
3
灌系地理信息软件
5
4
系统维护管理模块
44
5
防洪抗旱设备及软件
361处+38处+60处
5.7、项目前期工作
一是明确水利信息化工作思路和方向。
组织编制了《靖会灌区地理信息系统规划》的编制，提出了该项目建设的总体框架、目标、任务。
二是根据建设需要，拟定单项工程建设目标和任务。
按照急用先行、长远规划的原则，对靖会灌区地理信息系统做了单项规划报告。
三是紧紧围绕靖会灌区地理信息系统建设任务，积极做好单项实施项目的设计和实施方案编制工作。
四是深入各科室、各水管所、各泵站、渠道等进行实地调查研究，为靖会灌区信息化建设前期工作稳步推进奠定基础，结合自身情况编制了靖会灌区地理信息系统规划，完成了靖会灌区信息化建设初步设计的编审工作。
靖会工程管理局
孙晋威
2011年12月26日
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