论文摘要
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,“以信息化带动水利现代化”是水利部制定的战略决策。开发灌溉管理信息系统,实现灌溉管理工作的自动化、网络化,是推动我国灌区管理工作现代化和规范化的重要措施。随着信息技术的迅速发展,信息处理方式正逐步由人工处理转向计算机处理,灌溉管理工作对信息传输速度和可靠性也提出了更高的要求,建设高效、可靠的以计算机为支持的灌溉信息系统已成为水利发展的必要需求。随着分布式计算技术、面向对象的构件技术、网络技术的迅速发展,以及Internet在社会生活中的日益普及,出现了与WWW相结合的GIS——WebGIS,并迅速成为目前GIS发展的最重要的方向。运用计算机网络技术、数据库技术、GIS技术等现代技术手段发展灌溉信息工程,实现灌溉信息的开放性、可共享性和时效性是目前水利GIS发展的重要方向,具有十分重要的现实意义。本文在全世界普遍面临水资源紧缺的严峻形势之下,以科学发展观为指导思想,以“量水而行,以水定发展”、“有多少水,办多少事”为原则,以陕西省宝鸡峡灌区为研究对象,在灌区用水总量控制和定额管理约束条件下,建立基于WebGIS的灌区经济用水决策支持系统,为实现灌区的数字化、信息化管理,以及获得灌区农业生产的最佳经济效益、社会效益和生态环境效益服务,并为最终创建一个资源节约型和环境友好型的现代化灌区,实现灌区水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展提供科学依据。本文首先对国内外的灌区信息化建设进行了深入地研究与总结,在此基础之上,结合陕西省宝鸡峡引渭灌区的实际情况,针对其在信息化建设、管理手段以及灌溉制度等方面存在的问题与不足进行了深入地分析与探讨,提出了经济用水模式的灌溉管理制度,并建立了基于WebGIS的应用管理系统平台。系统的建设概括地分为三个阶段,即设计阶段、数据处理阶段和开发阶段。在三个不同的阶段中得到的主要研究结论如下:(1)设计阶段,通过对现有各种WebGIS软件技术的比较,深入研究了WebGIS的体系结构、实现技术及相关知识,并最终选择ESRI公司的ArcIMS作为开发平台;系统的框架结构选择B/S三层体系结构模型,即展示层、事务逻辑层和数据存储层;在系统框架结构之上对系统的功能模块进行了详细而全面的设计,数字灌区模块和用水优化决策模块是本系统功能设计的核心。针对经济用水优化模型的设计,利用多目标最优化、因子权重法等运筹学、规划学方法和理论,得出了宝鸡峡灌区理论上的最佳水资源配置方案,实现了宝鸡峡灌区数字化管理方式下的经济效益、社会效益及生态效益三者共贏的发展模式。(2)数据处理阶段,针对空间数据,按照地图要素类型进行分层矢量化,分层组织和管理点状要素、线状要素和面状要素,最终完成了宝鸡峡灌区地理空间数据在统一坐标系统下的数字化处理;同时对属性数据及多媒体数据等资料进行收集、整理、编码和归一化,为下一步系统数据库的建立做好充足的准备;对宝鸡峡灌区供需水量的历史数据进行了统计与分析,利用灰色预测方法,建立了可实时更新的宝鸡峡灌区供需水量预测模型,为灌区未来工作的规划与部署提供科学的量化依据。(3)系统开发阶段,按照软件工程的思想,对系统进行了可行性分析和用户需求分析,并对系统设计原则和方法提出了一定的要求;系统数据库采用ArcSDE空间数据库引擎和MicrosoftSQLServer2005数据库软件共同构建,ArcSDE作为一个中间件负责空间数据的调用与存储,SQLserver2005数据库系统负责存储和管理空间数据和属性数据,实现了空间数据和属性数据放在一个关系表中统一管理,最大程度地保证了空间实体的完整性。本系统使用Visual Studio 2005作为整个系统的开发环境,使用C#作为主要开发语言;在开发过程中使用到的其他辅助软件及语言环境主要有ArcGIS 9.2、Photoshop CS、CorelDraw 12、Flash MX2004、FrontPage2003、HTML、JavaScript、SQL语言等。系统开发完成后,对系统各个功能模块都进行了运行调试,结果运行良好,达到了预期的目标。本系统的建立,为宝鸡峡灌区的管理、规划和决策提供了快速、直观和有效的手段,对推进水利资源领域的数据信息共享与开发、利用,具有一定的理论与实用价值。