基于WebGIS防汛抗旱決策支持應(yīng)用研究課題研究情況簡介

1、基于WebGIS的防汛抗旱決策支持應(yīng)用研究課題研究情況簡介應(yīng)用單位：泰州市水利局1.1       立項緣由隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，人民群眾對政府的服務(wù)能力和水平提出了更高的要求。政府信息化建設(shè)對于加強轉(zhuǎn)變政府職能，提高工作質(zhì)量和效率，增加各級政務(wù)部門的管理能力、決策能力、應(yīng)急處理能力和公共服務(wù)能力，促進社會監(jiān)督，更好地解決人民群眾最關(guān)心的問題，具有十分重要的意義。因此，推進政府信息化建設(shè)的任務(wù)就提上了日程。就水利行業(yè)而言，防洪抗旱安全保障的重要性越來越體現(xiàn)出來，對相關(guān)的業(yè)務(wù)水平也提出了更高的要求。隨著水利信息化建設(shè)和防汛決策支持系統(tǒng)

2、的不斷深入，我市水利防汛防旱水平不斷提高和管理技術(shù)手段不斷更新，到目前為止已先后完成了省市縣三級通訊網(wǎng)絡(luò)、計算機局域網(wǎng)、防汛會商系統(tǒng)（含異地會商系統(tǒng)）、沿江中型閘和部分城市防洪工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，具備了部分工程現(xiàn)場、遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控能力以及防汛防旱信息迅速收集、傳遞和分析的能力，為防汛防旱、水環(huán)境改善和水資源調(diào)度起到了有效的支撐。經(jīng)過多年運行，總的來說，一方面我市的決策支持系統(tǒng)軟硬件資源仍然沒有得到充分利用，一方面已建軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性和可維護性較差，再一方面軟件系統(tǒng)之間兼容性較差、不能實現(xiàn)諸多數(shù)據(jù)的有效集成和數(shù)據(jù)共享。為此，目前我市的防汛決策支持系統(tǒng)建設(shè)急需從偏重硬件建設(shè)向

3、偏重應(yīng)用軟件建設(shè)轉(zhuǎn)變、從注重建設(shè)向注重管理轉(zhuǎn)變，這在客觀上需要加強應(yīng)用系統(tǒng)的研究、建設(shè)和管理?；谶@種情況，我市產(chǎn)生了基于WebGIS的水利防汛抗旱空間決策支持系統(tǒng)研究思路。近年來，飛速發(fā)展的Internet/Intranet已經(jīng)成為GIS（地理信息系統(tǒng)）新的系統(tǒng)平臺，利用Internet技術(shù)在 Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)供用戶瀏覽和使用成為GIS發(fā)展的必然趨勢，因此WebGIS（可以定義為在Web上的GIS）應(yīng)運而生，也標(biāo)志著GIS系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。用戶可以瀏覽 WebGIS站點中的空間和屬性數(shù)據(jù)、制作專題圖，進行各種業(yè)務(wù)所需的空間檢索和空間分析；同時WebGIS是GIS走向

4、杜會化和大眾化、實現(xiàn)地理信息資源共享的有效途徑。可以說WebGIS成為GIS發(fā)展的必由之路。目前， 國外ESRI、 MapInfo、 Intergraph、 AutoDesk等公司已經(jīng)提供了他們各自的WebGIS解決方案，國內(nèi)的學(xué)校、科研院所和公司也在WebGIS方面做了很多工作，開發(fā)出一些商品化WebGIS平臺。水利作為一個自然地理特征非常強的行業(yè)，自然需要象地理信息系統(tǒng)這樣新的方法和技術(shù)的支持，但WebGIS在水利防汛抗旱應(yīng)用方面尚缺乏較為成熟和完整的應(yīng)用先例。本課題正是根據(jù)當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展、政府轉(zhuǎn)變職能、決策支持系統(tǒng)建設(shè)需要提出的，具有行業(yè)普遍性，也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用推廣前景。進行WebGIS

5、的研究將有助于提高我市水利地理信息資源的共享水平、數(shù)據(jù)集成水平和降低管理成本，提高政府管理部門的行政、管理和服務(wù)能力，提高我市防汛的決策水平和效能，促進本地區(qū)盡早實現(xiàn)水利管理現(xiàn)代化。2.1       研究目標(biāo)和任務(wù)基于上述立項情況，本課題研究主要致力于在現(xiàn)有較成熟的WebGIS平臺的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞防汛抗旱的業(yè)務(wù)需要進行二次開發(fā)，提高我市水利行業(yè)當(dāng)前的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用水平。為此，通過反復(fù)不斷研究，確定了水利防汛抗旱WebGIS應(yīng)用研究目標(biāo)：l       

6、0; 研究確定經(jīng)濟、技術(shù)可行的泰州市防汛抗旱WebGIS解決方案l         評測選擇合適的WebGIS軟件平臺l         防汛抗旱業(yè)務(wù)相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設(shè)計、存儲l         與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容、集成和融合等內(nèi)容l         完成泰州市防汛抗旱空間決

7、策支持系統(tǒng)的開發(fā)l         熟悉當(dāng)前先進的軟件開發(fā)方法l         能對當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程起到規(guī)范和自動化作用l         為以后水利信息化項目的實施積累建設(shè)管理經(jīng)驗圍繞研究目標(biāo)，要把泰州市防汛抗旱WebGIS系統(tǒng)將設(shè)計成為一個實用、經(jīng)濟、易擴展的信息系統(tǒng)；利用計算機強大的信息存儲處理功能和計算機網(wǎng)絡(luò)通信功能，提供多方面內(nèi)涵的信息共享和集成，

8、包括業(yè)務(wù)相關(guān)的工情、水情、汛情、災(zāi)情、防汛預(yù)案、社會和經(jīng)濟等各種信息；系統(tǒng)功能上，不僅具有一般信息管理、查詢和顯示的功能，還具有防汛形勢動態(tài)更新、各種專題圖制作與分析、緩沖區(qū)分析、路徑分析、空間量算、空間信息查詢、圖層管理；可以為工程管理、防汛調(diào)度、組織搶險、法律法規(guī)等提供相應(yīng)的信息服務(wù)。3.1       研究方法和技術(shù)路線由于本項目實際上是在現(xiàn)有WebGIS軟件平臺基礎(chǔ)上的應(yīng)用系統(tǒng)研究和開發(fā)，在研究過程中主要涉及到包括軟件工程管理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WebGIS技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)等在內(nèi)的諸多技術(shù)，系統(tǒng)復(fù)雜、制約影響因素很

9、多。由于一個軟件系統(tǒng)的質(zhì)量往往取決于軟件開發(fā)過程，為保證該課題研究工作能夠順利推進，確立了以軟件開發(fā)過程及其項目管理為主線，其他相關(guān)技術(shù)圍繞該過程實踐應(yīng)用、解決階段性問題的研究方法，這樣一方面，可以實現(xiàn)規(guī)范的項目管理、把握總體研究質(zhì)量和進度，突出系統(tǒng)架構(gòu)的開發(fā)；另一方面便于參與研究的各方面進行交流、溝通，圍繞共同目標(biāo)解決問題，按需求將系統(tǒng)建設(shè)成為一個經(jīng)濟實用、技術(shù)可行、先進的空間決策支持系統(tǒng)。實際過程中，根據(jù)軟件生存周期理論，以軟件開發(fā)瀑布模型為藍(lán)本，但考慮到其缺乏靈活性、無法通過開發(fā)活動來澄清本來不夠明確的需求，又借鑒了Rational統(tǒng)一開發(fā)過程的概念（其核心是為軟件系統(tǒng)的開發(fā)提供指南、文

10、檔模板和工具，可以實現(xiàn)迭代地開發(fā)軟件，容易明確管理需求，充分利用基于組件的架構(gòu)，實現(xiàn)了可視化建模，方便驗證軟件質(zhì)量和控制對軟件的變更），形成了本系統(tǒng)開發(fā)的核心工作流程：業(yè)務(wù)建模、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、測試、部署（系統(tǒng)維護、運行）。這樣允許從時間和職能角度，對整個過程的研究和開發(fā)活動進行組織，使軟件開發(fā)的過程同時也成為政府部門實施建設(shè)管理的過程。根據(jù)核心工作流程，歸納確定了系統(tǒng)基本建設(shè)管理程序和系統(tǒng)建設(shè)涉及人員的職能定位（見附表），確保在每一個階段，有關(guān)防汛防旱業(yè)務(wù)需求、WebGIS技術(shù)應(yīng)用研究、運行環(huán)境的構(gòu)建、軟件開發(fā)等研究均能夠逐步開展，最終實現(xiàn)對需求、軟件變更的有效管理。4.1 &

11、#160;     課題研究工作開展過程和管理在課題研究過程中，為保證研究成果的質(zhì)量，課題組嚴(yán)格按照確定的核心工作流程、建設(shè)管理程序和職能分工有效實施了項目管理和過程控制：4.1.1        業(yè)務(wù)建模（可行性研究階段）本階段主要工作有確定系統(tǒng)的規(guī)模和范圍、總體要求、所需的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境、根據(jù)業(yè)務(wù)確定對操作的要求，從技術(shù)上、經(jīng)濟上、使用上分析需解決的問題，形成可行的WebGIS解決方案。2001年11月20日，經(jīng)過對我市防汛防旱決策支持系統(tǒng)現(xiàn)狀和當(dāng)前WebGIS實現(xiàn)技術(shù)調(diào)研，完

12、成了可行性研究報告編制（參見可行性研究報告）。之后，根據(jù)可研報告，一方面選擇ArcInfo、MapInfo、TopMap和SuperMap等國內(nèi)外四種產(chǎn)品進行綜合比選，最后根據(jù)科技部發(fā)布的評測結(jié)果并綜合考慮性能、功能、價格等因素，決定選擇SuperMap系列軟件作為本課題的WebGIS平臺，并組織人員進行了培訓(xùn)；另一方面，收集整理了泰州市水系圖（1：150000）、防汛業(yè)務(wù)等原始空間和屬性數(shù)據(jù)。最后編制了項目開發(fā)計劃。4.1.2        需求分析本階段主要通過系統(tǒng)研究開發(fā)人員與防汛防旱工作人員之間的交流溝通，不斷澄清對

13、系統(tǒng)功能需求，最終形成一個完整、清晰、一致的關(guān)于軟件性能、功能、數(shù)據(jù)、界面的需求說明。首先，確定了軟件系統(tǒng)的綜合要求，描述了輸入輸出數(shù)據(jù)等外部特征，然后重點通過UML方法分析了系統(tǒng)的功能需求，與此同時確定了安全性、保密性、可靠性、運行要求、系統(tǒng)響應(yīng)時間、運行數(shù)據(jù)等方面的要求（參見需求分析報告）。為更好的利用SuperMap系列軟件進行開發(fā)、把握技術(shù)重點難點，開發(fā)了一個原型系統(tǒng)驗證了需求，同時修正了研究開發(fā)計劃。4.1.3        系統(tǒng)設(shè)計本階段確定了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（B/S和C/S混合結(jié)構(gòu)），著重進行了軟件的模塊劃分，定

14、義了每個模塊的功能、接口，在此基礎(chǔ)上完成了輸入輸出設(shè)計、處理過程設(shè)計、用戶界面設(shè)計、安全控制設(shè)計，同時根據(jù)水利工程基礎(chǔ)信息代碼編制規(guī)定、泰州市防汛手冊以及常用業(yè)務(wù)報表等資料完成了泰州市防汛抗旱業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的規(guī)范化設(shè)計（參見系統(tǒng)設(shè)計報告）。最后完成代設(shè)計，結(jié)束了泰州市防汛抗旱空間決策支持系統(tǒng)軟件部分的開發(fā)。4.1.4        系統(tǒng)測試為及時發(fā)現(xiàn)和改正系統(tǒng)中存在的功能、性能、使用等方面的問題和缺陷，擬定了測試計劃和大綱，組織實施了系統(tǒng)功能、實際運行（硬件、網(wǎng)絡(luò)測試）、數(shù)據(jù)錄入等多方面的測試。最終保證了整個系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和易用性。（參見系統(tǒng)測試報告）4.1.5        系統(tǒng)部署、運行和維護考慮到系統(tǒng)正常運行和發(fā)揮效益，構(gòu)建了泰州市防汛抗旱空間決策支持系統(tǒng)的運行環(huán)境，對防辦工作人員進行了培訓(xùn)確保對系統(tǒng)的理解和正確使用，制定了泰州市防汛抗旱決策支持系統(tǒng)運行管理工作方案征求意見稿，規(guī)范了該系統(tǒng)的運行管理工作。同時，繼續(xù)解決運行過程中發(fā)現(xiàn)的問題、完善系統(tǒng)功能和性能、編制了系統(tǒng)開發(fā)全過程的文檔，便于系統(tǒng)的升級和維護。5.1  &