基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設計與應用

PAGE題目：基于GIS的水資源綜合管理系統(tǒng)設計與應用專業(yè)：測繪工程【摘要】：針對我國水資源短缺的矛盾，以及地下水的過度開采和日趨嚴重的水體污染，嚴重影響了中國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且還嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人們的健康。為了進一步了解和監(jiān)測水資源的情況，提出對水資源進行綜合管理。對于嚴重缺水城市，執(zhí)行取水許可制度尤為重要。本文主要對水資源信息管理系統(tǒng)中的取水口位置最優(yōu)化選擇功能進行分析，在詳細研究水務局管理制度和業(yè)務模式后，提出基于GIS的取水許可管理系統(tǒng)的解決方案，詳細闡述了系統(tǒng)建設思路、開發(fā)架構、數(shù)據(jù)庫建設、系統(tǒng)功能設計等內(nèi)容。系統(tǒng)實現(xiàn)了取水許可業(yè)務外網(wǎng)申報、內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成、空間數(shù)據(jù)入庫等全流程信息化管理，提高了取水許可辦公軟件和自動化水平。并介紹了大連市水資源管理的應用例子，得出了具體水資源管理開發(fā)設計的成果。整體來看，水資源管理系統(tǒng)的建設現(xiàn)狀處于發(fā)展階段，并且針對水資源的具體情況得出了相應的闡述和對策?！娟P鍵詞】：取水許可；水資源管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫；應用；

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1．引言 11.1課題的背景 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3

課題研究目標和內(nèi)容 12．建設技術方案 32.1平臺選型 32.2系統(tǒng)設計 32.3建設框架 43．數(shù)據(jù)庫設計 63.1空間數(shù)據(jù)庫設計 63.2業(yè)務數(shù)據(jù)庫的設計 63.3系統(tǒng)功能設計 73.4數(shù)據(jù)入庫 74．水資源管理應用舉例 94.1基礎管理應用 94.2統(tǒng)計評價應用 94.3水資源保護中應用 104.4水環(huán)境管理的應用 115．總結與展望 13致謝 14參考文獻 15PAGE141．引言1.1課題的背景中國是一個干旱缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／4、美國的1／5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一[1]。據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，對中國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重影響，而且還嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。目前我國城市供水以地表水或地下水為主，或者兩種水源混合使用，有些城市因地下水過度開采，造成地下水位下降，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗，使海水倒灌數(shù)十公里。由于工業(yè)廢水的肆意排放，導致80％以上的地表水、地下水被污染。當代資源、人口和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為我國及全世界共同關注的重大戰(zhàn)略問題，對于作為人均水資源貧國的我國卻是世界人口最多的國家，這種情況下，我國水資源可利用率、農(nóng)業(yè)畝均用水和人均用水顯得更加有限。特別是我國北方嚴重缺水的城市，人均水資源占有量極少，隨著城市規(guī)模和人口的急劇增加，加之連續(xù)數(shù)年的干旱少雨，城市地下水位逐年下降，地表水庫蓄水能力嚴重不足，水資源的供需矛盾問題日益突出。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，20世紀七、八十年代，美國田納西流域管理局利用GIS技術處理和分析各種流域數(shù)據(jù)，為流域管理和規(guī)劃提供決策服務，GIS開始應用于水資源管理。隨后在運用GIS研究水資源管理中取得了較有實用價值的系統(tǒng)與理論研究成果。對于水資源綜合管理系統(tǒng)應用中，國外也很多對它研究。在德里水資源管理的問題與展望的綜合方法中提到，在面臨水資源短缺，是由于在不同地區(qū)水供應和經(jīng)濟發(fā)展不相適應，以及工業(yè)化，地區(qū)性差異等造成的，水源嚴重污染和不足，導致水浪費很嚴重[2]。水資源的管理必須結合土地利用的轉變，協(xié)調(diào)中期和長期利用。利用可再生資源，平衡，并在水資源利用中充分建設。在國內(nèi)，王晨華結合可持續(xù)發(fā)展理論、二元系統(tǒng)論的指導下，運用多種數(shù)學方法，對云南省十六個地市的水資源管理做了單項和綜合評價。王超在地理信息系統(tǒng)在水資源評價中的應用初探中運用GIS等計算機技術開展水資源調(diào)查評價的分析計算，就GIS在水資源調(diào)查評價中的應用而言，國內(nèi)外沒有深入的研究，它根據(jù)水資源調(diào)查評價工作的具體需求，結合GIS基本功能、構成特點，從水資源空間分析探索GIS在水資源調(diào)查中的應用[3]。我國從1980年開始進行全國水資源調(diào)查評價和水資源利用的調(diào)查分析工作，對地表水資料、地下水資料、水資源總量和水質(zhì)進行了評價。為了進一步了解和監(jiān)測水資源情況，水利部門已有包括170多個主要測站的全國水資源信息管理系統(tǒng)。水資源信息管理系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)的基礎或者是組成部分，而GIS是其基礎，同時也是提取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的平臺。

這些以GIS技術為支撐的信息管理系統(tǒng)和空間決策支持系統(tǒng)的功能主要有以下幾個方面：自然、地理、社會經(jīng)濟等基礎背景數(shù)據(jù)，水利工程與設施，監(jiān)測站點，水質(zhì)與水量的歷史與實時數(shù)據(jù)，水環(huán)境評價等級，水質(zhì)標準及法規(guī)和條例，決策項目和邊界條件數(shù)據(jù)，水污染預測數(shù)據(jù)的采集和管理；建立數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性特征的拓撲關系，用來進行數(shù)據(jù)的雙向查詢；通過對區(qū)域或上下游水質(zhì)的空間分析，找出某水質(zhì)參數(shù)嚴重超標的污染源；各類數(shù)據(jù)的可視化表達和可視化共享；水質(zhì)水量模擬與預測；污染排放管理與控制；取水口位置最優(yōu)化選擇和各類突發(fā)事件的處理方案及優(yōu)化。1.3

課題研究目標和內(nèi)容面對水資源的供需矛盾問題的日益突出，我國水務局提出要落實“最嚴格的水資源管理制定”，要以更加科學、嚴密的方式審批核查取水許可、控制核算取排水量、合理配置調(diào)度水資源，最終實現(xiàn)水資源配置管理“總量控制，定額管理”的目標。本文就取水口位置最優(yōu)化選擇為例，闡述有效合理的控制地下水資源的開采利用?；贏rcGISServer9.3.1的JavascriptAPI平臺，將基礎地理數(shù)據(jù)、水務基礎數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)有機的結合在地圖上，并對相關資料進行分析和綜合后，選出最優(yōu)取水口位置。而取水許可管理系統(tǒng)應運而生，其旨在以業(yè)務應用為基礎，以GIS技術為核心，綜合應用空間數(shù)據(jù)庫技術、中間件技術、數(shù)據(jù)交換技術等信息化技術建立準確、全面、規(guī)范的地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)對水資源管理行政許可業(yè)務（取水許可）工作的分析和支持，為大連市實施水資源總量控制，實現(xiàn)水資源業(yè)務管理的科學化、信息化提供必要的依據(jù)和手段。

2．建設技術方案2.1平臺選型系統(tǒng)建設基于ArcGISServer9.3.1的JavascriptAPI平臺，空間數(shù)據(jù)庫引擎為ArcSDE9.3.1forOracle10gR2。業(yè)務數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線DB2訪問。開發(fā)架構用Dojo+DWR+Hibernate的J2EE.結構。前端基于Ajax技術，極大豐富客服端的應用體驗及交換操作，開發(fā)工具為myEclipse6.5。ArcGISServer是大型地理信息系統(tǒng)基礎平臺，能夠完全勝任各種GIS系統(tǒng)的建設開發(fā)，能夠提出對服務器的管理、空間數(shù)據(jù)倉庫支持、空間功能倉庫支持，可以為其他基礎平臺提供統(tǒng)一的功能組件、服務GIS組件，移動終端（嵌入式）組件和空間數(shù)據(jù)引擎。ArcGIS在數(shù)據(jù)采集、檢查處理、售后服務等方面相對于其他GIS平臺有著明顯的優(yōu)勢，同時占用資源小，安裝維護方便，已經(jīng)被應用于國土、水利、林業(yè)、環(huán)保等諸多領域。水資源綜合管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集和編輯處理要求較高，ArcGISServer9.3.1能支持多種數(shù)據(jù)采集編輯的方法，完全能夠完成多種源數(shù)據(jù)的采集和各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)編輯功能。2.2系統(tǒng)設計2.系統(tǒng)設計遵循以下原則[4]：①標準化與可擴展原則，嚴格遵循現(xiàn)有的國家標準和行業(yè)規(guī)范，充分利用先進的軟件開發(fā)理論、技術，使搭建的系統(tǒng)具有良好的擴展性、開放性，能夠適應業(yè)務的增長和補充，②實用、易操作、便于維護原則。系統(tǒng)應具有良好的實用性，操作簡單快捷，界面友好，系統(tǒng)和數(shù)據(jù)易于部署、維護、更新和管理。③高性能和安全性原則。系統(tǒng)在系統(tǒng)設計、開發(fā)和應用時，充分考慮系統(tǒng)的性能，確保較高的穩(wěn)定性和響應速度，保證相關數(shù)據(jù)的安全。2.2取水許可管理系統(tǒng)涉及到用戶為社會公眾（取水用戶）和內(nèi)網(wǎng)用戶（水務行政主管審批部門），該系統(tǒng)建設的總體目標是在“3+1+1+2”的信息化建設框架下（3網(wǎng)：外網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)；1庫：1個水資源綜合性數(shù)據(jù)庫；1個體系：水資源綜合性數(shù)據(jù)庫共享交換服務體系；2個平臺：水資源信息化服務架構平臺、數(shù)據(jù)管理平臺），以“三網(wǎng)一庫”和“水資源綜合性數(shù)據(jù)庫共享交換服務體系”為基礎，建設一個具有高安全性、高可靠性的數(shù)據(jù)管理平臺和水資源信息化服務架構平臺?？傮w建設思路如圖2-圖2-1總體建設思路圖外網(wǎng)取水用戶（社會公眾）通過水務局外網(wǎng)申報系統(tǒng)填寫取水許可申報信息，內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通道實時將外網(wǎng)申報數(shù)據(jù)同步至局中心內(nèi)網(wǎng)前置機；與此同時，外網(wǎng)申報系統(tǒng)調(diào)用取水許可管理系統(tǒng)提供的WebService數(shù)據(jù)接口，將申報數(shù)據(jù)（位于局中心內(nèi)網(wǎng)前置機）同步寫入取水許可管理系統(tǒng)。最終辦結結果也以這種方式實時向外網(wǎng)公布。內(nèi)網(wǎng)審批人員通過登陸內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一門戶（水資源綜合管理信息平臺）訪問局中心OA行政審批系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了與CA統(tǒng)一認證集成，可以以鏈接方式直接查看取水許可管理系統(tǒng)的業(yè)務申報單，解決了局中心OA行政審批與取水許可管理系統(tǒng)的無縫集成問題。取水許可證文件服務器存儲各個區(qū)縣的取水許可證備案數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由各區(qū)縣負責審批，利用ETL工具定時抽取最終匯交到市水務局。區(qū)縣前置機存儲點的數(shù)據(jù)庫通過共享平臺實時與取水許可分析系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享交換。2.3建設框架取水分析系統(tǒng)詳細設計時，嚴格遵循模型—視圖—控制器（MVC）分離原則，采用了Dojo+DWR+Hibernate的J2EE。結構多層開發(fā)架構[5]。架構圖如圖2-2所示。開發(fā)工具開發(fā)工具：MyEclipse6.5用戶界面層：Dojo1.4.3服務層：DWR2.0/ArcGISServer9.3業(yè)務層：Spring2.5數(shù)據(jù)訪問層：Hibernate3.2數(shù)據(jù)存儲層：DB2/Oracle10g應用服務層：Tomcat圖2-2建設架構圖本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實際存儲在Oracle10g中，但是本系統(tǒng)不直接操作該Oracle10g，而是通過DB2數(shù)據(jù)總線來進行間接的操作。數(shù)據(jù)訪問層使用Hibernate框架。業(yè)務層使用Spring框架。Spring可以輕松的管理應用組件以及他們之間的依賴性，同時Spring還提供事務管理框架、DAO支持、支持主流O/RMapping框架的集成、支持各種標準J2EE組件技術的集成。在服務層，對于空間數(shù)據(jù)以及地圖，使用ArcGISServer9.3發(fā)布為Web服務。而對于業(yè)務屬性數(shù)據(jù)與信息，使用DWR框架將其發(fā)布為Web服務。用戶界面層使用DojoJavaScript庫。Dojo設計的包括加載機制和模塊化的結構，能保持更好的擴展性，提高執(zhí)行性能，減輕了用戶開發(fā)的工作量，并保持一定的靈活性。

3．數(shù)據(jù)庫設計3.1空間數(shù)據(jù)庫設計從數(shù)據(jù)的類型來看，可以將系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)分為基礎地理數(shù)據(jù)、水務基礎數(shù)據(jù)、水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)四類數(shù)據(jù)[6]?？臻g數(shù)據(jù)庫設計如圖3-1所示。圖3-1空間數(shù)據(jù)庫設計框架（1）基礎地理數(shù)據(jù)基礎地理數(shù)據(jù)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設的基礎空間位置參考。包括：水系及附屬設施、地址地貌、植被、居民地、工礦及附屬設施、交通及附屬設施、境界等七大要素。（2）水務基礎數(shù)據(jù)用戶取水口、機井數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)圖層。它們不僅要體現(xiàn)各類機井、取水口的空間位置，而且要可以查詢到某一個機井、取水口的對應屬性。包括機井用水單位、取水用途、水資源類型、井深、年取水量等。（3）水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)水資源規(guī)劃專題數(shù)據(jù)是系統(tǒng)輔助決策分析的基礎數(shù)據(jù)，業(yè)務人員用于分析是否可以取水的重要依據(jù)。包括水資源保護區(qū)規(guī)劃、地下水超采區(qū)范圍、地下水埋深變化、松散巖層孔隙水富水性分區(qū)、地下水功能區(qū)劃等。（4）元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要包括對空間圖層使用投影、坐標系、比例尺、采集人、采集時間等的說明。3.2業(yè)務數(shù)據(jù)庫的設計業(yè)務數(shù)據(jù)庫由取水許可申報數(shù)據(jù)、備案數(shù)據(jù)以及輔助決策的配置數(shù)據(jù)組成。主要包括：取水許可申報表、取水許可登記表、取水許可證等。配置數(shù)據(jù)主要包括：可開采水資源量、監(jiān)測井埋深、業(yè)務分析結果及用戶管理、權限控制等系統(tǒng)維護數(shù)據(jù)組成。3.3系統(tǒng)功能設計為實現(xiàn)水資源管理系統(tǒng)管理、統(tǒng)計、更新以及匯總等核心應用，系統(tǒng)的主要功能模塊可分為申報備案管理子系統(tǒng)、證書管理子系統(tǒng)、取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)、綜合統(tǒng)計子系統(tǒng)、服務接口管理系統(tǒng)、系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。如圖3-2所示。圖3-2取水許可功能框架圖（1）申報備案管理子系統(tǒng)。為辦理取水許可的單位或個人提供申報材料和備案材料的網(wǎng)上錄入、刪除、修改、查詢功能。（2）證書管理子系統(tǒng)。包括取水許可證的生成及打印、許可證變更、作廢、延續(xù)、到期提醒、過期提醒等功能。（3）取水許可GIS決策分析子系統(tǒng)。提供地表水取水許可、地下水取水許可和再生水取水許可的審批決策分析功能。系統(tǒng)根據(jù)取水當前申報件的申報位置，與當?shù)氐牡孛麛?shù)據(jù)庫進行模糊匹配至取水周邊位置，同時綜合考慮取水位置和取水口的關系，以及所在區(qū)縣的開采量和控制量，最終形成電子評價報告供局辦公OA系統(tǒng)使用。（4）綜合統(tǒng)計子系統(tǒng)。為用戶提供關于地下水埋深變化、取水量、取水用途、業(yè)務辦理情況等各類信息的橫向、縱向統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結果以直觀的統(tǒng)計圖表式展現(xiàn)，供業(yè)務人員和水務局領導宏觀決策使用。（5）服務接口管理系統(tǒng)。對區(qū)縣取水許可證和機井數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)匯交接口、數(shù)據(jù)更新接口、數(shù)據(jù)抽取ETL包等進行管理，包括服務及接口權限、更新方式、更新周期。（6）系統(tǒng)配置管理子系統(tǒng)。主要包括系統(tǒng)權限、用戶管理、數(shù)據(jù)配置管理等。3.4數(shù)據(jù)入庫存儲入庫的空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、CAD分幅數(shù)據(jù)、分幅柵格地形圖、分幅影像地圖和壓縮數(shù)據(jù)。不同類型的數(shù)據(jù)將以不同的方式存入數(shù)據(jù)庫中[7]。（1）矢量數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)是以要素數(shù)據(jù)集的形式存儲到ArcSDE數(shù)據(jù)庫中，存儲后的數(shù)據(jù)保存了原數(shù)據(jù)的空間特性和屬性特性，可以方便地進行瀏覽、編輯和下載。（2）CAD分幅數(shù)據(jù)。ArcSDE提供的CADClient可以對CAD進行存儲和編輯，但入庫時主要考慮CAD數(shù)據(jù)的分發(fā)功能，其瀏覽功能可以通過壓縮數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，因此將CAD分幅數(shù)據(jù)以二進制形式存儲到oracle數(shù)據(jù)庫中。（3）分幅柵格地形圖和分幅影像地圖。分幅柵格地形圖和分幅影像地圖都屬于柵格數(shù)據(jù)，柵格數(shù)據(jù)在ArcSDE中有兩種存儲形式：RasterDataset和RasterCatalog。RasterDataset具有瀏覽速度快、支持服務發(fā)布的特點，但鑲嵌和更新困難；RasterCatalog不支持服務發(fā)布，但具有裝載速度快的特點。本文采用RasterCatalog的形式存儲。（4）壓縮數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)直接存儲在oracle數(shù)據(jù)庫中，應用下載到本地。

4．水資源管理應用舉例4.1基礎管理應用對某市區(qū)域內(nèi)整個水循環(huán)過程中涉及的基礎和設施數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和集成應用，包括河道水系（河流、湖泊等）、取水（地下水深井、取水口等）、供水（水廠、泵站等）、用水（用水情況日報、月報、節(jié)水指標等）、排水（排水系統(tǒng)和泵站、排水井、污染源、污水處理廠等）、資源保護（水功能區(qū)、水源地等）、水利工程（水利分片、重要水閘、圩區(qū)等）、河道整治（黑臭河道等）。并與該市測繪院的基礎地圖服務、排水處的專題數(shù)據(jù)服務進行融享，借助于高分辨率的航空遙感數(shù)據(jù)與當?shù)氐臄?shù)據(jù)信息進行疊加為水資源管理提供客觀參考[8]。如圖4-1所示。圖4-1某市排水設施與航空遙感數(shù)據(jù)疊加應用4.2統(tǒng)計評價應用在地圖上對任意時間段內(nèi)全市雨量等值線（面）即時繪制，直觀展示一個城市雨量分布；以每月監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，按水質(zhì)級別以不同顏色在地圖上直觀反映取水口附近骨干河道的水質(zhì)情況；以每月監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，按照水功能區(qū)劃定義的水質(zhì)控制標準直觀反映各河段水質(zhì)是否達到控制標準等[9]。利用直觀展示的圖、表來反映取水口周邊河道水質(zhì)的情況，供業(yè)務人員和水務局領導宏觀決策使用。其中對浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評價應用如圖4-2所示。圖4-2對浙江省某取水口附近骨干河道水質(zhì)評價應用4.3水資源保護中應用為實現(xiàn)國務院頒布的《水污染防治暫行條例》中規(guī)定的“水體變清”的目標，以及加強對水資源的高效管理和規(guī)劃，開發(fā)了水資源保護地理信息系統(tǒng)[10]。ArcGIS是ESRI(美國環(huán)境系統(tǒng)研究所)最新推出的普及型桌面GIS軟件。它具有擴展模塊功能齊全、容易學習使用、支持地理信息查詢、顯示和卓面制圖等特點。它適用于中小規(guī)模的GIS項目.ArcGIS隨帶一個功能強大的面向對象的編程工具———Avenue，這就給用戶提供了一個很好的二次開發(fā)環(huán)境。利用Avenue，用戶可以重新組織ArcGIS的界面和功能，開發(fā)出各種各樣具有特定功能的普及型GIS應用系統(tǒng)。ArcGIS以項目(project)作為基本應用單元。一個項目就是一個擴展名為apr的文件，它包含各種工作視圖(view)、表格(table)、統(tǒng)計圖(chart)、表現(xiàn)圖(layout)以及程序段(script)。實際上,這些圖、表、程序同時也是分析處理數(shù)據(jù)的手段或工具。水資源地圖集以及地圖集管理系統(tǒng)就是使用ArcGIS作為開發(fā)平臺。水資源地理要素復雜、各類專題地圖數(shù)量眾多，為將各專題地圖錄入數(shù)據(jù)庫，在初始階段,按照點、線、多邊形三種組合原則將各專題圖劃分成簡單的圖層,并采用數(shù)據(jù)化儀和ArcGIS的DigitalExtension在ArcGIS界面中進行圖層的繪制工作，并將各地理要素的屬性數(shù)據(jù)錄入，最后將所有圖層編輯入庫并一一對應放置在相應的文件位置[11]。水資源地理要素復雜,綜合、專題地圖就有40多張，各種圖層300多個，在制作地理信息系統(tǒng)時常常會遇到大量不同專題圖層同時在一個視圖中出現(xiàn)的情況，既增加了工作量，使用起來也不方便,因此必須使用二次開發(fā)語言建立一個方便、快捷的應用平臺。在應用平臺的設計思路中關鍵是如何將用戶界面和各圖層連結起來[12]。為此，在設計中采用下面的結構，如圖4-3所示。圖4-3水資源地圖集GIS應用平臺結構示意圖4.4水環(huán)境管理的應用水環(huán)境信息具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用GIS可以更加明確地揭示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢?？梢愿又庇^地反映如污染源、排污口、監(jiān)測斷面等環(huán)境要素的空問分布。利用GIS還可以進行污染源預測、水質(zhì)預測、水環(huán)境容量計算、污染物削減量的分配等，以表格和圖形的方式為水環(huán)境管理決策提供多方位、多形式的支持[13]。目前，徐州市開發(fā)了對全市大江、大河實施監(jiān)控的GIS系統(tǒng)，并進行全市水環(huán)境功能區(qū)劃匯總，在此基礎上，開發(fā)了水環(huán)境功能區(qū)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)查詢、水質(zhì)評價、統(tǒng)計分析、水質(zhì)預測等功能，將各種水環(huán)境信息以可視化的方式表達。圖4-4為采用實時遙測數(shù)據(jù)完成的取水口周邊水質(zhì)多要素對比圖，通過對比可以完成各要素之間的關系分析，同時還可以進行同一要素在不同河段的分析，觀察要素隨空間而變化的規(guī)律。本系統(tǒng)的建設對水環(huán)境保護起到重要的實時監(jiān)測，預防突發(fā)污染事故有重大的作用，對水環(huán)境的科學管理將具有非常重要的意義[14]。圖4-4取水口周邊水質(zhì)多要素對比圖

5．總結與展望取水許可管理系統(tǒng)實現(xiàn)了與水務局外網(wǎng)申報系統(tǒng)、水務局辦公OA系統(tǒng)的無縫集成，實現(xiàn)業(yè)務申報、行政審批、竣工備案全流程業(yè)務辦理信息化支撐，改變以往紙質(zhì)檔案業(yè)務辦理模式，提高了辦公效率。尤其是引入GIS技術開發(fā)的決策支持模塊，使業(yè)務人員能夠快速做出決策，有效節(jié)省審批人員翻閱資料的時間，很大程度上減少或避免了取水的不合理性。目前系統(tǒng)運行于水務局內(nèi)網(wǎng)，就以后長遠考慮，本系統(tǒng)應考慮與水務局其他現(xiàn)行系統(tǒng)（比如水量月報管理系統(tǒng)、水源地管理系統(tǒng)、地下水超采區(qū)管理系統(tǒng)、鑿井系統(tǒng)）的集成，逐步實現(xiàn)水資源的精細化管理[15]。在研究過程中，不僅深刻的認識GIS的技術特點、ArcGIS的應用，而且對水資源管理的知識得到了一定的了解。在整個系統(tǒng)設計過程中，對于該工程的建設有了新的認識，比如對于系統(tǒng)平臺的選擇、總體框架、數(shù)據(jù)庫設計等有了一個大體的了解，拓寬了自己的知識面?；贕IS的功能，便捷、清晰的將結果呈現(xiàn)在用戶面前。體現(xiàn)了GIS應用于水資源管理系統(tǒng)中的最直接的地方。本系統(tǒng)設計在水資源管理中的應用取得了一些成果，但由于時間以及條件上的制約，還有其它水資源復雜方面的問題。隨著研究工作的進一步深入和所涉及的范圍的擴大，可能會出現(xiàn)相關的新問題，在今后的工作中將不斷完善和開展更深入的研究，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：（1）在時空數(shù)據(jù)結構方面，水資源管理系統(tǒng)中的時空數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量龐大、更新快等特點，系統(tǒng)對其時空數(shù)據(jù)庫的復雜性考慮還不夠全面，之后在系統(tǒng)實際運行中對時空數(shù)據(jù)的變化規(guī)律將作進一步的研究，選擇合適的建庫方案。（2）與3S技術的進一步結合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化