浅谈黄河下游工情险情会商系统的整合

口祝 杰 姚保顺 贺高帆 吴 晖

    一、系统概述

    1998年黄河水利委员会信息中心与山东黄河河务局合作，开发了基于GIS(地理信息系统)的“山东防汛指挥系统”，运行方式为客户机/服务器(C／S)方式，数据库采用Sybase数据库。随后又开发了适用于委级防汛工作需求的“黄河下游工情险情会商系统”及满足河南防汛工作需求的“河南黄河工情险情会商系统”。这些系统在近几年的防汛工作中发挥了较大的作用。

    2000年以后随着GIS应用的进一步发展，使得WebGIS的应用成为可能。另外，在系统运行维护中，发现随着用户的不断增加系统的维护量急剧增加，因此，作为结合地理信息 进行信息汇总、查询、统计的用户面较广的应用系统，浏览器(B／S)方式是较好的选择。

    2003年4月水利部正式批复了黄河水利委员会编制的“数字黄河”工程规划》，该规划确立了“数字黄河”的三层架构。

    随着“数字黄河”工程建设的深入开展，如何对遗产应用系统进行整合，在“数字黄河”三层架构下，实现各个遗产应用系统的互连互通、信息共享，是必须解决的问题。“黄河下游工情险情会商系统”就是一个遗产应用系统，它是“数字防汛”的重要组成部分。对该系统的整合，就要使之满足“数字黄河”中的三层架构体系，并实现信息的高度共享。

    二、“黄河下游工情险情会商系统”的整合

    “黄河下游工情险情会商系统”的整合是按照“数字黄河”三层架构(即基础数据层、中间应用服务层、应用层)体系的要求，并结合WebGIS的开发进行的。将原两层结构的“黄河下游工情险情会商系统”进行划分，具有通用功能的部分，包括一些业务流程在原程序的基础上进行封装，放到中间层，将数据库进行规范化、标准化后放人基础数据层，对于给用户的应用层则需要重新开发。

    1．基础数据层整合

    首先，对数据进行规范，我们制定了黄河“防洪工程基础信息代码编制规定”“防洪工程数据库数据字典及表结构”等相关标准，原系统采用的是SYBASE数据库，属性数据主要存放于SYBASE数据库中；其次，按新的标准建立黄委的防洪工程数据库(采用的是Oracle数据库)，对山东、河南两省河务局数据库编写触发器程序及数据转换程序等，以保证数据的一致性，同时进行数据移植，将原数据库的数据移植到新标准的数据库中。

    地图数据以文件形式存放，分为黄河流域图、防洪形势图和黄河下游河道图。黄河流域图用来显示流域基本情况和水雨情信息；黄河防洪形势图用于浏览显示和查询黄河基本情况、实时险情信息、防汛料物储备等；黄河下游河道图用于显示和查询堤防工程情况、堤防偎水情况、河道堤防工程和滩区社会经济等信息。

    2．中间应用服务层整合

    “黄河下游工情险情会商系统”是一个GIS的应用系统，因此，地图服务采用了三层架构搭建地图服务平台，地图服务器采用的是Maplnfo的NapXtreme，地图服务中间件采用的是G02Map的MIP。 

    中间件MIP中封装了许多基本功能，如地图的放大、缩小、漫游等，这些功能在应用开发时可直接调用，另外MIP还提供了二次开发的环境，我们将业务中的公用模块封装到MIP中供其他应用开发使用。在查询方式上，MIP以MapXtreme为基础结合数据库进行了优化处理，使WebGIS的浏览查询速度大大提高，在地图服务平台中采用的是SQLServer数据库。MIP还提供了地图租用的一种方式，通过租用方式能实现地图查询，地图数据统一存放在地图服务器上，可以在异地访问和二次开发，保证地图数据的一致性、保密性、安全性，减少资源投入与系统的重复建设。

    3．应用层整合

    在中间层之上，我们开发时只专注于界面，一些业务功能可直接调用，因此很快开发完成了Internet／Intranet版本的“黄河下游工情险情会商系统”。此系统可以在不同比例尺电子地图上实现无缝自动漫游(1：100万+1：25万+1：5万+1：1)，把信息显示于地图的相应位置，并适当标注，实现了水文信息查询，防洪工程基础信息查询，防汛部署基本信息查询，实时工情、险情信息上报、查询统计，实时险情信息报警、处理、滚动显示，险情批复，以及系统管理维护等功能。

    系统的开发实现了较理想的目标，通过图形的采集和矢量化处理建立了黄河流域图、防洪形势图、黄河下游河道图，采用数据库技术设计开发了堤防数据库、实时险情数据库和防汛料物数据库，通过电子地图与数据库的连接浏览和查询黄河基本情况、堤防工程、料物储备、偎堤水深、险情和流域雨水情等信息，为工情险情会商提供了支持。最终将现行的洪水预报及洪水调度系统、水雨情管理系统、气象信息管理系统进行集成，形成较为完整的黄河防汛信息服务平台。

    三、整合经验

    在系统软件选择时，不能一味追求大而全，应选择最优性能价格比，根据需求和用户群的不同进行定制才最合理，但要遵循相关标准。因此，在数据库方面是Oracle、Sybase、SQLServer并存，在GIS方面是ArcGis与Maplnfo共存，Maplnfo主要面向广大用户，而 ArcGis主要面向专业用户。

    GIS的产生是计算机技术和信息系统发展的共同产物。随着计算机技术的发展和用户需求的不断提高，特别是GIS系统在军事及其他非专业领域内的应用，加快了它的发展。Maplnfo在这方面起步较早，相对于ArcGis具有较大的价格优势，它可用于Windows98、 WindowsNT、Windows2000等操作系统中，用户使用时不需要具备专业知识，使其应用范围更加广泛，不仅可以用于防汛的工情险情会商，还可用于民用、行政等管理部门。ArcGis主要侧重专业处理、空间分析，其强大的空间分析功能，深受广大专业人士的青睐，相对于 Maplnfo具有较大的性能优势，它可用于专业部门进行空间分析之用。

    ArcGis与Maplnfo都是通过给计算机licence才能运行系统软件，费用也按licence计算。如果不管需求全部采用ArcGis，费用将非常昂贵。如果将专业人员与非专业人员划分开来，专业人员使用ArcGis，非专业人员使用Maplnfo，这样双方需求均能满足，而费用则大大降低。

    在ArcGis与Maplnfo兼容问题上，我们设想通过“数字黄河”工程中应用服务平台的建设加以实现，因为它们都有遵从J2EE标准的开发方式，其标准是开放的，因此，在J2EE架构下共存共享是没有问题的。

    四、未来展望

    随着黄委计算机网络的扩展和信息化水平的不断提高，要继续强化、优化系统的功能，扩大系统的覆盖范围，按照“数字黄河”工程标准，充分利用成熟的3S技术，提高防汛会商系统的各项技术指标。

    加强卫星遥感技术的应用。遥感信息作为重要的数据源，在地理模型(二维、三维)基础上提供了更强的分析依据。利用RS技术可以迅速获取具有高分辨率和多时相特征的卫星影像，及时掌握工程出险、河势情况和淹没范围，并将各种收集和分析的资料转成数字化格式存人GIS系统。

    通过GPS的空间定位技术，可以及时、准确地确定出险位置，并可进行车辆导航、监督、工程检查等。

    通信新技术有很好的应用前景。一些基于该系统开发的诸如JAVA PDA、WAP手机及彩信应用可以移植到该系统来，例如，依托中国移动新开通的彩信业务，完全可以实现下级单位使用带有拍照能力的手机(N010A7F6501ERISSIONP800等)直接拍摄堤防、设施、水情信息图片，通过彩信传递回工情险情数据库，实现动态数据收集。利用PDA手机(如MOTOROLA A388)提供的开发环境，将网上会商系统地图和数据查询功能由传统Ⅲ浏览器客户端移植到手机操作环境的浏览器客户端，真正实现前方人员随时随地通过移动设备查看系统信息。

    随着计算机技术的不断深入发展，地理信息系统的应用将不断普及，并将成为信息社会中不可缺少的一部分。地理信息系统应用于信息管理系统将是一种趋势，其发展前景令人鼓舞